樺甸油頁巖殘渣制備白炭黑及改性研究.pdf

1、近年來隨著石油資源的緊缺，油頁巖作為一種潛在的替代能源越來越為人們所重視。目前，油頁巖資源的主要利用方式是燃燒發(fā)電以及提煉頁巖油。由于油頁巖含灰分量較大，利用后會產(chǎn)生大量的殘渣。殘渣的堆放需占用大量的土地，同時存在環(huán)境污染等問題。因此油頁巖殘渣的利用對于油頁巖利用的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。 白炭黑是微細粉末狀或超細微粒子狀的二氧化硅，是一種重要的硅系無機精細化工原料。本文根據(jù)油頁巖殘渣SiO2含量高的特點，研究了以油頁巖殘渣為

2、原料制備白炭黑，優(yōu)化了制備條件，同時對制得的白炭黑進行改性，制備出疏水性能良好的疏水性白炭黑。 實驗用油頁巖殘渣包括樺甸油頁巖固體熱載體干餾半焦、樺甸油頁巖撫順爐干餾半焦及樺甸油頁巖電廠循環(huán)流化床細渣。通過堿溶反應(yīng)將殘渣中的SiO2轉(zhuǎn)化為Na2SiO3。考察了原料粒度、煅燒溫度、煅燒時間、堿的用量、堿的濃度及堿處理時間對油頁巖殘渣中SiO2浸出率的影響規(guī)律。結(jié)果表明，樺甸油頁巖固體熱載體半焦最佳煅燒溫度為850℃，煅燒時間為0

3、.5h，而其余兩種原料則不需煅燒；三種原料所需最佳堿濃度都為25％；固體熱載體半焦及撫順爐半焦所需液固比為4:1，反應(yīng)時間為3h；電廠細渣所需液固比為3:1，反應(yīng)時間為2.5h；固體熱載體半焦及撫順爐半焦的粒度為0.1mm。在上述最佳工藝條件下，樺甸油頁巖固體熱載體干餾半焦、樺甸油頁巖撫順爐干餾半焦及樺甸油頁巖電廠循環(huán)流化床細渣三種原料中SiO2的浸出率分別為81.3％、72.4％和61.5％。 以油頁巖殘渣制備的硅酸鈉提取液

4、為原料，乙酸乙酯為酸化劑，通過均相化學沉淀法制備白炭黑，研究了硅酸鈉濃度、乙酸乙酯用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間等因素對白炭黑顆粒大小及溶液中SiO2利用率的影響。結(jié)果表明，在溶液中SiO2濃度為0.052g/ml，乙酸乙酯與溶液中所含SiO2的摩爾比為0.9，反應(yīng)溫度為40℃時，制得的白炭黑粉體呈球型，平均粒徑150nm左右，比表面積為l62m2/g。采用化學分析、SEM、XRD等表征手段對產(chǎn)品進行表征，其各項性能指標均滿足國家相關(guān)指標要求