電爐冶煉金屬廢渣(下稱冶煉廢渣)是有色金屬冶煉過程中產(chǎn)生的固體廢棄物,有價(jià)金屬含量低,金屬回收價(jià)值小,對其處理處置的主要方式為堆放和填埋,在占用大量空間的同時(shí)也給環(huán)境造成了潛在危害。冶煉廢渣中約含50%的硅元素,相關(guān)組分適合于制備具有廣泛用途的白炭黑,在減少冶煉廢渣所需堆積空間的同時(shí)能夠創(chuàng)造較好的經(jīng)濟(jì)效益。本論文以冶煉廢渣為原料,采用酸浸除鐵、酸浸渣制備白炭黑、白炭黑改性等工序,考察了相關(guān)工藝條件對產(chǎn)品白炭黑的影響,形成了冶煉廢渣制備改性白炭黑的優(yōu)化工藝,具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。固液比、HCl加入量、浸出溫度及攪拌速度等工藝條件對酸浸除鐵的影響結(jié)果表明,在固液比為1:25(g/m L)、HCl(50%)加入量為90 m L、酸浸溫度為40℃、攪拌速度為300 r/min的最佳工藝條件下,冶煉廢渣中鐵的去除率可達(dá)81.25%。NaOH濃度、反應(yīng)時(shí)間、固液比、攪拌速度及反應(yīng)溫度等工藝條件對沉淀法制備白炭黑的影響結(jié)果表明,在Na OH濃度為8 mol/L、固液比為1:10(g/m L)、攪拌速度為300 r/min、反應(yīng)時(shí)間和溫度分別為6 h和90℃的最佳工藝條件下,所得白炭黑中Si O2含量達(dá)到92.84%,DBP值達(dá)到2.95,堆積密度為0.27,加熱減量為5.0%,灼熱減量為6.8%,符合HG/T 3061-2009白炭黑產(chǎn)品質(zhì)量要求。用紅外光譜儀、X射線衍射儀、掃描電鏡、透射電鏡及粒度分析儀等測試手段進(jìn)行表征,確定所得產(chǎn)品為無定形非晶水合二氧化硅,顆粒近似球形,粒徑10.1~147.7 nm之間的占比約為56.1%。白炭黑的改性結(jié)果表明,使用分子量為2000的PEG、正丁醇和正辛醇分別作為改性劑時(shí),改性劑的加入量在為4%的V硅酸鈉、4%的V硅酸鈉和16%的V混合溶液時(shí),可以有效改善白炭黑顆粒的形貌,顆粒更近似球形,分散性大大改善。
【學(xué)位單位】：江蘇理工學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：X758
【部分圖文】：

）為反應(yīng)單體，對納米二氧化硅表面進(jìn)行無皂化乳液聚合改性。研究表明，在為 80 ℃、反應(yīng)時(shí)間為 3 h、原材料配比（單體與納米二氧化硅的質(zhì)量比）為 3:行改性聚合反應(yīng)，效果最佳。機(jī)物包裹法是利用二氧化鈦（TiO2）、三氧化二鐵（Fe2O3）等無機(jī)物實(shí)現(xiàn)白炭。王英[67]以微乳法制備的 SiO2粒子（100℃干燥）為核，在其表面包覆 TiO2備的 SiO2/TiO2粒子，分散性好，粒子近似球形，包覆均勻。表面改性工藝炭黑的表面改性工藝一般分為有機(jī)改性和無機(jī)改性[68]，無機(jī)改性[69]即是利Fe2O3等物質(zhì)對白炭黑表面進(jìn)行包裹從而達(dá)到改性的目的。有機(jī)物改性一般分濕法和壓熱法[70]。 干法工藝法改性[71]是將干燥后的白炭黑置于固定反應(yīng)器或流床反應(yīng)器內(nèi)，與改性劑蒸汽件下接觸反應(yīng)，進(jìn)行表面改性。其典型的工藝流程[72]如圖 1-2 所示：

圖 2-2 制備白炭黑工藝流程圖Fig.2-2 The process flow diagram of preparation of precipitated silica改性工藝流程圖如圖 2-3 所示。圖 2-3 制備改性白炭黑工藝流程圖

14圖 2-3 制備改性白炭黑工藝流程圖Fig.2-3 The process flow diagram of preparation of modified silica驗(yàn)方法 30g 冶煉廢渣，將廢渣按照固液比（15~40）:1（水:廢渣，mL/g）加入一制備成廢渣水溶液，滴加體積分?jǐn)?shù)為 50%的 HCl 45~120 mL，在 10~60 ℃拌反應(yīng) 0.5 h；減壓抽濾，將酸浸廢渣洗至中性；干燥后，稱取 10 g 酸浸 mol/L 的 NaOH 溶液在溫度為 60~110 ℃的條件下，攪拌反應(yīng) 2~8 h，濾液經(jīng)pH 為 8~9，陳化 0.5 h，過濾，濾餅經(jīng)洗滌、烘干，即得產(chǎn)品白炭黑。黑的改性試驗(yàn)以堿溶反應(yīng)后的硅酸鈉溶液為原料，采用改性劑聚乙、正丁醇及正辛醇在沉淀法制備白炭黑過程中進(jìn)行直接改性。 PEG 600、PEG 2000、PEG 6000 為改性劑，PEG 加入量為 V硅酸鈉的 2%~1
【參考文獻(xiàn)】

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1 姚英;無機(jī)活性填料白炭墨的碳化法制備與表面改性研究[D];太原理工大學(xué);2004年

本文編號：2855778