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稻壳是大米加工的副产物,约占稻谷重量的20%左右。稻壳燃烧后的主要成分为二氧化硅,其它矿物杂质含量很少,是生产精细化工产品白炭黑的优质原料。据统计,年产稻壳3000万吨以上,而且仍有增加的趋势。作为稻谷加工后的主要副产品,稻壳大多作为废弃物,不足以作为初级燃料利用。这不仅是对资源的极大浪费,也对环境造成很大的污染,因此稻壳的综合利用一直是人们研究的课题。本论文针对稻壳的利用做了如下研究:1.本文采用碳化-碱溶工艺同时制备白炭黑和活性炭,并考察了工艺条件对产品性能的影响。稻壳经水洗、酸浸预处理后于600℃炭化30min,采用2.5mol/L的氢氧化钠溶液碱溶4h,结果显示获得的白炭黑为无定型二氧化硅,无杂相。其产率、纯度和白度分别达到90、93.5和95%;制得的活性炭的亚甲基蓝吸附值可达24ml/0.1g。对产品性能分析表明采用炭化稻壳为原料生产的活性炭、白炭黑质量达到了相应的国家标准。2.研究了以稻壳为原料,通过对稻壳进行酸活化预处理,不经过生成水玻璃的中间环节而直接制备白炭黑。对制备白炭黑的工艺条件进行了优化研究(包括活化酸的种类,酸的活化温度、时间,焙烧温度及时间),确定了反应的最佳工艺条件:3%稀硫酸,活化时间为4h,600℃焙烧3h。此条件下制得的产品白度在95%以上。3.以农业副产物稻壳为硅源、以硫酸铝为铝源,通过炭化、碱熔和水热合成工艺,无需老化过程及添加晶种制备了洗涤助剂P型分子筛。研究结果显示,分子筛合成的最佳工艺条件为:摩尔比在nNa2O/nSiO2=1.43,nSiO2/nAl2O3=4,nH2O/nNa2O=18.3,于85℃反应8h。产品的XRD和SEM表征表明,此条件下合成的P型分子筛产品具有较高的结晶度,无杂相且晶粒细小。其钙离子交换容量可达330mgCaCO3/g。4.以筛选酸化后的稻壳为硅源、氢氧化铝为铝源,通过炭化、碱熔和水热合成工艺制取了P型分子筛。原料组成和晶化参数优化结果显示,反应的最佳条件为:摩尔比在nNa2O/nSiO2=1.43,nSiO2/n Al2O3=5.6,nH2OnNa2O=18.3,于85℃反应24h。产品的XRD和SEM表征表明,此条件下合成的P型分子筛产品具有较高的结晶度,无杂相,其Ca2+交换容量可达320mgCaCO3/g,可作为洗涤助剂。上述研究表明,以稻壳为原料可以获得纯度高、活性好的的二氧化硅和活性炭以及较高结晶度的P型分子筛。特别是P型分子筛性能优于目前文献报道的值(钙离子交换容量为280mgCaCO3/g),为稻壳的综合利用提供了一种新的方法。