煤矸石浸渣制备白炭黑工艺优化及性能分析

来源：精细化工杂志2019年第11期北京时间：

作者：刘成龙

摘要：为实现煤矸石固废的资源化高效综合利用，以煤矸石浸取Al、Fe、Ti等元素后的浸渣为原料，利用煤矸石浸渣-硫酸钠干法制备出水玻璃，然后采用碳化法制备白炭黑产品。借助邻苯二甲酸二丁酯（DBP）测定吸油值、比表面积测定（BET）、X射线衍射分析（XRD）、红外光谱分析（FTIR）、扫描电镜（SEM）以及热重差热分析（TG-DSC）等对白炭黑进行了结构表征与性能测试；以水玻璃浓度、反应温度、Na2CO3质量浓度、CO2通入速率为考察因素进行了单因素实验，在单因素实验基础上以比表面积为主要指标进行了正交实验设计与响应曲面法联合设计优化制备工艺。结果表明：在水玻璃质量分数为10 %、反应温度为77℃、CO2通入速率为147 mL/min、Na2CO3质量浓度为3 g/L条件下，实验结果与响应曲面预测结果基本吻合，制得比表面积为267.33 m2/g、DBP吸油值为2.77 mL/g的白炭黑产品。产品性能分析表明，所制白炭黑为由非晶态物质组成的无定形态产品，产品中基本无杂质出现，纯度较高，微观形貌较好，符合HG/T3061—2009中A类产品的要求。

关键词：煤矸石;浸渣;白炭黑;OED(正交实验设计);RSM(响应曲面法)

基金资助：宁夏师范学院校级重点科研项目资助(NXSFZDC1904)