CN101456555A - 用稻壳灰制备高模数水玻璃和活性炭的方法 - Google Patents

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李俶
刘成梅
张彦军
涂宗财
郑典模
陈正行
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Abstract

一种用稻壳灰制备高模数水玻璃和活性炭的方法，其特征是工艺方法步骤为：微粉碎、加热碱液、反应、过滤、沸水洗涤、酸浸、过滤洗涤、干燥、二次活化、水洗、干燥、粉碎。本发明的技术效果是：以稻壳灰作为原料制取活性炭，不但成本低，而且不含有害杂质，使稻壳得到充分的综合利用，既达到废弃物资源化利用，又保护环境。

Description

用稻壳灰制备高模数水玻璃和活性炭的方法
技术领域
本发明涉及一种制备高模数水玻璃和活性炭的方法，尤其涉及一种用稻壳灰制备高模数水玻璃和活性炭的方法。
背景技术
稻壳经完全燃烧后，其灰分含SiO2约95％，可作为制取水玻璃原料，稻壳未燃烧部分主要是空心网状结构的C，其是制取活性炭的理想原料。我国是水稻生产大国，稻壳占稻谷籽粒重量的18％-22％，为谷物加工的主要副产品之一，是一种量大面广价廉的可再生资源。目前稻壳大多作为初级燃料利用，产生的稻壳密度小、体积大，对环境造成了污染。
以稻壳为原料，经回收热量后制备水玻璃及活性炭，除了稻壳原料来源广，价格便宜外，稻壳中还含有约20％的二氧化硅，经有关研究表明：稻壳完全燃烧后，大部分有机物被烧掉，其灰分中含有85％-90％的二氧化硅。稻壳具有良好的韧性、多孔性、低密度(112-144kg/m3)、高热值(13.44-15.54MJ/kg)及质地粗糙等性质，在工业上具有一些特殊的用途，无论从经济上还是从科研价值上都是可行的。
由于稻壳灰中不含有砷、铅等有害健康的重金属，经燃烧又排除了农药等的污染，所以以稻壳灰制备的水玻璃为原料，进一步加工得到的白炭黑、硅胶等产品不但成本降低，质量也得以提高，尤其是可用于食品、医药等工业。
由稻壳灰中提取SiO2，制备活性炭、水玻璃、白炭黑的研究工作已有文献报道，但都是基于单一产品的工艺方法，以稻壳灰作为原料制取活性炭，不但成本低，而且不含有害杂质(如铅、砷)，特别适合于食品工业上的需求，市场潜力巨大。本发明采用碱提法从稻壳灰中提取出水玻璃，以其作为生产纳米级白碳黑和高***碳黑的原料，并为其工业化生产提供依据；对滤渣进行处理，制备出高吸附值的活性炭。使稻壳得到充分的综合利用，既废弃物资源化利用，又保护环境，符合国家可持续发展政策。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用稻壳灰制备高模数水玻璃和活性炭的方法，该方法以回收能量后的稻壳灰为原料，采用化学沉淀法制备水玻璃及滤渣，滤渣经高温活化后处理生产高吸附值的活性炭产品。
本发明是这样实现的，其特征是工艺方法步骤为：
1、微粉碎：用微粉碎机将稻壳进行粉碎30-50min，过100目筛。
2、加热碱液：将NaOH配置成2mol/L的溶液，加热至沸腾。
3、反应：称取一定量稻壳灰置于带搅拌桨的反应釜中，加入煮沸的碱液，反应3-6h。
4、过滤：待反应完全后进行过滤，得到滤液和滤渣，滤液即为水玻璃，滤渣为制作活性炭的原料。
5、沸水洗涤：用一定量煮沸的蒸馏水分两次煮洗抽滤的滤渣。
6、酸浸：将上述的滤渣用1.5％的盐酸浸洗2h。
7、过滤洗涤：用蒸馏水洗涤酸浸后的滤渣至pH值为5.5-7.0。
8、干燥：放入烘箱中调节温度105℃为烘2h。
9、二次活化：先将KOH配制成20％-40％的溶液加入到干燥后的活性炭中，先将水分挥发，在马弗炉里高温(约为600-650℃)活化20-40min，
10、水洗：充分水洗至中性至无KOH。
11、干燥：放入烘箱中调节温度105℃为烘4h。
12、粉碎：先用超微粉碎机粉碎30-50min，再用200目的筛子过滤即可得到活性炭。
本发明的技术效果是：以稻壳灰作为原料制取活性炭，不但成本低，而且不含有害杂质，使稻壳得到充分的综合利用，既废弃物资源化利用，又保护环境。
具体实施方式
实施例为：
称取经超微粉碎的稻壳灰40g置于圆底烧瓶中，然后按固液比2:5(固体质量:液体体积)，即倒入煮沸的100ml浓度为2mol/l的NaOH溶液，在圆底烧瓶上面装上冷凝回流装置，将圆底烧瓶置于沸水浴中反应4h，待反应结束立即用抽滤瓶抽滤，用200ml煮沸的去离子水煮洗两次，回收合并滤液，滤渣先用1.5％的盐酸浸泡2h，用水洗涤至中性，放烘箱105℃烘干12h。由以上过程制备得到的水玻璃模数可以达到3.5~3.6。用上述过程得到烘干的滤渣再用浓度为20％的KOH溶液进行活化，活化温度为800℃，活化30min，再进行水洗至无碱性即可，干燥、超微粉碎、过筛可以制备亚甲基蓝吸附值为16.92ml/0.1g的活性炭。

Claims (1)

1、一种用稻壳灰制备高模数水玻璃和活性炭的方法，其特征是工艺方法步骤为：
(1)微粉碎：用微粉碎机将稻壳进行粉碎30-50min，过100目筛；
(2)加热碱液：将NaOH配置成2mol/L的溶液，加热至沸腾；
(3)反应：称取一定量稻壳灰置于带搅拌桨的反应釜中，加入煮沸的碱液，反应3-6h；
(4)过滤：待反应完全后进行过滤，得到滤液和滤渣，滤液即为水玻璃，滤渣为制作活性炭的原料；
(5)沸水洗涤：用一定量煮沸的蒸馏水分两次煮洗抽滤的滤渣；
(6)酸浸：将上述的滤渣用1.5％的盐酸浸洗2h；
(7)过滤洗涤：用蒸馏水洗涤酸浸后的滤渣至pH值为5.5-7.0；
(8)干燥：放入烘箱中调节温度105℃为烘2h；
(9)二次活化：先将KOH配制成20％-40％的溶液加入到干燥后的活性炭中，先将水分挥发，在马弗炉里温度约为600-650℃活化20-40min；
(10)水洗：充分水洗至中性至无KOH；
(11)干燥：放入烘箱中调节温度105℃为烘4h；
(12)粉碎：先用超微粉碎机粉碎30-50min，再用200目的筛子过滤即可得到活性炭。
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