编号：FTJS07806
篇名：煤矸石浸渣制备白炭黑工艺优化及性能分析
作者：刘成龙 许爱华 夏举佩 郑光亚 李宛霖 梁永锋 马贵
关键词： 煤矸石 浸渣 白炭黑 正交实验设计 响应曲面法 功能材料
机构： 宁夏师范学院化学化工学院 昆明理工大学化学工程学院
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)测定产品的吸油值,并通过比表面积测定(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;考察了水玻璃质量分数、反应温度、Na2CO3质量浓度、CO2通入速率对白炭黑DBP吸油值和比表面积的影响,在单因素实验基础上以比表面积为主要指标,利用正交实验设计与响应曲面法联合设计优化了制备工艺。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。
