阅读说明：本技术 一种利用稻壳灰制备补强高分散性白炭黑的方法 (Method for preparing reinforced high-dispersibility white carbon black by using rice hull ash ) 是由 谢宇 李佳芯 凌云 宣全 张猛 于 2020-04-07 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种利用稻壳灰制备补强高分散性白炭黑的方法,其包括以下步骤：步骤一、原材料预处理；步骤二、制备硫酸溶液；步骤三、制备水玻璃溶液；步骤四、合成反应；步骤五、压滤清洗；步骤六、干燥；步骤七、白炭黑有机包覆。本发明用稻壳灰开发多功能新型混凝土超疏水性添加剂高分散性的白炭黑,采用了高压气流粉碎喷雾有机包覆集成等关键技术,提升了传统白炭黑产业水平,解决了墙体材料本身的抗渗性能差的问题。(The invention discloses a method for preparing reinforced high-dispersity white carbon black by using rice hull ash, which comprises the following steps of: step one, raw material pretreatment; step two, preparing a sulfuric acid solution; step three, preparing a water glass solution; step four, synthetic reaction; step five, filter pressing and cleaning; step six, drying; and step seven, organically coating the white carbon black. The invention develops the multifunctional novel high-dispersity white carbon black of the concrete super-hydrophobic additive by using the rice hull ash, adopts key technologies such as high-pressure airflow crushing, spraying, organic coating integration and the like, improves the industrial level of the traditional white carbon black, and solves the problem of poor impermeability of a wall material.)

一种利用稻壳灰制备补强高分散性白炭黑的方法

技术领域

本发明涉及一种利用稻壳灰制备补强高分散性白炭黑的方法，属于白炭黑制备技术领域。

背景技术

混凝土材料的渗漏问题一直是困扰建筑工程的疑难杂症。目前为解决渗漏问题使用的防水材料主要有两类：一是“治标”外防水技术，是在建筑材料外铺贴防水材料或涂防水涂料，使之形成防水隔离层，进而封闭混凝土的表面，防治水通过，但缺点是，防水卷材的有效使用期短，成本比较高，防水层一旦破损、失效，渗漏部位难以判断，修复困难。二是“治本”内防水技术，是指以水泥、砂石、为基本原材料，掺入减水剂、膨胀剂、或者无机防水材料等，通过调整它们的配合比，改善它们的孔结构，增加各种原材料界面之间的密实性，使得毛细水难以通过，从而达到防水的目的。但缺点是抗变形能力差，容易产生裂缝等。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种利用稻壳灰制备补强高分散性白炭黑的方法，用稻壳灰开发多功能新型混凝土超疏水性添加剂高分散性的白炭黑，采用了高压气流粉碎喷雾有机包覆集成等关键技术，在白炭黑表面包覆有机助剂进行表面改性，改变并提高其各种性能，包覆改性后的白炭黑具备了崭新的超疏水性功能，本项目不仅使废弃物得到充分的利用，而且提升了传统白炭黑产业水平，解决了墙体材料本身的抗渗性能差的问题，从而解决困扰建筑工程界渗漏问题。

本发明通过下述方案实现：一种利用稻壳灰制备补强高分散性白炭黑的方法，其包括以下步骤：

步骤一、原材料预处理：

稻壳灰除杂后粉碎，添加水，浸泡后烘干，然后对稻壳灰进行二次焙烧，得到预处理后的稻壳灰；

步骤二、制备硫酸溶液；

步骤三、制备水玻璃溶液：

选用硅酸钠溶液，配置成20％浓度的硅酸钠溶液，将硅酸钠溶液输送至中转槽脱蒸汽，将脱除的热蒸汽通过管道通入水槽，加热水槽中的冷水，进行熟化，得水玻璃溶液；

步骤四、合成反应：

将预处理后的稻壳灰、10％浓度稀硫酸溶液、水玻璃溶液加入到反应釜，在反应釜中加入水，搅拌下直接通蒸汽升温，得白炭黑稀浆；

步骤五、压滤清洗：

将白炭黑稀浆进行压滤处理，再将滤饼输送至动态洗涤槽，洗涤后得白炭黑浆，再进行压滤处理；

步骤六、干燥：

将经压滤清洗后的白炭黑浆进行干燥；

步骤七、白炭黑有机包覆：

采用高压气流粉碎喷雾有机包覆工艺技术，在白炭黑表面均匀包覆一层有机助剂，最终得到补强高分散性白炭黑产品。

一种利用稻壳灰制备补强高分散性白炭黑的方法，其包括以下步骤：

步骤一、原材料预处理：

稻壳灰除杂后粉碎至100目，添加8-10倍质量水，浸泡后烘干，然后进行二次焙烧，得到预处理后的稻壳灰；

步骤二、制备硫酸溶液：

配置10％浓度稀硫酸溶液；

步骤三、制备水玻璃溶液：

选用硅酸钠溶液，配置成20％浓度的硅酸钠溶液，将硅酸钠溶液输送至中转槽脱蒸汽，将脱除的热蒸汽通过管道通入水槽，加热水槽中的冷水，进行熟化，得水玻璃溶液；

步骤四、合成反应：

将预处理后的稻壳灰、10％浓度稀硫酸溶液、水玻璃溶液加入到反应釜，在反应釜中加入稻壳灰质量0.6-1.2倍的水，搅拌下直接通蒸汽升温，待计量好的水玻璃加完之后，调节pH值到4.0-4.5，搅拌加温后得白炭黑稀浆；

步骤五、压滤清洗：

将白炭黑稀浆打入隔膜压滤机进行压滤处理，再将滤饼输送至动态洗涤槽，洗涤后得白炭黑浆，再将白炭黑浆打入隔膜压滤机压滤处理；

步骤六、干燥：

将经压滤清洗后的白炭黑浆经旋转闪蒸干燥机干燥；

步骤七、白炭黑有机包覆：

采用高压气流粉碎喷雾有机包覆工艺技术，控制将白炭黑粉碎至1500目，在白炭黑表面均匀包覆一层有机助剂，最终得到补强高分散性白炭黑产品。

一种利用稻壳灰制备补强高分散性白炭黑的方法，其包括以下步骤：

步骤一、原材料预处理：

稻壳灰除杂后粉碎至100目，添加8-10倍质量水，于35-50℃浸泡2h，于400-500℃烘干，然后对稻壳灰进行二次焙烧，得到预处理后的稻壳灰；

步骤二、制备硫酸溶液：

用工业硫酸配置成10％浓度稀硫酸溶液；

步骤三、制备水玻璃溶液：

选用硅酸钠溶液，配置成20％浓度的硅酸钠溶液，将硅酸钠溶液输送至中转槽脱蒸汽，将脱除的热蒸汽通过管道通入水槽，加热水槽中的冷水，进行熟化后得到水玻璃溶液；

步骤四、合成反应：

将预处理后的稻壳灰、10％浓度稀硫酸溶液、水玻璃溶液加入到反应釜，在反应釜中加入稻壳灰质量0.6-1.2倍的水，搅拌下直接通蒸汽升温至84-92℃，控制硫酸的流量和水玻璃的流量，待计量好的水玻璃加完之后，调节pH值到4.0-4.5，搅拌加温至200-240℃，3-5h后得白炭黑稀浆；

步骤五、压滤清洗：

通过泵将白炭黑稀浆打入隔膜压滤机进行压滤处理，再将滤饼输送至动态洗涤槽，洗涤后得白炭黑浆，再通过泵将白炭黑浆打入隔膜压滤机压滤处理；

步骤六、干燥：

将经压滤清洗后的白炭黑浆经旋转闪蒸干燥机干燥；

步骤七、白炭黑有机包覆：

采用高压气流粉碎喷雾有机包覆工艺技术，控制将白炭黑粉碎至1500目，在白炭黑表面均匀包覆一层有机助剂，最终得到补强高分散性白炭黑产品。

所述步骤一中对稻壳灰进行二次焙烧的温度为500-550℃。

所述步骤三中熟化的温度为100-120℃。

所述步骤三中熟化的时间为40-60min。

所述步骤四中硫酸的流量为200-320m³/h，水玻璃的流量为250-280m³/h。

所述步骤六中的干燥时间为100-150min。

所述步骤六中的热风进口温度为400-450℃。

所述步骤六中的尾气出口温度为160-200℃。

本发明的有益效果为：

1、本发明一种利用稻壳灰制备补强高分散性白炭黑的方法采用了高压气流粉碎喷雾有机包覆集成等关键技术，在白炭黑表面包覆有机助剂进行表面改性，改变并提高其各种性能，包覆改性后的白炭黑具备了崭新的超疏水性功能；

2、本发明一种利用稻壳灰制备补强高分散性白炭黑的方法采用二步高并流技术，选用适当量的水玻璃(硅酸钠)，配制成20％浓度的水玻璃溶液，用工业硫酸配制成10％浓度，在特定条件下进行中和反应。保证产品生产的稳定性、可控性和产品品质，缩短工艺流程，节省投资；

3、本发明一种利用稻壳灰制备补强高分散性白炭黑的方法对稻壳灰的二次焙烧来提高产品的收率和纯度，使硅含量达到95％以上、降低重金属如铜、铁、锰含量。

附图说明

图1为本发明一种利用稻壳灰制备补强高分散性白炭黑的方法的流程结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明进一步说明，但本发明保护范围不局限所述内容。

为了清楚，不描述实际实施例的全部特征，在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱，应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例，另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。

实施例1：一种利用稻壳灰制备补强高分散性白炭黑的方法，其包括以下步骤：

步骤一、原材料预处理：

稻壳灰除杂后粉碎至100目，添加8倍质量水，于35℃浸泡2h，于400℃烘干，然后在500℃条件下对稻壳灰进行二次焙烧(提高产品的收率和纯度，使硅含量达到95％以上，降低重金属如铜、铁、猛含量)，得到预处理后的稻壳灰；

步骤二、制备硫酸溶液：

用工业硫酸配置成10％浓度稀硫酸溶液；

步骤三、制备水玻璃溶液：

选用硅酸钠溶液，配置成20％浓度的硅酸钠溶液，将硅酸钠溶液输送至中转槽脱蒸汽，将脱除的热蒸汽通过管道通入水槽，加热水槽中的冷水，于100℃熟化40min，得水玻璃溶液；

步骤四、合成反应：

将预处理后的稻壳灰、10％浓度稀硫酸溶液、水玻璃溶液加入到反应釜，在反应釜中加入稻壳灰质量0.6倍的水，搅拌下直接通蒸汽升温至84℃，控制硫酸的流量200m³/h，水玻璃的流量250m³/h，待计量好的水玻璃加完之后，调节pH值到4.0，搅拌加温至200℃，3h后得白炭黑稀浆；

步骤五、压滤清洗：

通过泵将白炭黑稀浆打入隔膜压滤机进行压滤处理，再将滤饼输送至动态洗涤槽，洗涤后得白炭黑浆，再通过泵将白炭黑浆打入隔膜压滤机压滤处理；

步骤六、干燥：

将经压滤清洗后的白炭黑浆经旋转闪蒸干燥机干燥，控制干燥时间100min，热风进口温度400℃，尾气出口温度160℃；

步骤七、白炭黑有机包覆：

采用高压气流粉碎喷雾有机包覆工艺技术，控制将白炭黑粉碎至1500目，在白炭黑表面均匀包覆一层有机助剂(根据需要采用不同的有机助剂，提高白炭黑热、机械及化学稳定性，改变其光、磁、电、催化、亲水及烧结特性)，最终得到补强高分散性白炭黑产品。

实施例2：一种利用稻壳灰制备补强高分散性白炭黑的方法，其包括以下步骤：

步骤一、原材料预处理：

稻壳灰除杂后粉碎至100目，添加10倍质量水，于50℃浸泡2h，于500℃烘干，然后在550℃条件下对稻壳灰进行二次焙烧(提高产品的收率和纯度，使硅含量达到95％以上，降低重金属如铜、铁、猛含量)，得到预处理后的稻壳灰；

步骤二、制备硫酸溶液：

用工业硫酸配置成10％浓度稀硫酸溶液；

步骤三、制备水玻璃溶液：

选用硅酸钠溶液，配置成20％浓度的硅酸钠溶液，将硅酸钠溶液输送至中转槽脱蒸汽，将脱除的热蒸汽通过管道通入水槽，加热水槽中的冷水，于120℃熟化40-60min，得水玻璃溶液；

步骤四、合成反应：

将预处理后的稻壳灰、10％浓度稀硫酸溶液、水玻璃溶液加入到反应釜，在反应釜中加入稻壳灰质量1.2倍的水，搅拌下直接通蒸汽升温至92℃，控制硫酸的流量320m³/h，水玻璃的流量280m³/h，待计量好的水玻璃加完之后，调节pH值到4.5，搅拌加温至240℃，5h后得白炭黑稀浆；

步骤五、压滤清洗：

通过泵将白炭黑稀浆打入隔膜压滤机进行压滤处理，再将滤饼输送至动态洗涤槽，洗涤后得白炭黑浆，再通过泵将白炭黑浆打入隔膜压滤机压滤处理；

步骤六、干燥：

将经压滤清洗后的白炭黑浆经旋转闪蒸干燥机干燥，控制干燥时间150min，热风进口温度450℃，尾气出口温度200℃；

步骤七、白炭黑有机包覆：

采用高压气流粉碎喷雾有机包覆工艺技术，控制将白炭黑粉碎至1500目，在白炭黑表面均匀包覆一层有机助剂(根据需要采用不同的有机助剂，提高白炭黑热、机械及化学稳定性，改变其光、磁、电、催化、亲水及烧结特性)，最终得到补强高分散性白炭黑产品。

实施例3：一种利用稻壳灰制备补强高分散性白炭黑的方法，其包括以下步骤：

步骤一、原材料预处理：

稻壳灰除杂后粉碎至100目，添加9倍质量水，于40℃浸泡2h，于450℃烘干，然后在520℃条件下对稻壳灰进行二次焙烧(提高产品的收率和纯度，使硅含量达到95％以上，降低重金属如铜、铁、猛含量)，得到预处理后的稻壳灰；

步骤二、制备硫酸溶液：

用工业硫酸配置成10％浓度稀硫酸溶液；

步骤三、制备水玻璃溶液：

选用硅酸钠溶液，配置成20％浓度的硅酸钠溶液，将硅酸钠溶液输送至中转槽脱蒸汽，将脱除的热蒸汽通过管道通入水槽，加热水槽中的冷水，于110℃熟化50min，得水玻璃溶液；

步骤四、合成反应：

将预处理后的稻壳灰、10％浓度稀硫酸溶液、水玻璃溶液加入到反应釜，在反应釜中加入稻壳灰质量1倍的水，搅拌下直接通蒸汽升温至88℃，控制硫酸的流量250m³/h，水玻璃的流量260m³/h，待计量好的水玻璃加完之后，调节pH值到4.2，搅拌加温至220℃，4h后得白炭黑稀浆；

步骤五、压滤清洗：

通过泵将白炭黑稀浆打入隔膜压滤机进行压滤处理，再将滤饼输送至动态洗涤槽，洗涤后得白炭黑浆，再通过泵将白炭黑浆打入隔膜压滤机压滤处理；

步骤六、干燥：

将经压滤清洗后的白炭黑浆经旋转闪蒸干燥机干燥，控制干燥时间120min，热风进口温度420℃，尾气出口温度180℃；

步骤七、白炭黑有机包覆：

采用高压气流粉碎喷雾有机包覆工艺技术，控制将白炭黑粉碎至1500目，在白炭黑表面均匀包覆一层有机助剂(根据需要采用不同的有机助剂，提高白炭黑热、机械及化学稳定性，改变其光、磁、电、催化、亲水及烧结特性)，最终得到补强高分散性白炭黑产品。

实施例4：一种利用稻壳灰制备补强高分散性白炭黑的方法，其包括以下步骤：

步骤一、原材料预处理：

稻壳灰除杂后粉碎至100目，添加8倍质量水，于45℃浸泡2h，于480℃烘干，然后在530℃条件下对稻壳灰进行二次焙烧(提高产品的收率和纯度，使硅含量达到95％以上，降低重金属如铜、铁、猛含量)，得到预处理后的稻壳灰；

步骤二、制备硫酸溶液：

用工业硫酸配置成10％浓度稀硫酸溶液；

步骤三、制备水玻璃溶液：

选用硅酸钠溶液，配置成20％浓度的硅酸钠溶液，将硅酸钠溶液输送至中转槽脱蒸汽，将脱除的热蒸汽通过管道通入水槽，加热水槽中的冷水，于115℃熟化45min，得水玻璃溶液；

步骤四、合成反应：

将预处理后的稻壳灰、10％浓度稀硫酸溶液、水玻璃溶液加入到反应釜，在反应釜中加入稻壳灰质量0.8倍的水，搅拌下直接通蒸汽升温至86℃，控制硫酸的流量300m³/h，水玻璃的流量270m³/h，待计量好的水玻璃加完之后，调节pH值到4.3，搅拌加温至230℃，3.5h后得白炭黑稀浆；

步骤五、压滤清洗：

通过泵将白炭黑稀浆打入隔膜压滤机进行压滤处理，再将滤饼输送至动态洗涤槽，洗涤后得白炭黑浆，再通过泵将白炭黑浆打入隔膜压滤机压滤处理；

步骤六、干燥：

将经压滤清洗后的白炭黑浆经旋转闪蒸干燥机干燥，控制干燥时间130min，热风进口温度410℃，尾气出口温度170℃；

步骤七、白炭黑有机包覆：

采用高压气流粉碎喷雾有机包覆工艺技术，控制将白炭黑粉碎至1500目，在白炭黑表面均匀包覆一层有机助剂(根据需要采用不同的有机助剂，提高白炭黑热、机械及化学稳定性，改变其光、磁、电、催化、亲水及烧结特性)，最终得到补强高分散性白炭黑产品。

尽管已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例做出修改或者采用等同的替代方案，这对本领域的技术人员而言是显而易见，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。