由磷肥廠副產四氟化矽一步水解法制活性白炭黑的方法
2023-06-14 10:05:36 2
專利名稱：由磷肥廠副產四氟化矽一步水解法制活性白炭黑的方法
技術領域：
本發明四氟化矽水解法製備活性白炭黑的方法，尤其是由磷肥廠付產四氟化矽一步水解法制活性白炭黑的方法。
現行磷肥廠生產重鈣時產生的四氟化矽廢氣常採用以下方式進行處理將廢氣用水吸收，生成含氟矽膠和氟矽酸，前者因其中雜質含量高，比表面積很低，不能得到利用而直接排放，因其中含有大量的氟，對環境產生汙染；而後者用於生產氟矽酸鈉。目前對四氟化矽氣體的利用技術主要是將含氟矽膠製成水玻璃，再利用水玻璃生產白炭黑。
本發明的目的是提供一種利用淨化除塵的四氟化矽氣體一步水解直接製備活性白炭黑的方法，其工藝簡單，生產成本低，產品的一些重要性能如視密度，900℃灼燒減量，比表面積等接近價格昂貴的氣相法白炭黑。
本發明的目的是這樣實現的一種四氟化矽一步水解法制活性白炭黑的方法，其特徵是將除塵淨化後的四氟化矽氣體，直接通入含適量的表面活性劑的去離子水中，同時快速攪拌。本發明的反應溫度可以在20-85℃之間，表面活性劑以選用非離子性表面活性劑如OP系列、吐溫系列等為宜，去離子水中表面活性劑的用量在0.01-0.1％(質量百分比)之間，控制所得含二氧化矽的漿狀液中二氧化矽質量百分比在0.20-1.5％之間為宜。表面活性劑用量過少，所得的白炭黑性能較差，如其中有晶型二氧化矽產生，比表面積下降，用量過多，造成浪費或增加後處理洗滌次數。
本發明淨化除塵的四氟化矽氣體水解的溫度可以在20-85℃之間，尤其是以45-75℃之間為宜，溫度過高，所得產品視密度大幅度降低，且過濾困難，溫度過低產品性能變差。
本發明要求淨化除塵的四氟化矽氣體通入含適量表面活性劑的去離子水中，控制最後所得含二氧化矽的漿狀液中二氧化矽的質量百分含量以0.2％到1.5％為宜，漿狀液中二氧化矽含量過高，易造成粒子之間的團聚，所得活性白炭黑比表面積下降，視密度增加，二氧化矽含量過低，則不利於濾液中氟矽酸的回收利用。
本發明尤其適用於磷肥廠付產四氟化矽的利用，亦適用於其它來源的四氟化矽氣體的利用。
本發明的特點是工藝簡單，工藝實施設備投資少，生產成本低，產品的一些重要性能如視密度為40-65g/L，比表面積(低溫氮吸附法)為90-190m2/g，優化反應條件後，所得活性白炭黑比表面積還能更高，900℃灼燒減量一般等於或小於4.5％，這些指標均接近價格昂貴的氣相法白炭黑。同時採用該方法又消除了磷肥廠付產四氟化矽對環境造成的汙染。
以下通過實施例對本發明作進一步說明實施例1在快速攪拌下，用導管將經淨化除塵的四氟化矽氣體通入含0.018％OP-10的去離子水中，控制溫度在63-65℃之間，最終所得含二氧化矽的漿狀液中二氧化矽的質量百分含量為0.25％，過濾，用去離子水洗至PH值在6-7之間，將濾餅在140℃乾燥8小時，然後在500℃焙燒4小時。所得活性白炭黑的性能如下視密度為44g/L，吸油值為4.6ml/g，比表面積(低溫氮吸附法)為183.7m2/g，900℃灼燒減量為4.5％。
實施例2如上條件將氣體通入含0.019％OP-10(質量百分比)的去離子水中，控制溫度在62-64℃之間，最終所得含二氧化矽的漿狀液中二氧化矽的質量百分含量為0.41％，過濾，用去離子水洗至PH值在6-7之間，將濾餅在140℃乾燥8小時，然後在500℃焙燒4小時。所得活性白炭黑的性能如下視密度為41g/L，吸油值為4.4ml/g，比表面積(低溫氮吸附法)為139.2m2/g，900℃灼燒減量為4.4％。
實施例3如上條件將氣體通入含0.038％吐溫的去離子水中，控制溫度在52-54℃之間，所得含二氧化矽的漿狀液中二氧化矽的質量含量為1.0％，過濾，用去離子水洗至PH值在6-7之間，將濾餅在140℃乾燥8小時後，在500℃焙燒4小時。所得活性白炭黑的性能如下視密度為49g/L，吸油值為4.6ml/g，比表面積(低溫氮吸附法)為130.0m2/g，900℃灼燒減量為4.5％。
實施例4同實施例2條件將氣體通入含0.08％OP-10(質量百分比)的去離子水中，控制溫度在62-64℃之間，所得含二氧化矽的漿狀液中二氧化矽的質量百分含量為1.2％，過濾，用去離子水洗至PH值在6-7之間，將濾餅在140℃乾燥8小時，然後在500℃焙燒4小時。所得活性白炭黑的性能如下視密度為52g/L，吸油值為4.3ml/g，比表面積(低溫氮吸附法)為150.0m2/g，900℃灼燒減量為4.5％。
同上實施例，如果反應控制溫度在室溫或者趨近85℃，亦能生成質量較好的活性白炭黑，但其性能略差視密度為50-65g/L，吸油值為3.0-4.5ml/g，比表面積(低溫氮吸附法)為90-120m2/g。
權利要求
1.一種四氟化矽一步水解法制活性白炭黑的方法，其特徵是將除塵淨化後的四氟化矽氣體，直接通入含適量的表面活性劑的去離子水中，同時快速攪拌。
2.由權利要求1所述的四氟化矽一步水解法制活性白炭黑的方法，其特徵是淨化除塵的四氟化矽氣體水解的溫度可以在20-85℃之間，尤其以45-75℃之間為宜。
3.由權利要求1所述的四氟化矽一步水解法制活性白炭黑的方法，其特徵是表面活性劑選用非離子性表面活性劑，去離子水中表面活性劑的用量在0.01-0.1％(質量百分比)之間。
4.由權利要求1所述的四氟化矽一步水解法制活性白炭黑的方法，其特徵是最後所得含二氧化矽的漿狀液中二氧化矽的質量百分含量以0.2％至1.5％為宜。
5.由權利要求1所述的四氟化矽一步水解法制活性白炭黑的方法，其特徵是尤其適用於磷肥廠付產的四氟化矽氣體利用。
全文摘要
一種四氟化矽一步水解法制活性白炭黑的方法,將除塵淨化後的四氟化矽氣體,直接通入含適量的表面活性劑的去離子水中,同時快速攪拌,淨化除塵的四氟化矽氣體水解的溫度可以在20—85℃之間,尤其以45—75℃之間為宜,控制最後所得含二氧化矽的漿狀液中二氧化矽的質量百分含量以0.2%到1.5%為宜。本發明工藝簡單,生產成本低,產品的一些重要性能接近價格昂貴的氣相法白炭黑。同時採用該方法又消除了磷肥廠副產四氟化矽對環境造成的汙染。
文檔編號C01B33/113GK1267634SQ0011216
公開日2000年9月27日 申請日期2000年3月23日 優先權日2000年3月23日
發明者李遠志, 範以寧 申請人:李遠志