專利名稱：一種從硅灰中提高二氧化硅含量及生產(chǎn)白炭黑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬硅或者硅鐵合金廠冶煉過程產(chǎn)生的煙氣中收集的微硅粉 (硅灰)的綜合利用，具體的說是從硅灰中提高二氧化硅含量及生產(chǎn)白炭黑的 方法。
技術(shù)背景微硅粉(硅灰)是金屬硅或者硅鐵合金廠冶煉過程產(chǎn)生的煙氣中收集的粉 體廢棄物。通常金屬硅冶煉廠產(chǎn)生的微硅粉(硅灰)中二氧化硅含量較高，具 有良好的應(yīng)用價值。但是硅鐵合金廠產(chǎn)生的微硅粉(硅灰)二氧化硅含量低， 有時達(dá)不到國外在高性能混凝土中使用的微硅粉的技術(shù)要求，也就是微硅粉中二氧化硅含量低于85%，極大地限制了這類硅微硅粉的應(yīng)用。為了提高微硅粉中二氧化硅的含量，最簡單的辦法是"勾兌"法。將二氧 化硅含量高于90%的微硅粉和二氧化硅含量低于85%的微硅粉進(jìn)行機(jī)械混合， 最終使得混合后的微硅粉二氧化硅含量達(dá)到大于85%的技術(shù)要求。這種非技術(shù) 方法實(shí)施起來簡單，容易產(chǎn)業(yè)化，但是存在經(jīng)濟(jì)性不好，很難降低微硅粉的成 本，也有些生產(chǎn)廠將收集的粉塵作為廢棄物處理，這種處理一方面浪費(fèi)了資源， 同時影響環(huán)境污染，不符合環(huán)保要求等缺陷。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種工藝簡單，生產(chǎn)成本低，廢棄物再利用，通過對 微硅粉進(jìn)行一系列技術(shù)處理，使得微硅粉中二氧化硅含量達(dá)到大于85%的技術(shù) 要求，進(jìn)一步處理可以生產(chǎn)白炭黑，實(shí)現(xiàn)微硅粉的綜合利用的一種從硅灰中提 高二氧化硅含量及生產(chǎn)白炭黑的方法。
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種從 硅灰中提高二氧化硅含量及制備白炭黑的方法，按下述步驟進(jìn)行a、 將二氧化硅含量低于重量百分比85%的微硅粉通過調(diào)整磁場強(qiáng)度進(jìn)行干式磁選，經(jīng)過干式磁選后可形成非磁性微硅粉和磁性微硅粉，其磁選后的非磁性微硅粉儲存待用；b、 用硝酸或鹽酸或硫酸對磁性微硅粉進(jìn)行酸洗處理，其酸洗處理溫度為 2(TC 9(TC,酸洗時間1 4小時，酸洗時pH值小于2，酸洗時固液比控制在1: 2 1: 6的范圍內(nèi)，洗滌l-3次；c、 對酸洗液進(jìn)行過濾，過濾后的固體進(jìn)行烘干，其烘干溫度為95'C 110 °C，烘干后產(chǎn)品與儲存待用的非磁性微硅粉進(jìn)行混合，即可獲得二氧化硅含量 大于85%的微硅粉，其過濾回收再利用；或d、 對磁性微硅粉經(jīng)酸洗后的溶液加入漂白劑漂白處理，酸洗液進(jìn)行過濾， 通過烘干和煅燒，所述漂白劑為有機(jī)酸，具體的是指草酸或檸檬酸或者無機(jī)保 險粉，添加量為微硅粉重量的0.5-3%,烘干溫度為95°C 110°C，在580。C 65crc下煅燒，再進(jìn)行機(jī)械粉碎，即可獲得白炭黑。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是本工藝將干法磁選和濕法酸洗工藝進(jìn)行結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了低成本提高微硅粉二 氧化硅含量的目標(biāo)，同時，幵辟了利用微硅粉制備白炭黑的新工藝，使得制備 白炭黑成本進(jìn)一步下降，具有工藝簡單，生產(chǎn)成本低，廢棄物再利用的特點(diǎn)， 廣泛用于金屬硅或者硅鐵合金廠。


附圖為微硅粉提高二氧化硅生產(chǎn)白炭黑的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步說明 實(shí)施例l
一種從硅灰中提高二氧化硅含量及制備白炭黑的方法，按下述步驟進(jìn)行a、 將二氧化硅含量低于重量百分比85%的微硅粉通過調(diào)整磁場強(qiáng)度進(jìn)行 干式磁選，經(jīng)過干式磁選后可形成非磁性微硅粉和磁性微硅粉，其磁選后的非 磁性微硅粉儲存待用；b、 用硝酸或鹽酸或硫酸對磁性微硅粉進(jìn)行酸洗處理，其酸洗處理溫度為 20。C 90。C,酸洗時間1 4小時，酸洗時pH值小于2，酸洗時固液比控制在1: 2 1: 6的范圍內(nèi)，洗滌l-3次；c、 對酸洗液進(jìn)行過濾，過濾后的固體進(jìn)行烘干，其烘干溫度為95"C 110 °C，烘干后產(chǎn)品與儲存待用的非磁性微硅粉進(jìn)行混合，即可獲得二氧化硅含量 大于85%的微硅粉，其過濾回收再利用；或d、 對磁性微硅粉經(jīng)酸洗后的溶液加入漂白劑漂白處理，酸洗液進(jìn)行過濾， 通過烘干和煅燒，所述漂白劑為有機(jī)酸，具體的是指草酸或檸檬酸或者無機(jī)保 險粉，添加量為微硅粉重量的0.5-3%，烘干溫度為95°C 110°C，在58(TC 65(TC下煅燒，再進(jìn)行機(jī)械粉碎，即可獲得白炭黑。所說的微硅粉二氧化硅含量低于85%是指冶煉硅鐵時產(chǎn)生的微硅粉。 所說通過調(diào)整磁場強(qiáng)度，是通過調(diào)整干式磁選機(jī)的勵磁電流的大小，來調(diào)整磁選機(jī)的磁場強(qiáng)度，這樣可以實(shí)現(xiàn)磁選后磁性微硅粉和非磁性微硅粉比例的調(diào)節(jié)。實(shí)施例1以80%重量百分比的二氧化硅含量的微硅粉為原料，利用磁選分離技術(shù)， 控制磁選參數(shù)，使得磁性微硅粉選出40%，非磁性微硅粉為60%。將選出的40%磁性微硅粉按照固液比1: 4加入10%的硫酸水溶液，在60 'C的溫度下進(jìn)行反應(yīng)4小時，然后過濾，洗滌2次后烘干粉碎，測的二氧化硅 含量為95%。按照4: 6的比例，將酸洗后的二氧化硅含量為95%的微硅粉和磁選后二
氧化硅含量為82%的微硅粉進(jìn)行機(jī)械混合，獲得二氧化硅含量為87.2%的微 硅粉，符合使用要求。如生產(chǎn)白炭黑，將酸洗過濾后二氧化硅含量為95%的微硅粉，通過添加 2%的保險粉，pH值控制在l-3，溫度40。C的條件下進(jìn)行漂白處理，然后再過 濾烘干，在60(TC下煅燒，即可獲得白度達(dá)于85的白炭黑產(chǎn)品。 實(shí)施例2以78%重量百分比的二氧化硅含量的微硅粉為原料，利用磁選分離技術(shù)， 控制磁選參數(shù)，使得磁性微硅粉選出40%,非磁性微硅粉為60%。將選出的40%磁性微硅粉按照固液比1: 5加入15%的硫酸水溶液，在80 。C的溫度下進(jìn)行反應(yīng)3小時，然后過濾，洗滌2次后烘干粉碎，測的二氧化硅 含量為93%。按照4: 6的比例，將酸洗后的二氧化硅含量為93%的微硅粉和磁選后二 氧化硅含量為80%的微硅粉進(jìn)行混合，獲得二氧化硅含量為85.2%的微硅粉， 符合使用要求。如生產(chǎn)白炭黑，將酸洗過濾后二氧化硅含量為93%的微硅粉進(jìn)行漂白處理 (保險粉添加3%, pH值控制在2左右，溫度40°0，然后再過濾烘干，在600 "C下煅燒，即可獲得白度達(dá)于85的白炭黑產(chǎn)品。 實(shí)施例3以80%重量百分比的二氧化硅含量的微硅粉為原料，利用磁選分離技術(shù)， 控制磁選參數(shù)，使得磁性微硅粉選出30%,非磁性微硅粉為70%。將選出的30%磁性微硅粉按照固液比1: 4加入20%的硫酸水溶液，在90 "C的溫度下進(jìn)行反應(yīng)4小時，然后過濾，洗漆2次后烘干粉碎，測的二氧化硅 含量為97%。按照3: 7的比例，將酸洗后的二氧化硅含量為97%的微硅粉和磁選后二 氧化硅含量為82%的微硅粉進(jìn)行混合，獲得二氧化硅含量為86.5%的微硅粉，符合使用要求。如生產(chǎn)白炭黑，將酸洗過濾后二氧化硅含量為97%的微硅粉進(jìn)行漂白處 理，然后再烘干，在60(TC下煅燒，即可獲得白度達(dá)于85的白炭黑產(chǎn)品，其他 步驟同實(shí)施例1。
權(quán)利要求
1.一種從硅灰中提高二氧化硅含量及制備白炭黑的方法，其特征在于按下述步驟進(jìn)行a、將二氧化硅含量低于重量百分比85％的微硅粉通過調(diào)整磁場強(qiáng)度進(jìn)行干式磁選，經(jīng)過干式磁選后可形成非磁性微硅粉和磁性微硅粉，其磁選后的非磁性微硅粉儲存待用；b、用硝酸或鹽酸或硫酸對磁性微硅粉進(jìn)行酸洗處理，其酸洗處理溫度為20 ℃～90℃，酸洗時間1～4小時，酸洗時pH值小于2，酸洗時固液比控制在1∶2～1∶6的范圍內(nèi)，洗滌1-3次；c、對酸洗液進(jìn)行過濾，過濾后的固體進(jìn)行烘干，其烘干溫度為95℃～110℃，烘干后產(chǎn)品與儲存待用的非磁性微硅粉進(jìn)行混合，即可獲得二氧化硅含量大于85％的微硅粉，其過濾回收再利用；或d、對磁性微硅粉經(jīng)酸洗后的溶液加入漂白劑漂白處理，酸洗液進(jìn)行過濾，通過烘干和煅燒，所述漂白劑為有機(jī)酸，具體的是指草酸或檸檬酸或者無機(jī)保險粉，添加量為硅灰重量的1-3％，烘干溫度為95℃～110℃，在580℃～650℃下煅燒，再進(jìn)行機(jī)械粉碎，即可獲得白炭黑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種從硅灰中提高二氧化硅含量及制備白炭黑的 方法，其特征在于所說的微硅粉二氧化硅含量低于85%是指冶煉硅鐵時產(chǎn)生的 微硅粉。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種從硅灰中提高二氧化硅含量及制備白炭黑的 方法，其特征在于所說通過調(diào)整磁場強(qiáng)度，是通過調(diào)節(jié)干式磁選機(jī)的勵磁電流 實(shí)現(xiàn)磁選機(jī)磁場強(qiáng)度的調(diào)整，最終實(shí)現(xiàn)磁選后磁性微硅粉和非磁性微硅粉比例 的調(diào)節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種從硅灰中提高二氧化硅含量及生產(chǎn)白炭黑的方法。該方法是通過干式磁選將二氧化硅含量低于85％的微硅粉，分為磁性微硅粉和非磁性微硅粉。再對磁性微硅粉進(jìn)行酸洗處理，烘干后與非磁性微硅粉進(jìn)行混合，即可獲得二氧化硅含量大于85％的微硅粉，滿足微硅粉的使用技術(shù)要求。如對磁性微硅粉酸洗后，進(jìn)一步進(jìn)行漂白處理，通過烘干和煅燒，即可獲得白炭黑。本工藝將干法磁選和濕法酸洗工藝進(jìn)行結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了低成本提高微硅粉二氧化硅含量的目標(biāo)，同時，開辟了利用微硅粉制備白炭黑的新方法，使得制備白炭黑成本進(jìn)一步下降，具有工藝簡單，生產(chǎn)成本低，廢棄物再利用的特點(diǎn)，廣泛用于金屬硅或者硅鐵合金廠。
文檔編號C04B14/04GK101148332SQ20071001863
公開日2008年3月26日 申請日期2007年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月12日
發(fā)明者劉衛(wèi)云, 奚松林, 鵬 趙, 陳劍寧 申請人:長安大學(xué)