用高岭土生产白炭黑的试验研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com30安徽化工总第77期1994年第4期用高岭土生产白炭黑的试验研究z0一；)堂法7、1／(合肥工业大学化工系，230009)}摘要本文介绍以高岭土和盐酸为原料生产白炭黑的工艺方法和条件。关键调高岭土盐酸白炭黑l前言高岭土又名瓷土，主要成份有SiO、AI20~、FeOa和Ti等。我国高岭土的蕴藏量极其丰富，分布遍及全国。高岭土中含有45—7O％的SiO，如能利用，这是生产白炭黑的好原料，本文介绍以高岭土和盐酸为原料生产白炭黑的工艺方法和条件2工艺流程本试验的工艺流程如图1所示。千盐酸图1工艺流程简图3反应原理3

2、．1矿粉焙烧铝在高岭土中以氧化铝的水合物形态存在，它们与酸的反应活性极低，因而必须先焙烧进行如下反应：Al2Oa．2SiOz．2。丝AI20a．2SIO2-l-2H2O高岭土变高岭土AI203．2SiO2Y—AI2O3+2SiO2Y—AlOa在酸中具有良好的化学活性。3．2酸洗反应盐酸和熟高岭土中的一Alo3、FeOa进行如下反应：AI2Os-F6HC1-F9H20—2[Al(0H2)B]aa．Fe203+6HCI+9o~2FeCIz·6。通过反应逐步浸出高岭土中的AlOa和Fe魄等，最后得到白炭黑产品。一4试验结果4．1矿粉焙烧为便于分析，矿粉焙烧和第一

3、次酸洗的工艺条件以AbO3自曼出率为依据加以选择。表1-矿粉粒度与AlOa提出率关系维普资讯http://www.cqvip.com总第77期1994年第4期安徽化工3l矿粉粒度连为0．124~0．147nzT~。表2矿粉焙烧温度与AlzO~浸出率关系AIO浸出率在560C突然上升，在560℃一760℃基本不变，至800℃开始下降。为了降低能耗，焙烧温度选为600℃左右。表3矿粉焙烧时间与址浸出率关系当焙烧时间≥3OmiI1时，焙烧时间对浸出率几乎没有影响，可选为40min。由表1—3所示，矿粉焙烧的工艺条件如下：粒度：0．124~0．147n'en+焙烧

4、温度：600℃左右焙烧时间：40m~n4．2第一次酸洗表4盐酸用量与AIzO3浸出率关系浸出率随盐酸用量增加而提高，为了得到较高的浸出率选择盐酸用量为l20，即过量20％。表5盐酸浓度与AhOs浸出率关系盐酸浓度对浸出率几乎没有影响，考虑到反应所要求的液固比、盐酸挥发等因素．选用盐酸在恒沸点附近的浓度20％为宜。维普资讯http://www.cqvip.com32安徽化工总第77期1994年第4期当反应温度高于95℃以后，由于盐酸挥发的增加，浸出率下降．故反应温度为90—95'C。表7反应时间与A103提出率关系当反应时间超过40min后，由于盐酸挥发的增

5、加．提出率下降，故反应时间选用40min由表4—7所示，第一次酸洗的工艺条件如下：盐酸用量：120盐酸浓度：2O反应温度：9O一95℃反应时间i40min4．3第二次酸洗表8盐酸用量与固相中Si02含量关系SiO含量随盐酸用量增加而提高，选择盐酸用量为12O，即过量20。表9盐酸浓度与固相中Si02含量关系盐酸浓度对si含量几乎投有影响，考虑到液固比等因素，选用l5左右的盐酸。表lO反应时间与固相中sil)2含量关系当反应时间超过强后，由于盐酸的挥发．si含量下降，故选用2h。维普资讯http://www.cqvip.com总第77期1994年第4期安徽化

6、工33由表8一l0所示，第二次酸洗工艺条件如下盐酸用量：1204．5干燥盐酸浓度：15左右干燥温度：150℃反应温度：90～95℃干燥时间：1一1．5h反应时间：纽4．6产品戚份4．4第三次酸洗工艺条件与第二次酸洗的相同。高岭土经粉碎、焙烧、酸洗、洗涤和干燥后得到产品白炭黑，产品质量可达到有关标准关于白炭黑的企业标准较多，本文采用C13收集的标准，作为本试验产品的参考规格。Ⅲ表l1产品成份5结论会大大降低，产品具有较强的市场竞争力。5．1采用本文的工艺方法和条件，以5．3高岭土中一般含有30左右的高岭土和盐酸为原料可以生产符合有关标Ab，在条件具备的情况下

7、，对酸洗高岭土准的自碳黑产品。该产品可以用作橡胶和的浸出渡进一步处理，可以生产得到高效塑料的补强填充荆等，也可进一步深加工。净化剂碱式氯化铝，有关工艺方法和条件5．2我国的高岭土资源丰富、价格低可参考[2]。这样高岭土得到综合利用，经廉，所以用高岭土来生产白碳黑，生产成本济效益会更加可观。参考文献1奚若明等．中国化工医药产品大全，2张兴法等．用高岭土生产碱式氯化北京科学出版社，1991。铝的研究．合肥工业大学学报，1991，6。