白炭黑 二氧化硅的制作方法
白炭黑介绍与制造方法
白炭黑来源:世界化工网全文请访问:/睡过站了一.概述白炭黑属硅系白色补强型粉体材料,是合成水和硅酸和硅酸盐的总称,包括沉淀二氧化硅,气相二氧化硅,硅酸钙,硅酸镁,硅酸铝等.由于它们都具有能与炭黑媲美的对橡胶补强性能,外观呈白色,故统称白炭黑.但通常讲的白炭黑,则指二氧化硅而言.白炭黑的生产方法归纳起来有两大类:沉淀法和气相法.生产方法不同,产品性能和用途不同.为了满足更多方面使用,可以通过控制工艺条件及表面处理,从而改变产品的颗粒大小,表面积,吸附性能等来满足各种用途白炭黑性能要求.白炭黑又称水和硅酸,轻质二氧化硅,化学表达式一般写成m SiO2·n H2O.随着石油化工的发展,,人造合成橡胶大量温室,而合成橡胶的比较突出的不足之处是强度低于天然橡胶,因此必须用优良的补强填充剂加以补强,才能使之符合使用要求.炭黑是橡胶的优良补强填充剂,然而炭黑有两个不可改变的缺点:第一,生产炭黑的能耗较高,达24~37kW/kg,而沉淀白炭黑为8~9kW/kg,而且炭黑的主要原料是天然气或石油,由于能源因素其发展和使用受到限制;第二,人民生活的日益提高,对各种各样的橡胶制品除要求坚固耐用外,对色调不仅趋向浅色透明,而且需要多种不同色彩的,基于这两个原因,炭黑已不能胜任,因此,近些年来白炭黑的生产和应用不断得到发展,它不仅成为橡胶和塑料的重要补强填充材料,而且是造纸,染料,涂料,油墨,油漆等工业不看人缺少的添加剂.二,白炭黑的应用1.橡胶制品气相白炭黑属于高补强填充材料,由于成本较高等原因,除特殊场合如硅橡胶补强用外,一般不采用.沉淀白炭黑是橡胶补强广泛使用的材料,一般说来,又有沉淀白炭黑(超细的,表面处理的例外)补强效果还不及炭黑好,故属半补强填充材料.因此要根据使用场合决定代替炭黑的百分数.沉淀白炭黑用于橡胶制品的有:汽车,翻斗车,卡车,拖拉机,叉车,自行车等内外胎;工业用皮带,胶管,衬垫,粮食加工用脱谷胶棍,以及胶鞋等各种橡胶工业制品或多或少的腰用到白炭黑.在普通轮胎内添加一定量的白炭黑能提高轮胎的使用寿命.据原西德一家公司轮胎配方研究试验结果表明,若能增配10~20份白炭黑就可以改善胶接性和抗撕裂性,使轮胎的形式里程提高,同时还能增强轮胎对路面的抓着力,以利于安全行车.此外,由于炭黑发热量大,国外用于高速公路的汽车轮胎也趋向于添加白炭黑.目前国内外市场对自行车车胎的要求也日益多样化,如轮胎胎边彩色化及闪光圈等花式新品种,都是用白炭黑替代炭黑生产的.上海某橡胶厂专门生产彩色边自行车胎,销往香港等地,目前年产60~70万条,不能满足需要,正准备扩大生产能力达到年产350万条.若开放国内市场,需求量将更大.在胶鞋生产过程中,人们对胶鞋,雨鞋,运动鞋,旅游鞋,健身鞋,芭蕾鞋等,不但要求牢固,而且要求色调美观,舒适轻便.白炭黑既具有良好的补强性,耐磨性,防滑性和鞋面粘着性,又是一种良好的浅色补强材料,因此在胶鞋的发展中为提高鞋的质量和增加款式起着重要作用.2.塑料工业白炭黑在聚乙烯,聚丙烯,环氧树脂等塑料工业中都可作为填充材料,可以提高塑料的弹性强度,耐磨性和硬度,并提高塑料的热稳定性能.用于电缆还可以提高电缆的电绝缘性.如甲基乙烯基硅橡胶高压线就要用气相白炭黑或高质量的沉淀白炭黑.在两层塑料薄膜之间往往笔记分开,装袋时袋口很难打开,则白炭黑就是很顺利的开口剂.当用聚氯乙烯作家庭地板材料时,如若加入了一定的白炭黑,则可改进产品的硬度,弹性,热变性等性能.3.造纸工业用白炭黑作纸张的上胶剂,可提高纸张的白度和不透明度,改进印刷性,耐磨性,耐油性,手感性和光泽性.用于晒图纸,可使纸面质量好,油墨稳定,背面无裂隙;用于叠氮纸中,可生产优异的蓝图纸;用于铜版纸中可替代钛白;特别是用于新闻纸,加入1%~2%的白炭黑,可使纸的重量减轻10%,不仅纸薄,而且能提供强度,除能防止油墨渗透,使印刷文字清晰外,还可以增加不透明度.4.涂料,油墨白炭黑具有触变性能,在涂料中添加少量白炭黑,能使涂料消除液滴沉降现象.在不饱和聚酯涂料中,只要添加0.5%~2%浓度的白炭黑,就能使这种涂料在垂直表面上每次涂500g/㎡也不会发生液滴和皱折.在颜料中添加白炭黑,不仅能防止颜料的沉淀,且能提高对颜料,染料的吸附性,改进分散性.当用作乳化涂料的填料时,可提高热稳定性.为了满足涂料和油墨消光剂对白炭黑要求,国外研制并生产了消光剂专用品.当硝基清漆以及类似涂料还有沉淀白炭黑消光剂,可改进油漆非沉淀性能,并能使涂料易分散,仅有少量的增稠影响,悬浮性好,有极好的消光特性,高透明度和好的耐磨性.自印刷油墨中加入0.5%的白炭黑,印刷效果好,可消除未分散油墨渗透的影响,改进印刷材料的耐洗性,增加颜色的光泽度.此外,白炭黑在农药,医药,粘合剂,牙膏及日常化妆品中也有各种不同程度的使用和发挥各种有益的功能.由此可见,白炭黑的用途是很广的,功能是很多的!三,白炭黑的生产工艺简介根据国内外现有资料表明,白炭黑的生产方法主要是沉淀法和气相法两大类型.由于沉淀法所用原料便宜,易得,生产工艺和设备较为简单,产品售价低,因而目前占主导地位.1.沉淀法沉淀法又称湿法,主要原料为石英砂,纯碱,工业盐酸或硫酸或硝酸或二氧化碳.其工艺路线是:先采用燃油或优质煤在高温下将石英砂于纯碱反应的得到工业水玻璃,工业水玻璃用水配置成一定浓度的稀释液,然后在一定条件下加入某种酸,使二氧化硅沉淀出来,即得产品白炭黑.沉淀法又称酸法,溶胶法,碳化法等许多不同的具体方法.(1)酸法酸法是将可溶性硅酸盐于硫酸(或其他酸)一起反应,当反应液到达一定ph值时停止加酸反应,进行陈化,然后过滤并用水反复清洗,脱除硫酸钠后,经干燥,粉碎后得到产品.反应式为:Na2O·m SiO2+H2SO4→m SiO2·n H2O+Na2SO4m SiO·n H2O→m SiO2·n’H2O+(n-n’)H2O↑工业流程图如图所示该方法所得产品的性能与制备过程的条件控制有重要的关系.这是因为在反应的过程中,容易中可溶性的硅酸盐首先转变为单体硅酸(可溶性).根据反应体系的条件不同,单体硅酸有可能生成疏松的絮状物(聚集作用),也有可能生成致密的胶粒（凝胶作用），从而造成最终产品的很大差异。
实验方案白炭黑
传统法制备沉淀二氧化硅及性能检测1、实验目的A．初步了解和掌握无机超微细粉体沉淀二氧化硅产品开发的研究思路和实验研究方法，学会独立进行实验方案的设计，组织与实施。
B．了解沉淀二氧化硅的各种制备方法，掌握传统法和连续法制备沉淀二氧化硅的原理、工艺流程和影响产品性能的因素。
C．掌握沉淀二氧化硅主要性能参数的测定方法。
4．了解“连续式反应装置”的构成及功能2、实验原理和方法2.1实验原理传统法是我们知道的酸法。
一般说来，酸法是将可溶性硅酸盐与硫酸（或其它酸）一起反应，当反应液到达某一pH值时停止加酸反应，进行陈化，然后过滤并用水多次反复清洗，脱除42SONa后，送干燥、粉碎后得到产品。
2.2原材料工业硅酸钠溶液：40波美，SiO2含量28％分析纯硫酸：98％2.3实验步骤（1）在反应器（1000mL烧杯）中加水至搅拌浆位置（大约150mL），加热至80－85℃（2）保持恒温，搅拌条件下同时加入稀硅酸钠溶液和硫酸溶液，控制反应液PH7.5－8，投料时间大约40min（3）投料完毕，加酸酸化至PH7，保温老化30min（4）冷却后，过滤，洗涤至中性（5）干燥（6）粉碎（7）样品性能检测和表征2.4实验条件（1）原料浓度：硅酸钠溶液：SiO2%=10%（硅酸钠＋水：大约1比3），投料量200mL 硫酸溶液：H2SO4=3% 28ml+1000mL水，投料量按PH控制要求（2）反应条件：反应时间（进料速度）：40 min反应温度：70－80℃反应PH：7.5－8（3）老化条件：老化时间：30 min老化温度：同反应温度老化PH：4（4）洗涤条件：水洗，至中性（5）干燥条件：烘干干燥温度：120℃；烘干干燥时间：5小时2.5 二氧化硅性能检测方法1）反应温度对产品吸油值及比表面的影响2）反应时间对产品吸油值及比表面的影响表2. 反应时间对产品吸油值及比表面的影响3.实验内容3.1反应温度对沉淀二氧化硅性能的影响表1. 反应温度对沉淀二氧化硅性能的影响样品编号 1 2 3 4温度/℃吸油值/ml/g比表面/m2/g样品量样品的理论量产品收率%3.1.1吸油值DBP步骤a.称取干燥的样品1g（精确到0.001g），置于玻璃板上，开始以较快的速度滴加DBP。
白炭黑常见制备方法
白炭黑常见制备方法摘要：本文介绍了白炭黑的常见制备方法及其产品应用。
关键词：白炭黑；气相法；沉淀法；解离法基金项目：黑龙江工程学院大学生创新训练项目（202211802211）白炭黑常见的制备方法主要有三种：气相法、沉淀法和离解法。
工业上制备方法一般是这三种方法，或者是这三种方法的组合或改良。
1.气相法气相法通常称为化学气相沉积法，又被称为热解法。
一般是在高温条件下加入氧气、四氯化硅和氢气进行反应从而制备出烟雾状的白炭黑[1]。
具体步骤为：将空气和氢气通过增加压力、分离、采用冷却的方式进行脱水、再放入硅胶中进行干燥、最后经过除尘过滤等一系列的步骤后送入合成的水解炉中。
将原料SiCl4送至精馏塔精馏后，在蒸发器中使之蒸发，并用干燥、过滤后的空气用作载体，将处理后的产物送至合成水解炉中。
在高温下SiCl4被气化，将其与一定量的氢气和氧气的混合气体在高温下进行气相水解。
生成的气相SiO2颗粒非常小，与气体很容易形成气溶胶，从而不容易被捕集，因此需要使其先在聚集器中先聚集成较大颗粒，然后用旋风分离器进行收集，最后送入脱酸炉中进行脱酸处理，通过含氨空气吹洗气相二氧化硅至pH为4～6便可得到最终产品。
用这种方法生产制备的白炭黑产品，其比表面积、粒径大小、结构性能和表面性质都和三种气体的配制比例、二氧化硅核在燃烧室中处理的时间、燃烧温度等因素有关。
得到的产品一般是球形颗粒，粒径在10-40nm之间，化学纯度大，比较面积高。
气相法的优点是所得的产品纯度非常高，分散性非常好，颗粒小并呈球形，白炭黑表面具有较少的羟基，补强性能十分优异。
缺点是技术设备要求比较高，所用的原料也相对比较贵，制备工艺也比较复杂。
2.沉淀法我国市场上生产白炭黑的主要方法就是采用沉淀法来生产白炭黑[2]。
沉淀法又被称为硅酸钠酸化法，沉淀法一般是将硫酸或盐酸与水玻璃作用,第一步先生成硅酸,然后生成的硅酸进一步分解而制得白炭黑。
沉淀法之所以在我国能作为白炭黑的主要生产方法是因为沉淀法的生产技术和设备相对来说都比较简单。
沉淀法白炭黑
沉淀法白炭黑
一、产品特性：
沉淀法白炭黑（简称白炭黑）是橡胶工业常用的补强剂，它的化学名称是水合二氧化硅（Si O₂）或称胶体二氧化硅。
因为它在橡胶中有类似炭黑的补强性而且是白色粉末或细小粒子。
所以人们又称它为白炭黑。
目前白炭黑的制法大多数是采用硫酸溶液与硅酸钠溶液进行化学反应的方法。
因此法制得的白炭黑性能优良、成本也较低廉。
二、使用范围：
白炭黑在橡胶工业中应用最广，在制作胶鞋中它是彩色橡胶或透明鞋底的最佳补强剂。
在轮胎制作中常用它提高胶料对骨架材料或纤维的粘性。
在胶辊制作中它不仅能提高硫化胶的硬度和耐磨性，而且能提高胶料与金属辊芯的粘着力。
白炭黑绝大部分用于橡胶工业，只有一小部分用于其它工业，例如作农药辅料，还有油墨、油漆、塑料、日用化工产品也常用白炭黑，但用量不大。
三、参数指标（HG/T3061-1999）：。
白炭黑的生产工艺及其应用
白炭黑的生产工艺及其应用何李军工艺2011（卓越）11031010504摘要：白炭黑属于硅系白色补强型粉体材料，是合成水合硅酸和硅酸盐的总称，包括沉淀SiO2、气相SiO2、Ca·SiO3、Mg·SiO3、Al2(SiO3)3等。
由于它们具有与炭黑媲美的性能和外观上为白色的特性，故统称为白炭黑。
不过通常讲的白炭黑大多是指SiO2而言。
白炭黑经典的制造方法分3类：气相法、沉淀法和离解法。
工业上的制备方法都是这3种方法的组合或改良。
由于生产方法不同，其性能和用途也有所不同。
本文就白炭黑的不同生产工艺其应用展开论述。
关键词：白炭黑生产工艺应用沉淀法气相法离解法Production processes and application of silica whiteLijun HeAbstract:Silica white is white reinforced silicon powder materials, It is the collectively of Silicate Hydrate of synthesis and silicates.including precipitation of SiO2,gas phase SiO2、Ca·SiO3、Mg·SiO3、Al2(SiO3)3 and so on.But generally speaking mostly refers SiO2 silica white terms.The classic method of manufacturing a silica white three categories: vapor phase method, a precipitation method and from the solution. Industrial preparation methods are a combination of these three methods or improved. As production methods, the properties and uses are different. In this paper, silica white different production processes of its application to start on.Key word:silica white Production processes application vapor phase method precipitation method pyrolysis method前言白炭黑即水合二氧化硅是微细粉末状或超细粒子状的二氧化硅，高纯者SiO2达99.8％，质轻，原始粒径<0.0003mm，比重2.319—2.653，熔点1750℃。
沉淀白炭黑生产工艺
沉淀白炭黑生产工艺
沉淀白炭黑是一种二氧化硅或碳黑的一种变体，具有高白度、细小的粒径、高吸附性能和光学性能等优点，被广泛应用于橡胶、塑料、油墨、涂料等行业。
下面是沉淀白炭黑生产工艺的一般步骤。
1. 原料选择：沉淀白炭黑的主要原料是硅酸钠和盐酸，可以选择工业级的硅酸钠和盐酸。
2. 摩尔比计算：根据所需的硅酸钠浓度和产量目标，计算摩尔比。
一般来说，硅酸钠和盐酸的摩尔比是1:2。
3. 溶解硅酸钠：将硅酸钠逐渐加入到适量的水中，在搅拌下慢慢溶解，直到完全溶解。
4. 加入盐酸：将适量的盐酸加入到溶解好的硅酸钠溶液中，保持搅拌。
5. 沉淀过程：在搅拌的同时，缓慢加入盐酸，使反应溶液的
pH值控制在1-2之间，同时观察溶液的变化。
随着盐酸的加入，溶液中会出现白色的沉淀，即沉淀白炭黑。
6. 沉淀回收：将沉淀的白炭黑通过离心、过滤等方式进行回收，烘干后得到干燥的白炭黑产品。
7. 洗涤：将干燥的白炭黑产品进行洗涤，以去除残留的盐酸和其他杂质。
洗涤的方法可以采用酸洗、漂洗等步骤。
8. 烘干：将洗涤后的白炭黑产品进行烘干，以去除水分，并保持其稳定的化学性质。
9. 包装和储存：将烘干的白炭黑产品装入适当的包装袋中，并进行密封，以防止湿气和杂质的侵入。
储存在干燥、通风的环境中，避免阳光直射。
总的来说，沉淀白炭黑的生产过程主要包括原料选择、摩尔比计算、溶解硅酸钠、加入盐酸、沉淀过程、沉淀回收、洗涤、烘干和包装储存等步骤。
通过合理的控制和操作，可以得到高品质的沉淀白炭黑产品。
稻壳热解制备纳米二氧化硅
稻壳热解制备纳米二氧化硅南京工业大学(210009) 贾中兆 万永敏 张少明【摘要】以稻壳为原料,通过热解法制备S iO2纳米粉体。
试验在热解温度520℃,保温215h的条件下,成功地制备出了具有纳米尺寸的SiO2颗粒。
采用SEM和XRD对SiO2微观结构进行表征,结果表明:所制的S iO2纳米粉体为无定性结构、颗粒均匀、分散性好、平均粒径为80nm左右。
关键词 稻壳 热解 纳米SiO2Preparation of N ano2silica by Thermal Decomposition of Rice H ull Abstract Using rice hull as raw material,silica nano2particles are prepared by thermal decomposition meth2 od.The preparation is performed under the condition of520℃and keeping warm for215h.The microstruc2 ture is characterized by SEM and XRD analysis and the results indicate that nano2silica has amorphous struc2 ture,is well distributed and homogeneous,and the mean grain size is about80nm.K eyw ords rice hull,thermal decomposition,nano2silica中图分类号:TQ1272 文献标识码:B 纳米技术在我国是一项刚刚起步的新兴技术。
由于纳米级颗粒粒径小,比表面积大,表面能大,具有某些特殊的功能。
纳米二氧化硅俗称“超微细白炭黑”,是一种高新技术的无机精细化学品,由于它达到纳米的微观尺度结构,即极小的粒经,较大的比表面积和优良的化学性能,表现出良好的亲水性、补强性、增稠性、消光性和防黏结性,从而广泛用于橡胶、涂料、医药、油墨等领域,是工业上不可或缺的原料。
气相白炭黑 疏水
气相白炭黑疏水气相白炭黑是一种具有疏水性质的材料，它在许多领域中都有广泛的应用。
本文将介绍气相白炭黑的定义、制备方法、表面性质以及其在不同领域中的应用。
首先，我们来了解一下气相白炭黑的定义。
气相白炭黑是一种由纳米级二氧化硅颗粒组成的材料，其表面具有高度的疏水性。
它的制备方法主要有两种：溶胶-凝胶法和热解法。
溶胶-凝胶法是将硅源与溶剂混合，形成胶体溶液后，通过凝胶化和干燥得到气相白炭黑。
热解法则是将硅源在高温下分解，生成气相白炭黑。
接下来，我们来了解一下气相白炭黑的表面性质。
气相白炭黑的表面具有高度的疏水性，这是由于其表面上存在大量的羟基（-OH）和甲基（-CH3）基团。
这些基团使得气相白炭黑的表面能够与水分子形成氢键，从而使其表面具有疏水性。
此外，气相白炭黑的表面还具有较大的比表面积和孔隙结构，这使得其具有较高的吸附能力和催化活性。
气相白炭黑在许多领域中都有广泛的应用。
首先，在材料科学领域，气相白炭黑可以用作增强剂，改善材料的力学性能和热稳定性。
例如，在橡胶制品中添加气相白炭黑可以提高橡胶的强度和耐磨性。
此外，气相白炭黑还可以用作填料，增加材料的体积和密度。
其次，在环境保护领域，气相白炭黑可以用作吸附剂，去除水中的有机污染物和重金属离子。
由于其表面具有高度的疏水性，气相白炭黑可以有效地吸附水中的有机物和金属离子，从而净化水质。
此外，气相白炭黑还可以用作催化剂，促进有机污染物的降解和氧化。
再次，在能源领域，气相白炭黑可以用作催化剂，提高能源转化效率。
例如，在燃料电池中，气相白炭黑可以用作催化剂载体，提高燃料电池的催化活性和稳定性。
此外，气相白炭黑还可以用作光催化剂，促进光能的转化和利用。
最后，在生物医学领域，气相白炭黑可以用作药物载体和生物传感器。
由于其表面具有高度的疏水性，气相白炭黑可以有效地吸附和释放药物，从而提高药物的治疗效果。
此外，气相白炭黑还可以用作生物传感器的基底材料，用于检测生物分子和细胞。
气相法白炭黑
气相法白炭黑又称气相二氧化硅、烟化二氧化硅，是利用硅烷的卤化物，如四氯硅烷(SiCl4)、甲基三氯硅烷(CH3SiCl4)等，是在氢氧燃烧火焰中高温水解制得的一种无定形二氧化硅。
其原生粒子粒径为5-50nrn，比表面积一般为50-400m2/g。
无机纳米粉体材料气相法白炭黑以其优异的补强、增稠和触变性能和粒子的纳米效应，广泛地应用于有机硅材料、涂料、油漆、胶黏剂、电器、电子、造纸、化妆品、医药等领域。
近年来，气相法白炭黑作为高分子材料的添加剂、补强剂，对聚合物性能的提高和改善越来越受到科研工作者的关注。
1 气相法白炭黑的制备生产气相法白炭黑的硅烷卤化物原料目前主要有SiCl4和CH3SiCl3两种。
1941年，德国Degussa公司成功开发了气相法白炭黑的生产技术，使用的卤化物就是SiCl4。
此外，随着全球有机硅工业的发展，有机硅甲基单体生产的副产物甲基三氯硅烷(CH3SiCl3)的处理问题成为制约有机硅发展的一大障碍，国际上通常的做法是将副产物作为原料生产气相法白炭黑，为解决CH3SiCl3的堆积和促进有机硅甲基单体工业的良性发展提供了一条新的途径。
气相法白炭黑的制备原理是硅烷卤化物在氢氧焰生成的水中发生高温水解反应，温度一般高达1200-1600℃，然后骤冷，再经过聚集、旋风分离、空气喷射脱酸、沸腾床筛选、真空压缩包装等后处理获得成品。
反应原理如下：SiCl4+2H2+O2→(高温水解)SiO2+4HClCH3SiCl3+2H2+3O2→(高温水解)SiO2+CO2+3HCl+2H2O成品的质量(粒径、表面积、纯度等)与原料(包括氢气和氧气)的纯度、原材料的配比、进料温度、氢气和氧气的流量、合成炉和分离器的结构与精度等因素有关。
硅烷卤化物的纯度要高，不能含过多的杂质，否则不但会影响成品的色泽，还会导致其使用效果变差。
而原料中的气体也必须经过预处理，使之不含有水分，因为水分的存在会导致硅烷卤化物的水解。
(非常好)白炭黑概述及其生产工艺
白炭黑概述及其生产工艺硅在自然界中主要以二氧化硅和硅酸盐的状态存在，一切植物皆含有少量的二氧化硅，动物体内的结缔组织中亦含有二氧化硅。
硅在地壳中的含量是绝对丰富的，硅在地壳中的重量百分数为27.6%，仅次于氧〔47.2%〕为第二位。
无机硅化合物在八十年代是无机化学品中开展较快的系列产品，尤其是近些年来开展更为迅速。
在德温特中心专利索引的无机化学品类中，硅化合物的专利文摘量占了绝对的优势。
由此可以看出，无机硅化合物，在众多的无机化学品中是有明显的竞争力的。
纵观世界情况，硅化合物的新品种近些年来增加并不多，而对于无机硅化合物用途的开发那么较为重视。
例如硅化合物中最老的品种硅酸钠，目前也在向高性能、高附加价值化开展；美国莫比尔公司对于ZSM沸石研制了多种规格，几乎可用于石油化工的各个催化过程；氮化硅陶瓷发动机正在向实用化进军。
因此，从目前开发趋势看，无机硅化合物将会大量进入到轻工、食品、医药、建筑、电子、冶金、机械工业等许多领域，一定大有开展前途。
我国的硅化合物产品主要是解放后才逐步开展起来，至今才有几十个品种，因此差距还较大。
我国具有优质而丰富的资源，为研究开发更多的硅化合物提供了物质根底。
近十多年来，不仅得到了化工部的重视，并委托科研单位出版了“硅铝化合物〞资料。
可以预料，我国的硅化合物的开展速度必将越来越快，与世界兴旺国家的差距必将越来越小。
白炭黑是硅化合物中较老的一个品种，三十年代中叶，德、苏、美等国就开始研制，到四十年代末就进入了工业生产，八十年代总生产能力达70～80万吨/年。
我国六十年代开始起步，八十年代千吨级的厂有两家，年产量总共仅5000～6000吨，而且品种少，质量差，能耗高，未形成系列化。
因此，研制新产品和开发应用领域的任务十分艰巨。
1.物理化学性质外观为白色高度分散的无定形粉末或絮状粉末，也有加工成颗粒状作为商品的。
比重为2.319～2.653，熔点为1750℃。
不溶于水及绝大多数酸，在空气中吸收水分后会成为聚集的细粒。
碳化法 白炭黑
碳化法白炭黑
白炭黑是一种无定形二氧化硅，外观为白色粉末或粒状，具有高分散性、耐高温、不燃、无味、无臭、无毒等特点，广泛应用于橡胶、塑料、涂料、油墨、造纸、化妆品、医药、食品等领域。
白炭黑的生产方法主要有气相法、沉淀法和离解法等。
其中，碳化法是一种常见的沉淀法生产白炭黑的方法，其主要原理是将硅酸钠与硫酸或盐酸反应生成沉淀二氧化硅，再经过过滤、洗涤、干燥等工序得到白炭黑产品。
具体来说，碳化法白炭黑的生产过程包括以下步骤：
1. 将硅酸钠溶液和硫酸或盐酸溶液混合，在一定条件下进行反应，生成沉淀二氧化硅。
2. 将沉淀二氧化硅进行过滤、洗涤，去除杂质和盐分。
3. 将洗净的沉淀二氧化硅进行干燥，得到白炭黑产品。
需要注意的是，在生产过程中需要控制反应条件和工艺参数，以保证产品质量和稳定性。
同时，还需要对生产过程中产生的废水、废气等进行处理，以达到环保要求。
1。
chap2 2 白炭黑补强
的相互作用，因此，要对白炭黑进行改性。
白炭黑填充橡胶硫化胶的性能
白炭黑的改性
白炭黑的改性集中在表面改性，有
多种方法，但在橡胶工业中，通常使用的
是通过填料表面对某些改性剂的吸附进行
表面化学改性和物理改性。
白炭黑的改性
白炭黑的改性
硅烷改性白炭黑主要有两种方法:干法和湿法。
干法有两种混合方法。一是用液态改性剂或稀释的改性剂 喷在一定温度下搅拌翻动的填料中混合；二是在聚合物混
炼时将改性剂与填料一起加入机械混炼。
湿法也有两种混合方法。一是改性剂水溶液，乳液或改性 剂直接加到填料水悬浮液中搅拌反应、除水、干燥；二是 填料悬浮于改性剂的溶液中，让其吸附改性剂，再除溶剂， 干燥。
对硫化促进剂有较强的吸附作用，因此明显地迟延 硫化。
白炭黑表面吸附水与焦烧时间的关系
为了避免这种现象，一方面可适当地提
高促进剂的用量；另一方面可采用活性剂，使
活性剂优先吸附在白炭黑表面，使得白炭黑表
面的硅烷醇基团被遮蔽， 可有效阻止促进剂被
吸附ห้องสมุดไป่ตู้防止迟延硫化现象，。
活性剂一般是含氮或含氧的胺类、醇类、醇胺类
白炭黑补强体系
白炭黑
合成二氧化硅(二氧化硅的微细粉末) 因具有仅 次于炭黑的补强性而被称为白炭黑。
白炭黑根据制造方法大致可分为湿法白炭黑 (水合硅酸) 和干法白炭黑(无水硅酸) 两种。 干法白炭黑主要用作硅橡胶的补强剂， 但其成 本较高, 而且加工性能方面也有一定难度，因 此，橡胶通常使用湿法白炭黑。
这样既可减少或消除白炭黑表面的硅醇基团，又可增加白
关于沉淀法白炭黑属于限制类行业的说明
一、沉淀法白炭黑的定义沉淀法白炭黑是一种重要的工业原料，广泛应用于橡胶、塑料、油墨、油漆、化工等领域。
它具有高比表面积、高吸附性能、良好的光学性能和电学性能，被称为工业颜料和增白剂的“黑钻石”。
二、沉淀法白炭黑的生产过程1. 原料准备：主要原料为甲烷、二氧化硅、二氧化碳等。
2. 气相反应：原料气体在高温条件下通过反应生成一氧化碳和硅粉末。
3. 气固分离：将生成的气体和固体分离。
4. 氧化：将硅粉末氧化形成沉淀法白炭黑产物。
5. 洗涤和干燥：对产物进行洗涤和干燥处理得到成品。
三、沉淀法白炭黑的危害沉淀法白炭黑的生产过程会释放大量一氧化碳、氮氧化物和二氧化硫等有害气体，对环境造成污染，同时也对生产工人造成一定的危害。
沉淀法白炭黑被纳入了我国的限制类行业。
四、我国对沉淀法白炭黑的管控政策1. 环保要求：生产企业需符合国家环保政策，实施资源综合利用和废水、废气的处理。
2. 安全生产要求：生产企业必须严格遵守国家安全生产规定，采取有效措施确保生产过程中的安全。
五、沉淀法白炭黑行业的发展趋势1. 技术创新：随着科技水平的不断提高，沉淀法白炭黑行业将加大技术创新力度，提高生产工艺和产品质量。
2. 环保标准：随着国家环保意识的提高，沉淀法白炭黑行业将更加重视环保，采取更加严格的环保措施。
3. 国际合作：沉淀法白炭黑行业将加强与国际企业的合作交流，引进先进技术和管理经验，提升整体竞争力。
总结：沉淀法白炭黑作为一种重要的工业原料，在我国属于限制类行业。
生产企业需严格遵守环保和安全生产要求，加强技术创新，提高产品质量，努力推动行业健康发展。
六、对于沉淀法白炭黑行业的新的政策和发展趋势作为限制类行业的一部分，沉淀法白炭黑行业受到监管越来越严格，政策法规也在不断更新。
我国政府提出了更加严格的环保标准和安全生产要求，对企业的排放和生产工艺提出了更加严苛的要求。
新的政策要求企业必须全面考虑生产过程中的环境影响，并采取有效措施减少废弃物的排放，加强环境监测和治理。
一种气相二氧化硅的生产工艺[发明专利]
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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201811213512.0(22)申请日 2018.10.18(71)申请人 江西星火狮达科技有限公司地址 330300 江西省九江市永修县星火工业园(72)发明人 游孟松 谢正奎 黄忠 (74)专利代理机构 南昌贤达专利代理事务所(普通合伙) 36136代理人 金一娴(51)Int.Cl.C01B 33/18(2006.01)B82Y 40/00(2011.01)(54)发明名称一种气相二氧化硅的生产工艺(57)摘要本发明提供了一种气相二氧化硅的生产工艺，将预处理后的有机硅浆渣和硅氧烷混合物进行两个阶段的高温燃烧后，在进行分级过滤可得30-50纳米的气相二氧化硅产品，工艺原料采用的是有机硅生产中产生的浆渣，同时工艺过程不产生有害物质，安全环保，而且经过本发明制得的气相二氧化硅，不仅纯度较高，而且无毒无味无污染，耐高温效果好。
权利要求书1页 说明书11页 附图1页CN 109231220 A 2019.01.18C N 109231220A1.一种气相二氧化硅的生产工艺，其特征为：包括以下步骤：S1、将有机硅浆渣和水解后的硅氧烷混合物进行预处理，再送至回转窑进行加热燃烧；S2、步骤S1燃烧后含硅重组分的炉渣从回转窑窑头排出，含硅轻组分通过引风机吹入窑尾烟气管道再进入高效焚烧炉；S3、用补氧风机向高效焚烧炉中通入氧气，使得氧气和含硅轻组分充分混合并进行加热燃烧；S4、经S3步骤燃烧后的中间产物进入高温除尘器，未完全燃烧的中间产物排发到大气中，完全焚烧的中间产物再经过分级过滤袋，收集包装得合格的气相二氧化硅产品。
2.如权利要求1所述的一种气相二氧化硅的生产工艺，其特征为：所述的步骤S1中，预处理工艺为：①将有机硅浆渣和硅氧烷混合物送入浸泡池，在隔料循环池中加入体积浓度为2-5％的盐酸水溶液，并按总混合物的总质量加入0.05-0.2％的双氧水，经过循环泵48-96小时不间断循环浸泡；②循环液通过浸泡池中的格栅板及渗透膜，浆渣等固体水解物不能通过，循环浸泡后，排出循环液；③继续在隔料循环池中加入水，经过循环泵循环洗涤6-10小时后，排掉洗涤液，得到预处理物。
沉淀法白炭黑粒径
沉淀法白炭黑粒径
沉淀法是制备白炭黑的一种常用方法，该方法主要通过化学反应使二氧化硅形成超细的颗粒状结构。
在沉淀法制备的白炭黑中，粒径是一个关键的物理特性。
白炭黑的粒径常常被视为衡量其物理性质和应用领域的重要参数之一。
粒径对白炭黑的表面积、分散性和光学性能等都有着直接的影响。
通常情况下，沉淀法制备的白炭黑具有较小的粒径。
其粒径范围可以从几纳米到几十纳米不等。
由于白炭黑的颗粒非常细小，因此具有较大的表面积和更好的分散性，这使其在化工、塑料、橡胶、墨水等领域有着广泛的应用。
通过控制反应条件和沉淀物处理过程，可以调节沉淀法制备的白炭黑的粒径。
对于特定的应用需求，可以根据粒径的不同进行选择和调整。
总结来说，沉淀法制备的白炭黑粒径通常较小，通常在几纳米至几十纳米的范围内。
粒径的控制对白炭黑的性能和应用具有重要影响，因
此在生产过程中需要根据具体的需求进行精确的控制和调节。
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制备白炭黑的传统方法是利用硅酸钠、四氯化硅、正硅酸乙酯做硅源，除硅酸钠以外，其它成本都很高。
新方法采用廉价的非金属矿作为硅源，大大降低了白炭黑的生产成本。
[1]传统方法
（1）气相法
主要为化学气相沉积（CAV）法，又称热解法、干法或燃烧法。
其原料一般为四氯化硅、氧气（或空气）和氢气，高温下反应而成。
反应式为：
SiCl4+ 2H2+ O2—>SiO2+4HCl
空气和氢气分别经过加压、分离、冷却脱水、硅胶干燥、除尘过滤后送入合成水解炉。
将四氯化硅原料送至精馏塔精馏后，在蒸发器中加热蒸发，并以干燥、过滤后的空气为载体，送至合成水解炉。
四氯化硅在高温下气化（火焰温度1000~1800℃）后，与一定量的氢和氧（或空气）在1800℃左右的高温下进行气相水解；此时生成的气相二氧化硅颗粒极细，与气体形成气溶胶，不易捕集，故使其先在聚集器中聚集成较大颗粒，然后经旋风分离器收集，再送入脱酸炉，用含氮空气吹洗气相二氧化硅至PH值为4～6即为成品。
德国迪高沙（Degussa）公司和美国卡伯特（Cabot）公司的气相法生产技术全球领先。
他们的生产装置规模大，自动化程度高，产品成本低，牌号（尤其是应用于特殊领域的功能性专用产品牌号）多，品质好，如表面积分布均匀、含水量低。
我国沈阳化工股份有限公司及上海氯碱化工股份有限公司也采用气相法生产，但在生产规模、生产技术、自动化程度及产品牌号等方面远不及国外大公司。
广州吉必盛科技实业有限公司是国内产量最大，牌号最全，技术最先进的气相二氧化硅供应商，是气相二氧化硅国家标准GB20020-2005负责起
草单位。
（2）沉淀法
沉淀法又叫硅酸钠酸化法，采用水玻璃溶液与酸反应，经沉淀、过滤、洗涤、干燥和煅烧而得到白炭黑。
反应式为：
Na2SiO3 + 2H+ —> 白炭黑+ 2Na+ + H20
国内大部分生产企业采用沉淀法。
新方法
新方法主要以非金属矿及其延伸物为硅源，采用沉淀法制备白炭黑。
其技术关键是将结晶的二氧化硅和硅酸盐转变成非晶态二氧化硅。
原料主要有硅灰石、蛋白石、埃洛石、橄榄石、蛇蚊石、高岭土、硬质高岭土、煤矸石、粉煤灰等。
着重介绍以高岭土或硬质高岭土、煤矸石或粉煤灰为原料制备白炭黑的工艺技术。
（1）以高岭土或硬质高岭土为原料
先将高岭土或硬质高岭土粉碎至50~60目，然后在500~600℃高温下焙烧2小时，再将焙烧土与浓度30%的工业盐酸按1：2.5（重量）配料，在90℃左右酸浸7小时，经中和、过滤、洗涤、干燥得到白炭黑，产品质量符合GB10507-89标准；同时得到高效净水剂聚合氯化铝。
焙烧及酸浸反应式如下：
焙烧：Al2O3·2Si02·2H20 —> Al2O3·2Si02 + 2H20
酸浸：Al2O3·2Si02 + 6HCl + 9H20 —>2AlCl3·6H20 + 2SiO2
（2）以煤矸石或粉煤灰为原料
先将煤矸石或粉煤灰粉碎至粒度小于120目，然后分两步：
第一步生产硅酸钠：将粉碎的煤矸石或粉煤灰与纯碱按重量比1：50混合均匀，经高温冶融（1400~1500℃，1小时）、水萃浸溶（100℃以上，4~5小时）、过滤去杂质、浓缩滤液到45~46波美度即得到硅酸钠。
第二步生产白炭黑：先将硅酸钠配成水玻璃溶液（模数为2.4~3.6,SiO2含量为4~10%）,然后在5~20%的硫酸中酸浸（28~32℃，8~16小时），再升温至80℃，搅拌，调节PH值为5~7，熟化20分钟，再经过滤洗涤、干燥、分选，得到白炭黑。
该白炭黑为活性，纯度高。