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  • 白炭黑生產工藝?

    2020-09-18  來自: 壽光市鼎昊經貿有限公司 瀏覽次數:820

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    白炭黑是白色粉末狀X-射線無定形硅酸和硅酸鹽產品的總稱,主要是指沉淀二氧化硅、氣相二氧化硅和超細二氧化硅凝膠,也包括粉末狀合成硅酸鋁和硅酸鈣等。白炭黑是多孔性物質,其組成可用SiO2·nH2O表示,其中nH2O是以表面羥基的形式存在。能溶于苛性堿,不溶于水、溶劑和酸耐高溫、不燃、無嗅、具有很好的電絕緣性。
      制備白炭黑的傳統方法是利用硅酸鈉、四氯化硅,除硅酸鈉以外,其它成本都很高。新方法采用廉價的非金屬礦作為硅源,大大降低了白炭黑的生產成本。

      傳統方法
     ?。?)氣相法
      主要為化學氣相沉積(CAV)法,又稱熱解法、干法或燃燒法。其原料一般為四氯化硅、氧氣(或空氣)和氫氣,高溫下反應而成。反應式為:
      SiCl4+ 2H2+ O2—>SiO2+4HCl
      空氣和氫氣分別經過加壓、分離、冷卻脫水、硅膠干燥、除塵過濾后送入合成水解爐。將四氯化硅原料送至精餾塔精餾后,在蒸發器中加熱蒸發,并以干燥、過濾后的空氣為載體,送至合成水解爐。四氯化硅在高溫下氣化(火焰溫度1000~1800℃)后,與的氫和氧(或空氣)在1800℃左右的高溫下進相水解此時生成的氣相二氧化硅顆粒極細,與氣體形成氣溶膠,不易捕集,故使其先在聚集器中聚集成較大顆粒,然后經旋風分離器收集,再送入脫酸爐,用含氮空氣吹洗氣相二氧化硅至PH值為4~6即為成品。
     ?。?)沉淀法
      沉淀法又叫硅酸鈉酸化法,采用水玻璃溶液與酸反應,經沉淀、過濾、洗滌、干燥和煅燒而得到白炭黑。反應式為:
      Na2SiO3 + 2H+ —> 白炭黑 + 2Na+ + H20
      國內大部分生產企業采用沉淀法。
      新方法
      新方法主要以非金屬礦及其延伸物為硅源,采用沉淀法制備白炭黑。其技術關鍵是將結晶的二氧化硅和硅酸鹽轉變成非晶態二氧化硅。原料主要有硅灰石、蛋白石、埃洛石、橄欖石、蛇蚊石、高嶺土、硬質高嶺土、煤矸石、粉煤灰等。
      著重介紹以高嶺土或硬質高嶺土、煤矸石或粉煤灰為原料制備白炭黑的工藝技術。
     ?。?)以高嶺土或硬質高嶺土為原料
      先將高嶺土或硬質高嶺土粉碎至50~60目,然后在500~600℃高溫下焙燒2小時,再將焙燒土與濃度30%的工業鹽酸按1:2.5(重量)配料,在90℃左右酸浸7小時,經中和、過濾、洗滌、干燥得到白炭黑,產品質量符合GB10507-89標準;同時得到凈水劑聚合氯化鋁。焙燒及酸浸反應式如下:
      焙燒:Al2O3·2Si02·2H20 —> Al2O3·2Si02 + 2H20
      酸浸:Al2O3·2Si02 + 6HCl + 9H20 —>2AlCl3·6H20 + 2SiO2
     ?。?)以煤矸石或粉煤灰為原料
      先將煤矸石或粉煤灰粉碎至粒度小于120目,然后分兩步:
      1.生產硅酸鈉:將粉碎的煤矸石或粉煤灰與純堿按重量比1:50混合均勻,經高溫冶融(1400~1500℃,1小時)、水萃浸溶(100℃以上,4~5小時)、過濾去雜質、濃縮濾液到45~46波美度即得到硅酸鈉。
     2.生產白炭黑:先將硅酸鈉配成水玻璃溶液(模數為2.4~3.6,SiO2含量為4~10%),然后在5~20%的硫酸中酸浸(28~32℃,8~16小時),再升溫至80℃,攪拌,調節PH值為5~7,熟化20分鐘,再經過濾洗滌、干燥、分選,得到白炭黑。該白炭黑為活性,純度高。

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