电炉冶炼金属废渣沉淀法制备白炭黑及其改性
发布时间：2020-10-25 18:12
电炉冶炼金属废渣(下称冶炼废渣)是有色金属冶炼过程中产生的固体废弃物,有价金属含量低,金属回收价值小,对其处理处置的主要方式为堆放和填埋,在占用大量空间的同时也给环境造成了潜在危害。冶炼废渣中约含50%的硅元素,相关组分适合于制备具有广泛用途的白炭黑,在减少冶炼废渣所需堆积空间的同时能够创造较好的经济效益。本论文以冶炼废渣为原料,采用酸浸除铁、酸浸渣制备白炭黑、白炭黑改性等工序,考察了相关工艺条件对产品白炭黑的影响,形成了冶炼废渣制备改性白炭黑的优化工艺,具有较好的推广应用价值。固液比、HCl加入量、浸出温度及搅拌速度等工艺条件对酸浸除铁的影响结果表明,在固液比为1:25(g/m L)、HCl(50%)加入量为90 m L、酸浸温度为40℃、搅拌速度为300 r/min的最佳工艺条件下,冶炼废渣中铁的去除率可达81.25%。NaOH浓度、反应时间、固液比、搅拌速度及反应温度等工艺条件对沉淀法制备白炭黑的影响结果表明,在Na OH浓度为8 mol/L、固液比为1:10(g/m L)、搅拌速度为300 r/min、反应时间和温度分别为6 h和90℃的最佳工艺条件下,所得白炭黑中Si O2含量达到92.84%,DBP值达到2.95,堆积密度为0.27,加热减量为5.0%,灼热减量为6.8%,符合HG/T 3061-2009白炭黑产品质量要求。用红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜及粒度分析仪等测试手段进行表征,确定所得产品为无定形非晶水合二氧化硅,颗粒近似球形,粒径10.1~147.7 nm之间的占比约为56.1%。白炭黑的改性结果表明,使用分子量为2000的PEG、正丁醇和正辛醇分别作为改性剂时,改性剂的加入量在为4%的V硅酸钠、4%的V硅酸钠和16%的V混合溶液时,可以有效改善白炭黑颗粒的形貌,颗粒更近似球形,分散性大大改善。
【学位单位】：江苏理工学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：X758
【部分图文】：
）为反应单体，对纳米二氧化硅表面进行无皂化乳液聚合改性。研究表明，在为 80 ℃、反应时间为 3 h、原材料配比（单体与纳米二氧化硅的质量比）为 3:行改性聚合反应，效果最佳。机物包裹法是利用二氧化钛（TiO2）、三氧化二铁（Fe2O3）等无机物实现白炭。王英[67]以微乳法制备的 SiO2粒子（100℃干燥）为核，在其表面包覆 TiO2备的 SiO2/TiO2粒子，分散性好，粒子近似球形，包覆均匀。表面改性工艺炭黑的表面改性工艺一般分为有机改性和无机改性[68]，无机改性[69]即是利Fe2O3等物质对白炭黑表面进行包裹从而达到改性的目的。有机物改性一般分湿法和压热法[70]。 干法工艺法改性[71]是将干燥后的白炭黑置于固定反应器或流床反应器内，与改性剂蒸汽件下接触反应，进行表面改性。其典型的工艺流程[72]如图 1-2 所示：
图 2-2 制备白炭黑工艺流程图Fig.2-2 The process flow diagram of preparation of precipitated silica改性工艺流程图如图 2-3 所示。图 2-3 制备改性白炭黑工艺流程图
14图 2-3 制备改性白炭黑工艺流程图Fig.2-3 The process flow diagram of preparation of modified silica验方法 30g 冶炼废渣，将废渣按照固液比（15~40）:1（水:废渣，mL/g）加入一制备成废渣水溶液，滴加体积分数为 50%的 HCl 45~120 mL，在 10~60 ℃拌反应 0.5 h；减压抽滤，将酸浸废渣洗至中性；干燥后，称取 10 g 酸浸 mol/L 的 NaOH 溶液在温度为 60~110 ℃的条件下，搅拌反应 2~8 h，滤液经pH 为 8~9，陈化 0.5 h，过滤，滤饼经洗涤、烘干，即得产品白炭黑。黑的改性试验以碱溶反应后的硅酸钠溶液为原料，采用改性剂聚乙、正丁醇及正辛醇在沉淀法制备白炭黑过程中进行直接改性。 PEG 600、PEG 2000、PEG 6000 为改性剂，PEG 加入量为 V硅酸钠的 2%~1
【参考文献】
本文编号：2855778
【学位单位】：江苏理工学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：X758
【部分图文】：
）为反应单体，对纳米二氧化硅表面进行无皂化乳液聚合改性。研究表明，在为 80 ℃、反应时间为 3 h、原材料配比（单体与纳米二氧化硅的质量比）为 3:行改性聚合反应，效果最佳。机物包裹法是利用二氧化钛（TiO2）、三氧化二铁（Fe2O3）等无机物实现白炭。王英[67]以微乳法制备的 SiO2粒子（100℃干燥）为核，在其表面包覆 TiO2备的 SiO2/TiO2粒子，分散性好，粒子近似球形，包覆均匀。表面改性工艺炭黑的表面改性工艺一般分为有机改性和无机改性[68]，无机改性[69]即是利Fe2O3等物质对白炭黑表面进行包裹从而达到改性的目的。有机物改性一般分湿法和压热法[70]。 干法工艺法改性[71]是将干燥后的白炭黑置于固定反应器或流床反应器内，与改性剂蒸汽件下接触反应，进行表面改性。其典型的工艺流程[72]如图 1-2 所示：
图 2-2 制备白炭黑工艺流程图Fig.2-2 The process flow diagram of preparation of precipitated silica改性工艺流程图如图 2-3 所示。图 2-3 制备改性白炭黑工艺流程图
14图 2-3 制备改性白炭黑工艺流程图Fig.2-3 The process flow diagram of preparation of modified silica验方法 30g 冶炼废渣，将废渣按照固液比（15~40）:1（水:废渣，mL/g）加入一制备成废渣水溶液，滴加体积分数为 50%的 HCl 45~120 mL，在 10~60 ℃拌反应 0.5 h；减压抽滤，将酸浸废渣洗至中性；干燥后，称取 10 g 酸浸 mol/L 的 NaOH 溶液在温度为 60~110 ℃的条件下，搅拌反应 2~8 h，滤液经pH 为 8~9，陈化 0.5 h，过滤，滤饼经洗涤、烘干，即得产品白炭黑。黑的改性试验以碱溶反应后的硅酸钠溶液为原料，采用改性剂聚乙、正丁醇及正辛醇在沉淀法制备白炭黑过程中进行直接改性。 PEG 600、PEG 2000、PEG 6000 为改性剂，PEG 加入量为 V硅酸钠的 2%~1
【参考文献】
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1 姚英;无机活性填料白炭墨的碳化法制备与表面改性研究[D];太原理工大学;2004年
本文编号：2855778
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