СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ РИСОВОЙ ШЕЛУХИ Российский патент 2009 года по МПК C01B33/12 

Изобретение относится к способам переработки промышленных и сельскохозяйственных отходов и может быть использовано для извлечения диоксида кремния и органических веществ, содержащихся в рисовой шелухе, для последующего квалифицированного использования в различных областях техники.

Рисовая шелуха трудно поддается утилизации, так как она плохо горит, практически не гниет, обладает высокой абразивностью при механической переработке. Рисовая шелуха до настоящего времени имеет ограниченное применение и используется для получения смесей диоксида кремния с техническим углеродом и диоксида кремния путем высокотемпературного пиролиза. В патенте США № 6524543 описано получение жидкого стекла путем растворения диоксида кремния в водном растворе щелочи при нагревании. Известно также, что диоксид кремния, полученный путем пиролиза рисовой шелухи, может быть подвергнут дальнейшей очистке для получения высокочистого кремния для электронной промышленности. Следует отметить, что в последнем случае предпочтительно проводить специальную очистку исходной рисовой шелухи. В патенте России № 2161124 предлагается с этой целью многократная промывка горячей и подкисленной водой с последующим отжимом под высоким давлением. Технологический модуль переработки рисовой шелухи, позволяющий получать диоксид кремния и жидкое стекло из него, заявлен в патенте России № 2171780, содержит участки промывки исходного сырья, сушки, окислительного сжигания, весы и упаковочное оборудование и отличается тем, что дополнительно снабжен эффективным оборудованием для деионизации технологической воды, нейтрализации и регенерации кислотных стоков и промывочной воды, а также оборудованием для очистки воздуха.

Вместе с тем, рисовая шелуха содержит лишь около 20% диоксида кремния, в то время, как теряющиеся безвозвратно в существующих технологиях оставшиеся 80% - это целлюлоза, полисахариды, лигнин и ряд других ценных веществ, при пиролизе уничтожаются, и, кроме того, для пиролитической переработки требуются высокие температуры и, следовательно, значительные энергозатраты. Способ переработки рисовой шелухи, предлагаемый авторами, этих недостатков не имеет, т.к. позволяет максимально извлечь полезные химические вещества из рисовой шелухи.

Наиболее близким к заявленному авторами способу является способ щелочной обработки шелухи, описанный в российском патенте № 2160726. Согласно патенту отходы зернового производства - измельченную шелуху, обрабатывают водным раствором NaOH 10-30%-ной концентрации в соотношении (1:6)-10 при температуре 80-90°С в течение 10-14 ч. Полученная после обработки щелочная масса без разделения используется в качестве добавки к пенобетонной смеси.

Задачей изобретения является создание способа комплексной переработки рисовой шелухи, позволяющего выделять для последующего использования как диоксид кремния, так и компоненты органической части рисовой шелухи.

Поставленная задача решается тем, что рисовая шелуха контактирует с водным раствором щелочи при нагревании при соотношении рисовая шелуха: NaOH (тв): вода=1: (0,4÷1,0): (5-10) и температуре 120-250°С.

ПРИМЕР 1

В реактор, снабженный механической мешалкой и обогревом, загружают 100 кг рисовой шелухи, 40-100 кг твердой гидроокиси натрия (или эквивалентное количество водного раствора NaOH) и 600 кг воды (с учетом воды, вводимой со щелочью в случае использования водной щелочи). Реакционную массу выдерживают в закрытом реакторе при нагревании и перемешивании при температуре 120-250°С в течение 3-8 часов. Затем жидкую фазу отделяют от твердой и направляют на дальнейшую переработку.

ПРИМЕР 2

В реактор, снабженный обогревом, загружают 100 кг рисовой шелухи и 800 кг 2% раствора соляной или серной кислоты. Реакционную массу выдерживают в закрытом реакторе при нагревании и перемешивании при температуре 100-250°С в течение 8-12 часов. Затем твердую фазу отделяют от жидкой и направляют на дальнейшую переработку согласно примеру 1.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности и переработке промышленных и сельскохозяйственных отходов. На рисовую шелуху воздействуют водным раствором щелочи при соотношении рисовая шелуха: NaOH (тв): вода = 1:(0,4÷1,0):(5÷10) и нагревании до температуры 120-250°С. Предварительно рисовая шелуха может быть подвергнута кислотной обработке при 100-250°С. Предложенное изобретение позволяет выделять для дальнейшего использования как диоксид кремния, так и органические части рисовой шелухи. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ обработки рисовой шелухи путем контактирования с водным раствором щелочи при нагревании, отличающийся тем, что обработку проводят при весовом соотношении рисовая шелуха:NaOH (тв):вода = 1:(0,4÷1,0):(5÷10) и температуре 120-250°С.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительно рисовую шелуху гидролизуют под действием кислоты при температуре 100-250°С и твердый осадок, полученный в результате, подвергают дальнейшей щелочной обработке по п.1.