本申請(qǐng)涉及資源回收，特別是涉及一種含氟硅渣制備白炭黑的方法。
背景技術(shù)：
1、目前，氟硅酸法生產(chǎn)無(wú)水氟化氫越來(lái)越受到重視，但在使用氟硅酸生產(chǎn)無(wú)水氟化氫過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量含氟硅渣。在硫酸分解h2sif6法制無(wú)水氟化氫時(shí)，每生產(chǎn)1噸無(wú)水氟化氫將會(huì)產(chǎn)生0.625噸的含氟硅渣。此外，在生產(chǎn)磷肥、氟化鹽時(shí)也會(huì)產(chǎn)生含氟硅渣。含氟硅渣屬于工業(yè)廢棄物，具有強(qiáng)酸性和毒性，易對(duì)環(huán)境造成污染、威脅人類健康。但目前尚未得到有效處理，主要采用堆存的方式處理，造成了嚴(yán)重資源浪費(fèi)。
2、含氟硅渣中sio2含量高，可回收其中的sio2制備白炭黑。現(xiàn)有技術(shù)中，生成白炭黑的方法主要為酸法，酸法是將含氟硅渣與強(qiáng)堿性溶液反應(yīng)，得到硅酸鈉溶液，然后再將硅酸鈉溶液與酸反應(yīng)制備得到白炭黑。其中，酸化劑常采用硫酸、鹽酸和碳酸等，這些酸化劑雖然能有效促進(jìn)硅酸鈉的水解和沉淀反應(yīng)，但也存在一些缺點(diǎn)：例如，硫酸具有強(qiáng)腐蝕性、反應(yīng)劇烈且難以控制；鹽酸揮發(fā)性強(qiáng)且具有腐蝕性，反應(yīng)速度較快難以控制粒徑和形貌；碳酸反應(yīng)緩慢導(dǎo)致反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)，沉淀效果差導(dǎo)致沉淀不完全。并且使用這些常見(jiàn)酸為酸化劑時(shí)，產(chǎn)生的副產(chǎn)鈉鹽，價(jià)值率不高。此外，在常規(guī)的回收方法中，白炭黑容易團(tuán)聚，從而使白炭黑比表面積較小，導(dǎo)致得到的白炭黑產(chǎn)品難以符合一些領(lǐng)域（例如橡膠、涂料等領(lǐng)域）的使用要求，大大縮小了回收得到的白炭黑的應(yīng)用范圍。因此，亟需開(kāi)發(fā)一種含氟硅渣制備白炭黑的方法，以實(shí)現(xiàn)含氟硅渣的回收利用，并獲得高品質(zhì)的白炭黑，同時(shí)還能減少生產(chǎn)成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本申請(qǐng)的目的在于提供一種含氟硅渣制備白炭黑的方法，以提高硅的回收率，制備得到的白炭黑純度較高、氟含量低且比表面積較高，還能減少生產(chǎn)成本。具體技術(shù)方案如下：
2、本申請(qǐng)的第一方面提供了一種含氟硅渣制備白炭黑的方法，其中，包括以下步驟：
3、（1）將含氟硅渣進(jìn)行干燥處理，制得粗硅渣；
4、（2）將所述粗硅渣與堿性溶液混合并反應(yīng)，經(jīng)固液分離，得到第一溶液；
5、（3）向所述第一溶液中加入苯磺酸進(jìn)行反應(yīng)，得到反應(yīng)物，將所述反應(yīng)物進(jìn)行固液分離得到膠體，對(duì)所述膠體進(jìn)行洗滌、干燥，得到白炭黑。
6、在本申請(qǐng)的一些實(shí)施方案中，所述步驟（3）中，在溫度為30℃至50℃條件下向所述第一溶液中加入苯磺酸直至溶液ph為1~3，升溫后進(jìn)行陳化，得到所述膠體。
7、在本申請(qǐng)的一些實(shí)施方案中，所述陳化的溫度為80℃~110℃，所述陳化的時(shí)間為1h~4h。
8、在本申請(qǐng)的一些實(shí)施方案中，所述步驟（3）中，所述苯磺酸為苯磺酸水溶液，所述苯磺酸水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.9%~19.6%，所述苯磺酸水溶液通過(guò)滴加的方式加入所述第一溶液中，當(dāng)溶液ph≤7時(shí)，所述苯磺酸水溶液滴加速率為1ml/(200ml·min)~2ml/(200ml·min)，直至溶液ph為1~3，停止滴加。
9、在本申請(qǐng)的一些實(shí)施方案中，所述步驟（1）中，所述干燥處理的溫度為60℃~180℃，所述干燥處理的時(shí)間為4h~12h。
10、在本申請(qǐng)的一些實(shí)施方案中，所述步驟（1）中，所述干燥處理分為第一干燥階段和第二干燥階段，所述第一干燥階段的溫度為t1，60℃≤t1≤120℃，所述第一干燥階段的時(shí)間為t1，2h≤t1≤4h；所述第二干燥階段的溫度為t2，120℃＜t2≤180℃，所述第二干燥階段的時(shí)間為t2，2h≤t2≤8h。
11、在本申請(qǐng)的一些實(shí)施方案中，所述步驟（2）中，所述堿性溶液選自氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液中的至少一種；所述堿性溶液的濃度為140g/l~250g/l，所述堿性溶液與所述粗硅渣按8ml/g~13ml/g的液固比進(jìn)行混合。
12、在本申請(qǐng)的一些實(shí)施方案中，所述步驟（2）中，所述堿性溶液選自氫氧化鈉溶液，所述氫氧化鈉溶液的濃度為180g/l~200g/l，所述氫氧化鈉溶液與所述粗硅渣按8ml/g~13ml/g的液固比進(jìn)行混合。
13、在本申請(qǐng)的一些實(shí)施方案中，所述步驟（2）中，所述反應(yīng)的溫度為65℃~105℃，所述反應(yīng)的時(shí)間為0.5h~4h。
14、在本申請(qǐng)的一些實(shí)施方案中，所述步驟（2）中，所述反應(yīng)在超聲條件下進(jìn)行，超聲波頻率為20khz~40khz。
15、在本申請(qǐng)的一些實(shí)施方案中，所述步驟（3）中，所述干燥的溫度為100℃~150℃。
16、本申請(qǐng)的有益效果：
17、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N含氟硅渣制備白炭黑的方法，其包括以下步驟：將含氟硅渣進(jìn)行干燥處理，制得粗硅渣；將粗硅渣與堿性溶液混合并反應(yīng)，經(jīng)固液分離，得到第一溶液；向第一溶液中加入苯磺酸進(jìn)行反應(yīng)，得到反應(yīng)物，將反應(yīng)物進(jìn)行固液分離得到膠體，對(duì)膠體進(jìn)行洗滌、干燥，得到白炭黑。本申請(qǐng)的制備方法，通過(guò)干燥處理、堿性溶液堿浸、苯磺酸進(jìn)行反應(yīng)等步驟，可提高含氟硅渣中硅的回收率，并且制備得到的白炭黑純度高、氟含量低且比表面積高，還能降低生產(chǎn)成本。
18、當(dāng)然，實(shí)施本申請(qǐng)的任一產(chǎn)品或方法并不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。
1.一種含氟硅渣制備白炭黑的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟（3）中，在溫度為30℃至50℃條件下向所述第一溶液中加入苯磺酸直至溶液ph為1~3，升溫后進(jìn)行陳化，得到所述膠體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述陳化的溫度為80℃~110℃，所述陳化的時(shí)間為1h~4h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟（3）中，所述苯磺酸為苯磺酸水溶液，所述苯磺酸水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.9%~19.6%，所述苯磺酸水溶液通過(guò)滴加的方式加入所述第一溶液中，當(dāng)溶液ph≤7時(shí)，所述苯磺酸水溶液滴加速率為1ml/(200ml·min)~2ml/(200ml·min)，直至溶液ph為1~3，停止滴加。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述步驟（1）中，所述干燥處理的溫度為60℃~180℃，所述干燥處理的時(shí)間為4h~12h。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟（1）中，所述干燥處理分為第一干燥階段和第二干燥階段，所述第一干燥階段的溫度為t1，60℃≤t1≤120℃，所述第一干燥階段的時(shí)間為t1，2h≤t1≤4h；所述第二干燥階段的溫度為t2，120℃＜t2≤180℃，所述第二干燥階段的時(shí)間為t2，2h≤t2≤8h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述步驟（2）中，所述堿性溶液選自氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液中的至少一種；
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述步驟（2）中，所述堿性溶液選自氫氧化鈉溶液，所述氫氧化鈉溶液的濃度為180g/l~200g/l，所述氫氧化鈉溶液與所述粗硅渣按8ml/g~13ml/g的液固比進(jìn)行混合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述步驟（2）中，所述反應(yīng)的溫度為65℃~105℃，所述反應(yīng)的時(shí)間為0.5h~4h。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述步驟（2）中，所述反應(yīng)在超聲條件下進(jìn)行，超聲波頻率為20khz~40khz。