\ 概述 /
稻殼灰資源化利用工業(yè)技術
稻殼灰是生物質電廠利用稻殼為燃料燃燒或氣化過程所產生的一種工業(yè)廢渣。其主要化學組成為SiO2、C及微量的K、Na、Ca、Al等，由于稻殼灰中金屬含量較少，是一種非常理想的制備白炭黑的原料。目前，對稻殼灰資源化綜合利用的研究多集中在由稻殼灰生產白炭黑并回收活性炭方面。
\ 研究現狀 /
01
傳統(tǒng)沉淀法
目前，傳統(tǒng)沉淀法是我國生產白炭黑的主要方法。該法是通過無機酸與水玻璃在一定的條件下反應生成沉淀，然后經過濾、洗滌和干燥制得白炭黑產品。
（1）硫酸沉淀法
硫酸沉淀法需經歷兩個步驟：水玻璃與硫酸反應生成硅酸；硅酸進一步轉化成水合SiO2。硫酸沉淀法制備白炭黑的過程不復雜，但影響因素較多，如硫酸濃度、加酸方式、反應溫度、溶液pH值等，工藝條件不易控制。在生產過程中有大量的含硫酸鈉工藝廢水產生，目前沒有除蒸發(fā)回收硫酸鈉外其他有效的處理措施。
（2）鹽酸沉淀法
鹽酸沉淀法原理和硫酸沉淀法相似，水玻璃與鹽酸反應生成硅酸，相當于強酸制弱酸的過程，由于硅酸是一種白色膠狀沉淀，在硅酸鈉溶液中被分散開來，是由于硅酸內各部分親水性質的不同而導致懸浮于水中，最終形成白色膠狀懸浮物。
用該方法制備高活性的白炭黑，防止硅酸聚集生成硅凝膠是關鍵，為此必須嚴格控制體系的pH值，應盡量選擇凝膠點附近的pＨ值為最佳控制值，必要時加入適量的NaCl，以使SiO2原級粒子聚集成二次粒子沉淀下來，并加入適量的表面活性劑，改善產品的吸油值和其色澤亮度。除此之外，該方法也與硫酸沉淀法一樣存在著廢水處置的難題，甚至因為氯化物的存在，處理難度更大。
（3）碳化法
碳化法的原理是利用CO2氣體與水玻璃進行碳酸化反應，生成沉淀二氧化硅和碳酸鈉。整個反應體系存在氣、液、固三相，因此其制備工藝和生成的SiO2的性質不同于一般的“液－液－固”反應體系。
碳化法法具有生產成本低，清潔無污染，產品性能穩(wěn)定等優(yōu)點，是一條全新的工藝路線，可充分利用工業(yè)含CO2的廢氣為原料，工業(yè)化生產高補強白炭黑產品。由于碳酸很不穩(wěn)定，所以CO2沉淀法制備白炭黑的工藝過程不容易控制，工藝流程還有待完善。
02
改進沉淀法
改性沉淀法是將稻殼灰和Na2CO3溶液混合，然后加熱使SiO2以硅酸鈉的形式被溶解出來，趁熱過濾，得到硅酸鈉溶液，再降溫發(fā)生水合SiO2沉淀相變析出過程，
此相變析出過程包含了SiO2膠粒的成核、粒子增長、聚集和沉淀等過程，最終形成白炭黑。由于Na2CO3沉淀法生產白炭黑綠色、環(huán)保，引起了國內外學者的關注。但該工藝存在著硅溶出率偏低等問題。
綜上所述，目前已報道稻殼灰利用技術的理論色彩較濃，，普遍存在技術不完善、產品與市場需求不符、工藝復雜等缺點，絕大部分研究成果及專利未進行中試研究和工業(yè)化驗證，成熟性、可靠性不足，缺乏工業(yè)化價值。
\ 稻殼灰資源化利用新工藝 /
針對我國稻殼灰資源化利用現狀，河南睿博環(huán)境工程技術有限公司對由稻殼灰生產水玻璃、碳化法生產白炭黑、活化法處理堿浸渣生產活性炭，苛化法處理白炭黑母液并實現堿的全循環(huán)利用工藝進行了研究，解決了堿溶、碳化、活性炭制備、堿循環(huán)利用等關鍵技術，確定了最佳工藝條件和工藝流程，實現了對白炭黑生產過程的有效控制。生產出了高分散性輪胎級白炭黑（HDS）和工業(yè)級活性炭，大大降低的生產成本，同時實現了生產過程的零排放。
1、工藝名稱
由稻殼灰碳化法生產高分散白炭黑、活性炭新工藝
2、產品質量
高分散性白炭黑：執(zhí)行GB/T32678-2016 標準；
活性炭：執(zhí)行GB/T13803.2-1999標準。
3、工藝概要
將稻殼灰用堿浸出，得主要成分為碳的堿浸濾餅和水玻璃。
以水玻璃為原料，在特定工藝條件下，采用碳化法制備高分散性白炭黑，白炭黑母液經苛化后收得氫氧化鈉溶液循環(huán)用于稻殼灰堿浸，同時副產碳酸鈣。
堿浸濾餅主要成分為碳，經活化、干包后制得活性炭產品。生產過程無三廢排放。
4、主要經濟技術指標
（1）溶出率：SiO2≥98%。
?。?）收得率：SiO2≥98.5%（以溶出率為基數）,C≥99.5%。
5、生產成本
以湖南岳陽所產稻殼灰為例，經實樣檢測其化學組成為：SiO2 70.90%，Al2O3 0.73%，Fe2O30.62%，MgO 2.07%，CaO 未檢出，C 22.29%。按每處理1000kg稻殼灰計，生產成本見下表：
6、產品產量及銷售收入（按每處理1000kg稻殼灰）
7、利潤（按每處理1000kg稻殼灰）
\ 環(huán)保 /
生產過程三廢控制與循環(huán)利用手段完善，無三廢排放，對環(huán)境無影響。
\技術狀態(tài) /
以上所述工藝已先后順利通過了基礎理論研究、實驗室研究、中試研究和5kt級工業(yè)化試產驗證，已發(fā)展為成熟、可靠的工業(yè)化技術，目前已實現工業(yè)化。
