編號：FTJS07806
篇名：煤矸石浸渣制備白炭黑工藝優(yōu)化及性能分析
作者：劉成龍 許愛華 夏舉佩 鄭光亞 李宛霖 梁永鋒 馬貴
關鍵詞： 煤矸石 浸渣 白炭黑 正交實驗設計 響應曲面法 功能材料
機構： 寧夏師范學院化學化工學院 昆明理工大學化學工程學院
摘要： 為實現(xiàn)煤矸石固廢的資源化高效綜合利用,以煤矸石浸取Al、Fe、Ti等元素后的浸渣為原料,利用煤矸石浸渣-硫酸鈉干法制備出水玻璃,然后采用碳化法制備白炭黑產(chǎn)品。借助鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)測定產(chǎn)品的吸油值,并通過比表面積測定(BET)、X射線衍射分析(XRD)、紅外光譜分析(FTIR)、掃描電鏡(SEM)以及熱重-差熱分析(TG-DSC)等對白炭黑進行了結構表征與性能測試;考察了水玻璃質量分數(shù)、反應溫度、Na2CO3質量濃度、CO2通入速率對白炭黑DBP吸油值和比表面積的影響,在單因素實驗基礎上以比表面積為主要指標,利用正交實驗設計與響應曲面法聯(lián)合設計優(yōu)化了制備工藝。結果表明:在水玻璃質量分數(shù)為10%、反應溫度為77℃、CO2通入速率為147 mL/min、Na2CO3質量濃度為3 g/L條件下,實驗結果與響應曲面預測結果基本吻合,制得比表面積為267.33 m2/g、DBP吸油值為2.77 mL/g的白炭黑產(chǎn)品。產(chǎn)品性能分析表明,所制白炭黑為由非晶態(tài)物質組成的無定形態(tài)產(chǎn)品,產(chǎn)品中基本無雜質出現(xiàn),純度較高,微觀形貌較好,符合HG/T3061-2009中A類產(chǎn)品的要求。
