稻壳灰制备白炭黑和活性炭的工艺研究
Study on the Preparation of Silica and Activated Carbon from Rice Husk Ash
我国稻壳资源丰富,稻壳是稻谷加工后的副产物.受稻壳自身的特性所限制,对稻壳的利用过去一直偏向于作为能源,但在利用完后仍然会残存大量的稻壳灰,如果处理的不及时,将直接影响稻谷加工企业的正常生产及环境卫生.本文采用中信能源有限公司提供的稻壳灰为原料,先用碱溶的方法制备出水玻璃,通过过滤、洗涤、浓缩得到水玻璃.再以水玻璃为原料,采用沉淀法制备出白炭黑,并将制备过程中得到的炭滤渣进行活化,制备出高亚甲基蓝吸附值的活性炭.不仅将废物利用,保护环境,节约资源,而且具有显著的经济效益和社会效益.本试验首先用碱与稻壳灰反应,将稻壳灰中的二氧化硅以水玻璃的形式溶出,在常压98℃下探讨了影响该反应的各个主要因素.在单因素试验的基础上,分别探讨了反应温度、料液比和碱浓度对二氧化硅的溶出率和水玻璃的模数的影响,确定制备水玻璃的最佳工艺参数为:料液比5g:40mL,碱浓度2mol/L,反应时间4h.制备出的水玻璃溶出率高达91.8%.然后以水玻璃为原料,采用改进的沉淀法,在反应体系中加入表面活性剂和乙醇,并用氯化铵代替常用的硫酸作为沉淀剂,制备纯度高且分散均匀的白炭黑.比较了聚乙二醇6000、十六烷基三甲基溴化铵和聚丙烯酸钠作为表面活性剂制备的白炭黑的分散性,分别考察了反应温度,氯化铵浓度和反应终点pH值对白炭黑纯度和分散性的影响.在前面单因素的基础上,通过响应面分析,确定水玻璃制备白炭黑的最佳工艺参数为:选择聚乙二醇6000为表面活性剂,乙醇与水玻璃体积比为1:10,反应温度为43℃,氯化铵浓度为1.4mol/L,反应终点pH值为9.0,制备出的白炭黑纯度为95.37%,对产品进行表征,测得的各项均符合GB/T3061-1999的要求.用化学活化法对制备水玻璃所残留的炭渣进行活化,提升其吸附力,得到高吸附力活性炭.比较了四种活化剂K2CO3、KOH、ZnCl2和H3PO4对炭渣的活化效果,选用KOH为最佳活化剂.以KOH作为活化剂由炭渣制备高吸附力活性炭的优化工艺参数为:活化温度650℃,活化时间20min,活化剂浓度2.5mol/L.该参数下制备的活性炭亚甲基吸附能力达到15.3mL/0.1g,满足LY/T1281-1998的标准.
- 作者：
- 黎彩
- 学位授予单位：
- 武汉工业学院
- 专业名称：
- 粮食、油脂及植物蛋白工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2011年
- 导师姓名：
- 胡秋林
- 中图分类号：
- TQ424.1；TQ127.1
- 关键词：
- 稻壳灰；水玻璃；白炭黑；活性炭
- rice husk ash；water glass；silica；activate carbon