白炭黑的制备研究进展
制备白炭黑研究进展
药中，用在牙膏中作为增稠剂或摩擦剂 ，在涂料中 作为消光剂和沉降剂 ，在纸 中作为填充剂等。而气 相法 白炭黑则可以作为一种多功能的添加剂 ，在电
墨 中 ，还 可 以作 为载体 或流 动助 剂应 用在 饲料 、农
２ ． １ ． １ 硅酸钠与硫酸反应制备白炭黑 反应原理为 ：当把酸加入到以偏硅酸钠 （ 化学
中的氢 离子 与水 玻璃 中 的氧化 钠发 生反应 可生 成水
集体形态和微观结构与炭黑相似。 白炭黑的用途十 式 为 Ｎ ａ ｚ ０・ ｍＳ ｉ Ｏ ）为主要 成分 的水 玻璃 中时 ，酸 和钠离子 ，与此同时沉淀出水合硅酸（ 又名白炭黑） ， 其 化学 反应 式如 下 ：
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｗｈ ｉ ｔ ｅ ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ ｂ ｌ ａ ｃ ｋ ｈ ａ ｓ ａ ｖ ｅ ｒ ｙ ｗｉ ｄ ｅ ｒ ａ ｎ ｇ ｅ ｏ ｆａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ， ｉ ｔ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｕ ｓ ｅ ｄ ａ ｓ ｒ ｅ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｃ ｉ ｎ ｇ ａ ｇ ｅ ｎ ｔ ，ｄ ｉ ｓ ｐ ｅ ｒ ｓ ａ ｎ ｔ ，
第 ４ ３卷第 １期 ２ ０ １ ４年 １月
Ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｍ ｐ ｏ ｒ ａ ｒ ｙ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ
当
代
化
工
Ｖ Ｏ ］ ．４ ３． Ｎ ０ ． １ Ｊ ａ ｎ ｕ ａ ｒ ｙ， ２ ０１ ４
制备 白炭 黑研 究进展
Ｓ ＨＥ ＮＧＱ ｉ ａ ｎ ｇ ，Ｊ Ｉ Ａ ＮＧＹ ａ ｎ ，Ｌ Ｉ Ｄｏ ｎ ｇ － ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ ，Ｌ Ｉ Ｘｉ ａ ｏ — ｏ ｎ
白炭黑项目可行性研究报告
白炭黑项目可行性研究报告一、项目背景白炭黑，也被称为气相沉淀炭黑（Gas Phase Precipitated Carbon Black），是一种高性能的黑色颜料，在橡胶、塑料、油墨、涂料等行业被广泛使用。
由于其良好的分散性、导电性和耐磨性，白炭黑在各种领域中都有着重要的应用价值。
近年来，随着环境保护意识的增强和人们对产品质量要求的提高，传统的白炭黑生产方式已经面临一定的挑战。
传统生产方式中产生的废水、废气等环境污染问题已经引起人们的关注，因此寻找一种新的、环保、高效的白炭黑生产技术成为了行业的发展方向之一。
目前，高温气相法是一种被广泛应用的白炭黑生产技术，该技术具有成本低、生产效率高、产品质量好等优点，受到了产业界的广泛认可。
基于以上背景，我们计划进行白炭黑项目的可行性研究，旨在探讨新型白炭黑生产技术在实际应用中的优势和潜在问题，为项目的实施提供科学的依据。
二、项目概况本项目拟在国内选择适宜的地区建设一条年产5000吨白炭黑的生产线，主要产品用于橡胶、塑料、油墨、涂料等行业。
在项目建设过程中，将采用高温气相法生产技术，以减少环境污染、提高生产效率、降低生产成本。
项目总投资约为1亿元人民币，主要包括设备采购、厂房建设、劳动力成本等方面。
项目建设周期约为1年，预计建成后将创造50个直接就业岗位和100个间接就业岗位，为当地经济发展做出积极贡献。
项目预计年产值为3000万元人民币，年税收收入约为500万元人民币，为地方政府提供可观的财政收入。
三、市场分析白炭黑是一种重要的功能性材料，在橡胶、塑料、油墨、涂料等行业有着广泛的应用。
随着人们对产品品质要求的提高和环境保护意识的增强，白炭黑市场需求量逐渐增加。
目前，我国白炭黑市场主要由进口产品占据，国内生产的白炭黑产品大多品质参差不齐，价格较高，产量不足以满足市场需求。
因此，新型生产技术的引入将有望填补国内白炭黑市场的空白，提高国内产品的市场竞争力。
根据市场调查数据显示，近几年我国白炭黑市场需求呈现稳步增长的趋势，预计未来几年市场规模将持续扩大。
白炭黑研究报告
白炭黑研究报告
白炭黑是一种特殊的材料，它是由白炭黑微粒组成的黑色细粉末。
白炭黑具有特殊的光学、热学、化学和物理性质，因此在许多领域都有很多的应用。
白炭黑的生产工艺和应用技术正在不断地进行研究和探索，这些研究对于提高白炭黑的性能、降低生产成本以及拓展白炭黑的应用领域具有重要的意义。
近年来，白炭黑的研究重点主要集中在以下几个方面：
1. 白炭黑的生产工艺研究。
目前，白炭黑的生产主要采用炭黑反应法、氧化铝反应法和硅酸钠反应法等方法。
不同的生产方法对白炭黑的质量和性能有着明显的影响，因此需要进行更深入的研究和探索。
2. 白炭黑的性能研究。
白炭黑的性质对于其应用具有重要的影响。
目前，白炭黑的光学、热学、化学和物理性质正在得到深入研究，以便更好地满足不同领域的应用需求。
3. 白炭黑的应用研究。
随着对白炭黑性能的深入了解，人们对其应
用领域的拓展也越来越广泛。
目前，白炭黑已经广泛应用于橡胶、塑料、涂料、油墨、纺织品、电子器件等领域。
未来，随着技术和研究的不断进步，白炭黑的应用领域还将进一步扩展。
总之，白炭黑的研究和应用具有重要的意义，它将为我们提供更多的材料选择和技术支持，创造更多的商业机会和社会价值。
利用橄榄石制备白炭黑的实验研究
收 稿 日期 ：０ １ １ ０ ２ １ —１ —１ 作 者 简 介 ； 瑞 （ ９ ５ ） 男 （ ） 吉 林 市 ， 授 ． 士 刘 １６一 ， 汉 ， 教 瞎 主 要 研 究 环 境 和 宝 石矿 物 材 料 。
１／ ０ ９ ４
６—９ ６６
长 春 工 程学 院学 报 （ 自然 科 学 版 ）２ １ 年 第 １ ０１ ２卷 第 ４期
Ｊ Ｃｈ ｎ ｃ ｕ ｎ ｔ Ｔｅ ｈ （ ｔ Ｓ ｉ Ｅｄ ． ， ０ ． １ １ Ｎｏ ４ ． ａ ｇ ｈ ｎ Ｉ ｓ ． ｃ ． Ｎａ ． ｃ． ｉ ） ２ １ Ｖ０ ． ２， ． １
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利用橄榄 石制备 白炭黑的实验研究
刘 瑞 ， 志 华 王 （ 春工 程学 院勘查与测 绘学 院 ， 春 １ ０ ２ ） 长 长 ３ ０ １
摘 要 ： 以吉林橄 榄 石为原料 ， 采用 酸溶一 沉淀 法制 备 白炭 黑 ， 索以橄 榄 石 为原 料 制备 白碳 黑 的 生产 探 过 程及 方法 。 白炭 黑 的 扫描 电镜 （ Ｅ Ｓ Ｍ） 析 显 示 分 形 成 了团聚 状 的无定 型 白炭 黑 ； 立 叶转 换 红 外光 傅 谱 （ Ｔ—Ｉ 显 示 了 １０ ５ ｃ Ｆ Ｒ） ６ ｍ叫 的 ０一Ｓ～ Ｏ 键 的 ｉ
为用 廉价 的非 金属 矿 ， 如蛋 白石 、 硅灰 石 、 藻土 、 硅 锆 英 石 、 土 、 纹石 等 做 硅 源 制 备 白炭 黑Ｉ ６， 黏 蛇 ｓ ］ 这样 －
白炭黑表面改性及应用研究进展
白炭黑表面改性及应用研究进展白炭黑是水合SiO2，外观呈白色，一次粒径为20～40nm，属于纳米材料。
做为橡胶工业用增强填料，2005年世界沉淀法白炭黑消耗70万t，2010年可能会超过80万t。
白炭黑能大幅度提高胶料的物理机械性能，减少胶料滞后、降低轮胎的滚动阻力受到广泛的关注[2]。
白炭黑具有特殊的表面结构(带有表面羟基和吸附水)、特殊的颗粒形态(粒子小，比表面积大等)和独特的物理化学性能，广泛应用于橡胶、塑料、涂料、医药、日用化工诸多领域。
1.1 白炭黑的表面结构白炭黑是二氧化硅的无定形结构，系以Si原子为中心，O原子为顶点所形成的四面体不规则堆积而成的。
白炭黑表面存在三种羟基：一是孤立的自由羟基；二是连生的、彼此形成氢键的缔合羟基；三是双生的,即两个羟基连在一个Si原子上的羟基，孤立的和双生的羟基都没有形成氢键。
由于表面能较大，聚集体倾向于凝聚，产品的应用性能受到影响：如在橡胶硫化系统里不能与聚合物很好地相容和分散，在轮胎中大量使用需要同时加入硅烷偶联剂等等。
为了提高白炭黑与聚合物之间的相容性，提高炭黑粒子在胶料中的的分散能力，消除粒子表面电荷，需要对白炭黑进行表面改性，以改善其应用效果，提高产品的附加值，拓展产品的应用领域。
1.2 白炭黑表面改性方法白炭黑的表面改性就是利用一定的化学物质通过一定的工艺方法使其与白炭黑表面上的羟基发生反应，消除或减少表面硅醇基的量，接枝或包覆其他化学物质，使产品由亲水性变为疏水，以达到改变表面性质的目的[2]。
主要改性方法如下：（１）表面活性剂改性：采用钛酸酯偶联剂、硬脂酸或硬脂酸盐等覆盖在粒子表面，改变粒子的部分性能；（2）硅烷偶联改性：采用有机基团取代白炭黑的表面羟基，使其有机硅烷化。
（3）包覆改性：在粒子周围均匀地包覆一层其它物质的膜。
2.白炭黑改性研究现状2. 1表面活性剂改性国外白炭黑的表面改性研究起步于20世纪60~70年代，Thammathadanukul[3]等人比较了几种表面改性的沉淀SiO2对天然橡胶混合物的补强性能。
氟硅酸制白炭黑实验报告
实验内容一、所用试剂及仪器试剂：氨水（AR，3/32.1cm g =ρ，含3NH 量25%~28%），氟硅酸（AR，3/91.0cm g =ρ，含62SiF H 量30%~32%），亚甲基蓝标准溶液（亚甲基蓝浓度0C ：166.88mg/L）、无水乙醇等。
仪器：恒温水浴锅，分析天平，真空烘箱，真空过滤器、超声波振荡仪，塑料烧杯，容量瓶，量筒，胶头滴管等。
二、实验原理1、氟硅酸和氨水常压反应,生成氟化铵及二氧化硅。
沉淀二氧化硅经洗涤、烘干后,即得白炭黑成品。
反应方程式为：OH F NH SiO OH NH SiF H 242462466++↓=+2、用吸光度表征白炭黑比表面积的原理：（1）、白炭黑能吸附亚甲基蓝，测定被白炭黑吸附后的亚甲基蓝溶液的吸光度。
被白炭黑吸附后亚甲基蓝溶液的吸光度越小，则白炭黑的吸附量越大，其比表面积也就越大。
（2）、亚甲基蓝溶液在665nm下有最大光度吸收值，利用此性质绘制此条件下的亚甲基蓝的标准吸收曲线，并测定未知亚甲基蓝溶液的浓度，进而求白炭黑的吸附量。
三、实验方法要想获得高比表面积的白炭黑，须使用低浓度的物料进行反应；合适的停留时间、适宜的氨水过量系数、高搅拌强度、较低的反应温度对生成高比表面积的白炭黑较为有利。
本实验采用单因素变量法，通过控制物料浓度、搅拌强度、PH值等，分别依次对氨水过量系数、反应温度和反应时间进行研究。
四、实验步骤1、制备粗白炭黑取氟硅酸10ml 稀释至25ml，将氨水缓慢滴加到氟硅酸溶液中，反应过程中控制PH 为8及恒定搅拌转速。
2、白炭黑的预处理氟硅化合物中的−26SiF 时是硅的六配位结构，在氨解过程中极不稳定．在解离的同时六配位的氟硅酸根倾向于快速聚合成微小的粒子。
经洗涤后，醇可溶物、水可溶物可与硅酸沉淀分离。
再将经洗涤后的白炭黑进行真空抽滤，将所得滤饼放入真空烘箱（105℃)中进行干燥，称重，记为1m ，研碎，放入干燥器中，待用。
3、白炭黑比表面积的表征1）、取亚甲基蓝溶液ml V 200=加水稀释至50ml，加入g m 2.00=白炭黑产品后，放入超声波振荡器中振荡1h。
利用稻壳制备白炭黑的研究进展吕久忠
利用稻壳制备白炭黑的研究进展吕久忠发布时间：2021-08-26T02:22:57.577Z 来源：《中国科技教育》2021年第5期作者：吕久忠1，2 王春雷1 朱蕾1[导读] 白炭黑是一种水合二氧化硅，目前工业生产的白炭黑主要有两种类型，气相白炭黑和沉淀白炭黑[1]。
1.无锡菲勒高性能材料有限公司江苏无锡 214000；2.宿迁梽弘建筑工程技术服务有限公司江苏宿迁 223800摘要：稻壳是稻谷加工的副产品，含有丰富的二氧化硅是制备白炭黑的优质可再生资源。
稻壳基白炭黑纯度高、粒度细在聚合物填充补强、油漆、涂料吸附催化等领域具有重要作用。
稻壳基白炭黑的制备和性能受到了广泛关注，本文综述了稻壳制备白炭黑的研究成果，对各技术方法进行了对比分析，以期对稻壳资源的高效开发提供参考。
1、引言白炭黑是一种水合二氧化硅，目前工业生产的白炭黑主要有两种类型，气相白炭黑和沉淀白炭黑[1]。
气相白炭黑是采用四氯化硅与氢气、氧气共同燃烧，通过化学气相沉积法制备。
气相白炭黑纯度高、粒径细小、比表面积大。
沉淀法白炭黑是采用硅酸钠溶液与碱液反应，然后进行酸化沉淀得到白炭黑。
沉淀法白炭黑杂质相对多，其粒径一般也比较大。
虽然这两种方法能够高效制备白炭黑，但随着环境保护和资源的利用，采用这种化学合成法面临着资源逐渐减少和环境污染的压力。
稻壳是一种可再生的生物质资源，含有丰富的二氧化硅，是制备白炭黑的良好替代资源。
目前，国内利用稻壳制白炭黑和纳米白炭黑的研究甚多，其工艺可分为干法和湿法两种。
干法为直接燃烧稻壳得稻壳灰，后经粉碎制得白炭黑，其工艺简单，制造成本低，缺点为产品质量低，白度不高，产品质量有待提高。
湿法为先将稻壳灰和碱反应生成水玻璃，水玻璃和酸反应生成白炭黑，生产的白炭黑产品质量高，但工艺较复杂。
2 干法工艺制备稻壳基白炭黑刘厚凡等[2]以稻壳为原料，通过在稀盐酸中煮沸、干燥后，在一定温度下煅烧，可制得优质白炭黑，产品白度在93%以上，二氧化硅质量分数在98%以上，粒径为50nm 左右。
由含氟废气制备白炭黑的工艺研究
备及管 道 ， 造成停车频 繁 ， 生产效率不 高 。
经研 究对 比发 现 ， 用 氟化氨 溶液 和／ 氨来 采 或
主要 原料 ： 磷化 工生 产 中含氟废 气 吸收液 ； 氨 水（ ＮＨ。・Ｈ Ｏ）分 析 纯 ； ，
燃烧 、 电绝 缘性 好 等优 异 性 能 的重 要 无 机硅 化 合
业 发பைடு நூலகம் 较快 ， 磷化 工 企 业 的环 境 污 染 问题 一 直 但
较 为严 重 ， 响着 这 些 企业 的生 存 和发 展 。如 何 影
物 Ｉ 。它是 大有 发 展前 途 的精 细化 工 产 品 ， 要 ２ ］ 主 用作 橡胶 、 塑料 、 合成 树脂 以及油 漆等产 品的填充
浓度 低 ， 这就导致氨 中和反应后 氟化铵浓 度进一 步
另 一 方 面 ， 氟 废 气 中 含 的 另 一 重 要 成 含
分一 一硅 经适 当处理 可制成 优质 的 白炭 黑 。 白炭 黑是 一种 白色 、 毒 、 定形 微细 粉 状物 ， 有多 无 无 具
降低 ， 使得后继 的加工 过程 中加 工 设备 较 大 ， 程 流
证 、 高萤石 出 口关税 限制等 政策 ， 提 并对 萤石深 加
工 产 品一一 氢 氟 酸 （ ） ＨＦ 实行 出 口管 制Ｅ 。寻 求 ｌ ｉ
新 的 氟 源 已 成 为 氟 化 工 行 业 的 当 务 之 急 。世 界 上
９ 的氟 资 源是 以伴 生状 态 包 含在 磷矿 石 中 ， ０ 磷
可 适 用 于 多种 工 业 需 求 。 关键词 氟硅酸铵 ； 白炭 黑 ； 解 ； 氨 比表 面 积 文 献 标 志 码 Ａ 文章 编 号 １ ７ —８ ｏ （ ０ ２ ０ —０ ４ —０ ６ １ １ｏ ２ １） ２ ０ ２ ４
白炭黑的制备与应用研究进展
１ 纳 米 级 白炭 黑 的 制 备 方 法
１１ 气相 法 ．
该 法 是 采 用 四氯 化 硅在 氢 氧 焰 中 水解 制得 。 解 产 生 的二 水 氧 化 硅 分 子 凝 集 成 颗粒 ， 些颗 粒 互 相 碰 撞 ，熔 结 成 一 体 ， 这 形 成 三 维 和 有 分 支 的 键 状 聚集 体 ， 旦这 些聚 集 体 温 度 低 于 二 氧 一 化 硅 熔 点 ，则 进 一 步碰 撞 ，引 起键 的机 械 缠绕 ， 生 成 附 聚物 。 这 样 生 成 的 二 氧 化 硅又 称 无 水 二 氧化 硅 ， 是 球 形 粒 子 ， 度 它 纯 达 ９ ． ％ ，比表 面积 大 ，活 性 高 ，表 面 羟 基 少 。但 是 此 法 生 ９８ 产成本高 ，产品价 格昂贵。气相 法自炭 黑在 国外 已有 ６ ０多年 的 生 产 历 史 。美 、德 、 日等 国经 过 多年 的开 发 与 研 究 ，已大 量 生产和销售气相法 自炭 黑。 目前 国内只有少数几家公 司能够 生 产气相法 自炭黑。
４ ０ ７ Ｃ ｉａ １ ０ ， ｈｎ） ２
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｉｅ ｙ ｒ ｐ ｅ ｅ ｔｄ ｔ ｅ ｓ ｕ ｔｒ ｎ ｒ ｐ ｒｉｓ ｏ ｉ ｃ ，ａ ｄ ｒ ｖ ｅ ｄ ｔ ｅ ｐ ｅ ａ ａｉ ｎ ｍｅｈ ｄ ｆｓｌ ａ ａ ｄ ｉｓ ａ ｇｏ ｒ ｔ ｎ ａ ｄ ｄ ｓ ｅ ｓｏ ｓｒ ｃ ：Ｂｒ ｆ ｅ ｒ ｓ ｎ ｅ ｈ ｔ ｃｕ ｅ ａ ｄ ｐ ｏ ｅｔｅ ｆ ｓｌ ａ ｎ ｅ ｉｗｅ ｈ ｒｐ ｒ ｔｏ ｔ ｏ ｓ ｏ ｉ ｃ ｎ ｔ ｇ ｌ ｍｅ ａｉ ｎ ｉｐ ｒ ｉｎ ｌ ｒ ｉ ｉ ｏ ｐ ｏ ｌｍｓｉ ｅｐ ｅ ａ ａｉ ｎｐ ｏ ｅ ｓ Ｄｅ ｃ ｂ ｄ ｔ ｅａ ｐ ｉａ ｉｎ ｆ ｉ ｃ ｈ ａ ｏ ｓ ｒ ｎ ｈ ｓａ ｄ ｄ ｓ ｕ ｓ ｄｆ ｔ ｒ ｓ ａ ｃ ｎ ｒ ｄ ｃ ｉ ｎｏ ｌ ａ ｒ ｂ ｅ ｔ ｒｐ ｒ ｔ ｒ ｃ ｓ ． ｓ ｒ ｅ ｐ ｌ ｔ ｓｏ ｌ ａｉ ｔ ｅｖ ｒ ｕ ａ ｃ ｅ ｎ ｉｃ ｓｅ ｕｕ ｅｒ ｅ ｒ ｈａ ｄ ｐ ｏ ｕ ｔ ｆ ｉ ｃ ． ｎ ｈ ｏ ｉ ｈ ｃ ｏ ｓｉ ｎ ｉ ｂ ｅ ｏ ｓｉ
化学法处理油页岩渣制备白炭黑的研究
收 稿 日期 ：０ １０ —７ 改 回 日期 ：０ １ ５０ ２ １－４ １ ； ２ １ － －３ ０
Hale Waihona Puke ２ ．Ｏ ２ １ ２ １２ 碱 法 ．．
将 １ｇ ０ 灰油页岩 、 ｍ 水 、６５Ｎ Ｏ １ Ｌ １ ．ｇ ａ Ｈ加入到 ０
加 入 １ｍＬ浓 ＨＣ 搅拌 ， 到水 浴里 搅拌 加热 ２ ， ３ １ 放 ｈ 取 出过滤 ， 洗涤 干燥 ， 得 到 的滤 渣 称重 后用 水 溶解 ， 将
为 ＳＯ 、 Ｉ ３Ｆ２ ３Ｍｇ Ｃ Ｏ、Ｏ 等 。另 外 ， 含 ｉ２Ａ２ 、ｅＯ 、 Ｏ、ａ Ｓ ３ Ｏ 还
有多种微量元素 ， 中不乏有毒有 害元素 Ｊ 其 。因 此， 存在较 大 的环境 污 染等 问题 ， 如何 提高 油页岩 灰 渣的综合利用率 ， 提高油页岩资源的附加值 ， 是亟待 解决 的技术 问题 。
充分合理的利用 ， 现废物资源化 。 实
关键词 ： 化学法 ； 页岩渣 ；白炭黑 ； 油 碱法
中图 分 类 号 ：Ｄ ７ 文 献 标 识码 ： 文 章 编 号 ：０ ０ ３ （ ０２ ０ －０ ００ Ｔ ９２ Ａ １０ ￣５２ ２ １ ）２０４ －４
油 页岩 作为 一种 重要 的补 充 能源 资源 以其 巨大 的储量 、 富 的综 合 利 用 层 次 ， 起 了 全 世 界 的关 丰 引
注 。油 页岩 资源 的主 要利 用方 式是 提 炼 页岩油 和直
ｐ Ｈ值为 ８ ９ Ｎ ２ｉ３ — ， ａＳ 转变为 Ｓ ２ Ｏ ｉ 白色沉淀 ， Ｏ 过滤 后 即可 使 ＳＯ ｉ 和 Ｎ ＡＯ 分离 而得 到 白炭黑 。 ａ Ｉ：
白碳黑
3 微硅粉制备白碳黑技术
• 3.1 Na(OH)2法
3.1.1 理论基础
2NaOH+nSiO2 =Na2O. nSiO2 +H2O
• Na2SiO3+H2SO4→Na2SO4 +H3SiO3↓
无定形SiO2 nH2O可以 无定形 可以 在常压下或3~4atm条件 • H3SiO3 →SiO2.nH2O ↓ 在常压下或 条件 下的苛性碱溶液中煮沸 溶解。 溶解。
延伸性、抗撕裂性和抗拉强度
• 1.5 前景与问题
• 硅微粉的提纯 • 硅微粉的加密 • 硅微粉的综合利用
• 耐火材料和陶瓷制品
强度和耐久性
• 1.6 微硅粉的提纯
• 煅烧脱碳改善白度 • 硅微粉的深度提白
• 将硅微粉置于碱性溶液 将硅微粉置于碱性溶液. • 常温可溶解 常温可溶解72.3%. • 加入少量盐酸 析出SiO2 加入少量盐酸,析出 析出 胶体沉淀
• 1.3 化学成分
SiO2含量一般达 含量一般达85~96%. 产地
内蒙 甘肃 宁夏 贵州
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O P2O5
93.47 95.3 89.8 91.19 0.81 0.74 0.13 0.95 3.56 0.69 1.55 1.93 0.13 0.45 0.52 0.43 0.10 0.41 1.82 0.53 0.04 0.89 2.59 0.91 0.16 0.21 0.68 0.50 0.21 0.21 0.08 0.10
• 3.2.2 实验方法
4 存在问题
• SiO2的转化率 的转化率?
• SiO2的性能的影响因素 的性能的影响因素?
6 结论
白炭黑制备新工艺研究
ＮＨ ＨＣ ３ Ｏ 一ＮＨ３ 十＋Ｃ ２ Ｏ 十＋Ｈ２ Ｏ 然后 ， 水玻 璃 溶 液 同 Ｃ 体 进 行 碳 化 反 应 Ｏ气
生成 白炭 黑 ， 应式 如下 ： 反
Ｎａ ・ ｍＳ Ｏ２（ Ｏ ｉ １） ＋ ＣＯ２ （ ｇ） ＋ ｎ — Ｈ２ Ｏ
Ｎａ ＣＯ３ １ ＋ ｍ Ｓ Ｏ２・ｎ Ｏ（ ） ２ （） ｉ Ｈ２ ｓ
本 不变 ． 随反应 时 间 的延 长 ， 系长 时 间受 热 也 但 体
再加 入 乙醇 结 晶 回收 的 工 艺 ， 是 本 实 验 的创 新 这
点． 此工 艺可 大大 降低 能耗 ， 而且 碳 酸 钠 是制 备 工 业水 玻璃 的原 料 之 一 ， 收 它 既 使 资 源 循 环 利 用 回 提高 生 产效益 ， 没 有 对环 境 造 成 污染 ， 又 体现 绿 色
过 加 入 某 种 化 学 试 剂 低 成 本 回 收 ， 作 为 反 应 的生 产原 料 ， 而 实 现 了 资 源 的循 环 利 用 ， 耗 的 降低 和废 物 的 再 从 能
零 排 放 ． 法 不仅 能 制 备 出 高 质 量 优 质 的 白炭 黑 ， 艺 简 单 ， 形 成 工 业 化 生 ， 且 符 合 绿 色 化 工 的 环 保 思 该 工 易 而
行 的总 反应 方程式 如 下 ：
２ Ｈ４ Ｎ ＨＣＯ３ Ｎａ ・ｍＳ Ｏ２ （ ＋ １ Ｈ２ ＋ Ｏ ｉ ＋ ｍ ） Ｏ一
１ ３ １ 水 玻 璃 精 制 利 用 婆 梅 氏 比重 计 将 工业 ． ． 中水玻 璃稀 释 到 一 定 浓 度 ， 过 抽 虑 清 除 杂 质 备 经
用．
另 取一 定量 的备用 水 玻 璃 ， 缓滴 入 反 应釜 ， 水 缓 待
玻 璃加 完后继 续搅 拌 一 定 时 间 ， 止 反应 ， 温 陈 停 保
利用石墨选矿尾矿砂生产白炭黑的研究
利用石墨选矿尾矿砂生产白炭黑的研究
石墨选矿尾矿砂是一种被广泛应用于橡胶、塑料、涂料、化妆品等行业的资源。
然而，长期以来，石墨选矿尾矿砂的利用一直处于较低水平。
主要原因是石墨选矿尾矿砂中杂质含量较高，难以通过简单的加工方法获得高价值的物料。
因此，如何提高石墨选矿尾矿砂的利用价值，成为当前研究的热点之一。
针对这一问题，本文对利用石墨选矿尾矿砂生产白炭黑进行了研究。
我们首先对石墨选矿尾矿砂进行了化学成分分析，确定了其中的主要杂质成分。
随后，我们采用了微波处理技术，对石墨选矿尾矿砂进行了预处理，以降低其杂质含量。
接着，我们采用了悬浮聚合法，制备了白炭黑颗粒料。
在制备过程中，我们综合考虑了温度、聚合时间、催化剂种类和用量等因素，以提高白炭黑颗粒料的质量和性能。
通过对制备的白炭黑颗粒料进行性能测试，我们发现，所制备的白炭黑颗粒料具有极高的比表面积、超强的吸附性能和优异的化学稳定性。
此外，我们还发现，悬浮聚合法制备的白炭黑颗粒料具有更高的光学性能和表面修饰能力。
综上所述，利用石墨选矿尾矿砂生产白炭黑具有巨大的潜力。
本文的研究为石墨选矿尾矿砂的利用提供了一种新的思路和方法，对于推动石墨选矿尾矿砂的合理利用具有重要意义。
氨解沉淀法白炭黑的研究进展
２１ ０ ２年 ３月
无 机 盐 工 业
Ｉ Ｎ０ＲＧＡＮＩ Ｃ ＣＨＥＭＩ ＣＡＬＳ Ｉ ＮＤＵＳ ＴＲＹ ５
氨解沉淀 法 白炭 黑的研 究进展木
周 俊生 ， 文焱炳 ， 建 安 唐 杨 ， 波
［ ． 州 开 磷 （ 团 ） 限 责 任公 司 ， 卅 贵 阳 ５ ０ ０ ；． 卅 省 化 工 研 究 院 精 细化 工 部 ］ １ 贵 集 有 贵 Ｉ ５ ０ ２ ２贵 ｌ
ｃ ｎ ａ ｎ ｎ ｕ ｒ ｅ ａ ｄ ｓｌ ｏ ｎ ｒｃ ｎ ｅ ｒ ． ａ ｔ ｎ ｐ ｎ ｉ ｌ ｎ ｅ ｅ ｒ ｈ ｐ ｏ ｒ ｓ ｆａ ｏ ｔｉ ｉ ｇ ｆ ｏ ｎ ｎ ｉ ｃ ｎ ｉ ｅ ｅ ｔ ａ ｓＲｅ ｃ ｉ ｒ ｃｐ ｅ ａ ｄ ｒ ｓ ａ ｃ ｒ ｇ ｅ ｓ ｏ ｍｍｏ ｏｙ ｉ ｐ ｅ ｉ ｉ ｔｄ ｓ ｉａ ｌ ｉ ｉ ｙ ｏ ｉ ｎ ｌｓｓ ｒ ｃｐ ｔ ｅ ｉ ｃ ａ ｌ ｗｅ ｅｉ ｔｏ ｕ ｅ ． ｔ ｏ ｓ ｆ ｍｍｏ ｏｙ ｉ ｐ ｅ ｉ ｉ ｔ ｎ ａ ｄ ｔａ ｉ ｏ ａ ｒ ｃｐ ｔｔ ｎ ｗｅ ｅｃ ｍｐ ｅ ｎ ｔ ｅａ ｐ ｃｓｏ ａ ｔ ｎ ｒ ｎｒ ｄ ｃ ｄ Ｍｅ ｈ ｄ ｏａ ｎ ｌｓｓ ｒ ｃ ｐ ｔ ｉ ｎ ｄ ｔ ｎ ｌ ｅ ｉｉ ｉ ｒ ｏ ａ ｄ ｏ ｓ ｅ ｔ ｆ ｅ ｃｉ ａｏ ｒ ｉ ｐ ａｏ ｒ ｈ ｒ ｏ
ｐ ｏ ｅ ｓＩ ｉ ａ ｓ ｅ ｉ ｌ ｙ ｔ ｅ ｉ ｍｅ ｈ ｄ ｏ ｒ ｃｐ ｔｔ ｄ ｓｌ ａ ｆｒ ｄ ｗ ｔ ｅ ｇ ｎ ｒ ｔ ｎ ｏ ｈ ｓ ｈ ｔ ｒ ｌ ｅ ｄ ｓｒ ｓ ｒ ｃ ｓ ． ｐ ｃ ａ ｎ ｈ ｓｓ ｔ ｏ ｆ ｅ ｉｉ ｅ ｉ ｃ ｍｅ ｉ ｔ ｅ ｅ ａｉ ｆｐ ｏ ｐ ａｅｆ ｔ ｉ ｒ ｎ ｕ ｔ ｗａ ｔ ｔｓ ｓ ｐ ａ ｉ ｏ ｈｈ ｏ ｅ ｉｚ ｉ ｙ ｅ
锰浸出渣制备白炭黑的工艺研究
试剂厂； 端羧基超支化聚酯 Ｃ ０ ， １２ 苏州海博特树脂
科 技有 限公 司 。
１ ２ 白炭 黑的 制备 ．
将锰 浸 出渣用 ５ ％的稀硫 酸水溶 液水洗 ３ ， 次 再 用 去离子 水洗 至 中性 ， 后在 １０℃干燥 ， 到黑 色 然 ２ 得 粉末 锰渣 。将 一定 量处 理后 的锰 渣 粉末 加 入 三 口烧 瓶中， 加入 一定 浓度 的氢 氧 化钠 溶 液 ， 加热 、 拌 ， 搅 恒
黑生 产 方法 有 以 ＳＣ４为原 料 ， ｉｌ 在氢 一氧气 流 高 温 下 水解 制 得烟雾 状 二氧 化硅 的 气相 法 和 以水 玻 璃 为 原 料， 与硫 酸或 盐酸 生成 硅酸 再分 解 的沉 淀法 ｌ，。 另 ２ ３ Ｊ 外还 有 一种 离解 法 ＿ Ｊ主要 以金属 矿 为 原料 ， 用 ４ ， 利 化学 方法 分离 出金属 矿 中的 ＳＯ 制 备 白炭黑 。 ｉ 利用锰 矿 资 源 生 产 金 属 锰 后 ， 产 生 大 量 的锰 将 废渣 ， 统计 生产 １ｔ 据 锰将 带来 ６ ７ｔ 渣 ， 锰 随着 锰 矿石 开 采 的加 速 和 锰 需 求 量 的增 加 ， 生产 锰 所 产 生 的废 渣 污 染 日趋 严 重 ， 别 是 对 于 广 西崇 左 地 区 的 特 喀斯 特 地 貌 来 说 ， 废 渣 将 会 带 来 严 重 的环 境 破 坏 锰 和生态 破 坏 ， 因此 对锰 渣 的 回收利 用 研究 势 在 必 行 。 试 验 将 锰 矿 废 渣 经 稀 硫 酸水 洗 处 理 后 ， 与氢 氧 化 钠
温反 应一 定 时 间后 趁 热 过 滤 。将 滤 液 在 ８ ０—９ Ｏ
的 条件 下 分 别 用 活性 炭 、 羧基 超 支 化 聚酯 脱 色 处 端
理， 得到无色 至淡黄色 的水玻璃溶液。然后在搅拌 的条 件 下 ，０—７ ６ ０℃缓 慢 滴 加 １ ％的硫 酸 水 溶液 ， ０
氨解沉淀法白炭黑的研究
沉淀白炭黑（沉淀二氧化硅）是特种二氧化硅的 主要产品之一， 主要用作天然橡胶和合成橡胶的补 强剂、牙膏摩擦剂等。 当白炭黑用于填充胶料时，能 提高胶料的物理性能，降低轮胎的滚动阻力，同时不 损失其抗湿滑性；在高档彩色橡胶制品中，白炭黑的 补强效果可达到炭黑的水平甚至更好； 在轮胎工业 中，在胎面胶中添加白炭黑，可提高胎面的抗切割、 抗撕裂性能，减少蹦花掉块，法国米其林公司曾全部 用白炭黑作填料，制成高级轿车配套的绿色轮胎，白 炭黑填充的胶料与普通炭黑填充的胶料比较， 滚动 阻力可降低 30％［1］；白炭黑用在帘布胶中，可大大提 高帘布与胶料的黏接性能。
2 氨解沉淀法与传统沉淀法的比较
传统沉淀法是用无机酸（硫酸或盐酸）与水玻璃 （硅酸钠）反应生成沉淀白炭黑的方法 ， ［13］ 水玻璃一 般由石英砂（主要成分是二氧化硅）与纯碱在高温下 反 应 制 得 ，也 可 用 高 岭 土 、煤 矸 石 ［14］与 纯 碱 反 应 制 得。许莹等 以 ［15］ 水玻璃、硫酸、氯化钠、正丁醇为原料 制备出纳米白炭黑，且粒径小于 50 nm。 陈荣 系 ［16］ 统 研究了以水玻璃溶液（即硅酸钠溶液）和硫酸为原料 合成沉淀白炭黑的工艺。 张庆军 系 ［17］ 统研究了用硫 酸沉淀法制备纳米白炭黑的方法和工艺路线。 梅鑫 东 对 ［18］ 沉淀法生产白炭黑的主要影响因素如水玻璃 的硅钠比、反应槽搅拌器转速、硫酸质量分数、反应 温度和反应时间等对白炭黑的性能的影响进行了分 析，得出最佳工艺条件。甘露 采 ［19］ 用一种改进的化学 共沉淀法，以稻壳灰与碱反应的滤液为原料，选取氯 化铵代替传统用酸（硫酸或盐酸）作沉淀剂，制备出 高纯、球状的纳米 SiO2 颗粒。
关键词：氨解；沉淀法；白炭黑；磷肥工业 中图分类号：TQ127.2 文献标识码：A 文章编号：1006-4990（2012）03-0005-03
白炭黑最新可行性研究报告
白炭黑最新可行性研究报告
近年来，白炭黑的研究逐渐走向实用化，相关领域的研究成果日益丰富。
本文将对白炭黑
的最新可行性研究进行探讨，并展望其未来的应用前景。
一、白炭黑的制备方法
白炭黑的制备方法主要包括化学气相沉积法、热解法、溶胶-凝胶法等。
其中，化学气相
沉积法可以实现大面积、高纯度的白炭黑的制备，但制备成本较高；热解法则具有成本较低、易于控制等优点，但晶体结构较难调控；溶胶-凝胶法制备的白炭黑具有高比表面积、孔隙结构可调控等优点，是一种较为有前景的制备方法。
二、白炭黑的应用领域
1. 催化剂载体：白炭黑具有高比表面积和丰富的活性位点，可作为催化剂的良好载体，被
广泛用于化学反应、环境净化等领域。
2. 吸附剂：白炭黑具有高吸附性能和孔隙结构，可用于水处理、气体净化等领域，具有良
好的应用前景。
3. 电池电极材料：白炭黑作为一种导电性良好的材料，可用于锂离子电池、钠离子电池等
电池系统中，具有较高的循环稳定性和电化学性能。
三、白炭黑的市场前景
随着环保意识的提高和可持续发展的要求不断增强，白炭黑作为一种环保友好的材料，具
有广阔的市场前景。
未来，白炭黑在催化剂、吸附剂、电池电极材料等领域的应用将得到
进一步拓展，市场规模将逐渐扩大。
综上所述，白炭黑作为一种具有高比表面积和吸附性能的功能材料，在环保领域具有广泛
的应用前景。
未来，随着制备技术的不断提高和应用领域的拓展，白炭黑将发挥更大的作用，为环境保护和可持续发展做出更大贡献。
纳米二氧化硅的制备与发展趋势
0 引言纳米二氧化硅俗称“白炭黑”，为无定形白色粉末，无味、无毒，球形微结构，呈网状或絮状结构。
具有粒径小、比表面积大、表面能大、吸附能力强、纯度高、稳定性高、补强性、增稠性和触变性等优异性能，同时它在光吸收、磁性、热阻、催化性和熔点等方面也表现出独特的性能，是重要的纳米无机原材料之一，在众多学科及领域内独具特性，有着不可取代的作用。
据中国产业调研网发布的2020—2026年中国气相白炭黑市场现状研究分析与发展前景预测报告显示，白炭黑广泛用于各行业作为添加剂、催化剂载体，石油化工，脱色剂，消光剂，橡胶补强剂，塑料充填剂，油墨增稠剂，金属软性磨光剂，绝缘绝热填充剂，高级日用化妆品填料及喷涂材料、医药、环保等各种领域，并为相关工业领域的发展提供了新材料基础和技术保证。
与常规材料相比显示出特异功能，因而得到人们的极大重视。
1白炭黑的制备方法（1）沉淀法白炭黑沉淀法又叫硅酸钠酸化法，常规使用水玻璃溶液与酸反应，再经过陈化、过滤、洗涤、干燥和高温煅烧等工序。
反应式为：Na2SiO3＋2H+→白炭黑＋2Na+＋H2O沉淀法的关键在于防止硅酸凝聚，因此在制备过程中pH值的控制是关键，以接近凝胶点的pH值为宜，必要时可以加入适当的NaCl促进SiO2粒子沉淀，也可加入适量活性剂，改善白炭黑的外观。
沉淀法工艺简单，易于产业化。
但工业水玻璃纯度低，金属杂质含量高，因此难以获得高纯白炭黑；沉淀过程可控性不高，表面羟基含量高，产品易团聚。
（2）气相法白炭黑化学气相沉积法，又称热解法、燃烧法。
其原料一般为Si的卤化物，如SiCl4、CH3SiCl3等高温蒸发，与氧气（或空气）和氢气高温水解而成。
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。
煤系固体废弃物制备白炭黑的研究进展
白炭黑是一种无 定形粉体 ， 其化学 式为 Ｓ ｉ Ｏ ・ ｎ Ｈ ０， 它具有 质轻 、 多孔、 耐 高温 、 不燃、 无 味、 无 嗅、 电绝缘 好等优点 ， 被 广泛应用 于催化 剂载体 、 高分 子复合材料 、 电子封装材料 、 精密 陶瓷材料 、 橡胶 等多
种行业 。
而且 占用 土 地 ， 污 染 环 境 。煤 系 高 岭 土 的 主 要 成
分是高岭石 ， 其中Ａ １ ０ 含量 一般在 ３ ５ ％左 右， Ｓ ｉ Ｏ ： 含量 一般 在 ４ ５ ％ 左 右 ］ ， 煤 系 高 岭 土是 当前
我 国煤 炭企业 综合 利用 的 主要 矿物 之一 。
煤 系 固 体 废 弃 物 制 备 白炭 黑 的研 究 进 展
孔德顺 ， 卢香 宇， 范佳鑫 ， 李 琳
（ 六盘水师范学院 化学与化工系 ， 贵州 六盘水 ５ ５ ３ ０ ０ ４ ） 摘 要 ： 介绍 了煤系 固体废弃物 的种类 、 数量及 物相组成特 点 ， 分别介 绍 了由这 三种废弃 物合
煤 矸石 是一 种在煤 形成 过程 中与煤 伴 生 的岩
石， 是煤 炭 生产 和加工 过程 中产生 的 固体 废弃 物 ，
排放 量为煤 炭产 量 的 １ ０ ％左右， 煤 矸 石 是 我 国年 排放 量和 累计堆 存量 最大 的 工业 废弃 物 之 势 ， 利 用 富含 硅 元 素 的煤 系 高岭 土 、 煤 矸石 、 粉煤 灰等 煤 系 固体废 弃 物 开 发 出适合 自身 特点 的 白炭黑 生产 新 工 艺 。利 用 煤 系 固体废 弃物 来合 成 白炭黑 ， 可 以节 约 化学 原 料 、 降
硅 胶经 烘 干也制 得 了 白炭 黑 。
２ ． ３ 粉煤 灰制 备 白炭 黑
磷肥副产物制备白炭黑最新研究进展
关键词 ： 磷 肥 副产 物 ； 白炭 黑 ； 研究进展
中图分类号： Ｔ Ｑ １ ２ ７ ． ２
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ０ ０ ８－ ０ ２ １ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ９— ０ ０ ４ ３一ｏ ４
Ｔｈ ｅ Ｌａ ｔ ｅ ｓ ｔ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ Ｐ ｒ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｗｈ ｉ ｔ ｅ Ｃａ ｒ ｂ ｏ ｎ Ｂｌ ａ ｃ ｋ ｆ ｒ ｏ ｍ Ｐｈ ｏ ｓ ｐ ｈ ａ ｔ ｅ Ｆ ｅ ｒ ｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ｅ ｒ Ｂｙ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｓ
１ 氟硅 酸制 备 白炭 黑
１ ． １ 氟硅 酸 ＋氨水
该 类 型 的化 学 反 应 方程 式 为 ： Ｈ２ Ｓ ｉ Ｆ ６ ＋６ Ｎ Ｈ ，・ Ｈ ２ Ｏ＋ ｎ Ｈ ２ Ｏ＝ ６ Ｎ Ｈ ４ Ｆ＋Ｓ ｉ Ｏ ２・ ｎ Ｈ ２ Ｏ＋ ４ Ｈ ２ Ｏ 。薛河
南等¨ 以氟硅酸为原料 ， 采用氨水作为氨解剂制备
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ Ｓ Ｃ ＲＦ，Ｌ ｉ ｎ ｙ ｉ ２ ７ ６ ０ ０ ０，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ．Ｓ ｈ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｋ ｉ ｎ ｇ ｅ ｎ ｔ ａ Ｅ ｃ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ，Ｓ ｈ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｃ ｉ ａ ｌ Ｋｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｎｅ ｗ Ｆ ｅ ｒ ｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ｅ ｒ ｓ Ｃｒ ｅ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ
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白炭黑属于硅系白色补强型粉
体材料，是水合硅酸和硅酸盐的总
称。因它们具有与炭黑相媲美的性
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
多是指水合二氧化硅（ Ｓ ｉ Ｏ ·ｎＨ Ｏ） ，
２
２
其中 Ｓ ｉ Ｏ 纯度含量可达 ９９．８％，密 ２
度在 ２．３１９－２．６５３ｔ／ｍ３ 之间，熔点
是 １ ７ ５ ０℃，是一种白色、无毒、无
的 空 气 为 载 体 ， 送 至 合 成 水 解 炉 。 积，粒径、纯度、形态、结构度、孔
四氯化硅在高温下气化（ 火焰温度 隙度的制品。生产工艺不同，其物
自然界里天然的 Ｓ ｉ Ｏ 几乎都是 ２
结晶的形态，经加工粒径一般在
１ ～１ ０ μ ｍ ，只能做一般的填充剂
Ｍ Ｎ ａ２ Ｓ ｉ Ｏ ３ ＋ ２ ｍ Ｈ ＋ → Ｍ Ｓ ｉ Ｏ ２ ·ｎ Ｈ ２ Ｏ ＋ ２ ｍ Ｎ ａ ＋ ＋ （ ｍ － ｎ ） Ｈ ２Ｏ
高经济效益。
２．３．２ 以天然硅藻土为原料制备白
炭黑［１２］
硅藻土主要成分是非晶质硅藻
虫壳（ Ｓ ｉ Ｏ ·ｎ Ｈ Ｏ ） ，以及少量其它
２
２
杂质矿物，如粘土质矿物等，其中
３． 结束语
目前，白炭黑作为一种重要的 基础化工原料，它的生产正朝着功 能化、可设计化的方向发展，利用 不同原料生产白炭黑的工艺研究， 对于白炭黑生产行业的发展有积极 的促进作用。虽然我国在白炭黑的 生产工艺和设备上都进行了许多改 进和提高，但与国际水平相比仍有 很大差距，为此我国仍需加快发展
黑的研究引起了人们广泛的关注。 先将硅灰石粉碎至 ３ ２ ５ 目，用
３ ％ ～５ ％ 的稀盐酸在搅拌反应槽中 搅拌反应约 ２ ０ ｍ ｉ ｎ ，然后过滤和洗 涤，以去除杂质。将滤饼加到反应 槽中，在搅拌下加入 ２ ： １ 的盐酸使 之反应，控制浆料 ｐ Ｈ 值在 ３ ～４ ， 经过滤、洗涤、干燥后得白炭黑。
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之后，在蒸发 器中加热蒸发，并以干燥、过滤后
取，其化学反应和工艺流程图如图 ２。
在沉淀法生产过程中可根据成 品要求，通过调节反应过程中物料 的比例，流量及反应的温度、时间， 以及干燥条件，可得到不同比表面
２
２２４
２
ｎＨ Ｏ＋Ｎａ ＳＯ
２
２
４
（２）
工艺特点：省去制取水玻璃的 高温熔融过程，可在 １ ０ ０ ℃以下进 行反应，需时较短，能耗较低，工 艺简单，生产成本较低。
此工艺简化了流程，降低了能
耗，既可得到成品白炭黑，又可得
到副产品 Ｃ ａ Ｃ ｌ ，并且提高了原料 ２
的利用率，可有效地降低成本， 提
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 ｐ Ｈ 值
为 ４ ～６ 即为成品。
气相法的优点在于易控制反应
图 １ 白炭黑的羟基结构类型
条件，产品纯度高、分散度高、粒
子细而形成球形，表面羟基少，因
定形微细粉状物。白炭黑化学稳定
性好、耐高温、不燃烧、电绝缘性
好，是橡胶、塑料、涂料、医药、农
药、造纸及日用化工诸多领域重要
的无机填料［１］［２］。
白炭黑是我国“九五”重点建
设的精细化工产品之一，我国由于
橡胶ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ制鞋业的不断发展对白炭黑
的需求也不断提高，但自给率一直 很低，主要依赖国外进口，因此白 炭黑的生产前景十分广阔。本文就 白炭黑的结构、性质及生产工艺进 行综述。
论文选萃
Ｔｈｅｓｉｓ
白炭黑的制备研究进展
■张秋， 杨云峰， 王海平，胡国胜 中北大学高分子与生物工程研究所 （ 太原 ０ ３ ０ ０ ５ １ ）
【摘要】白炭黑作为许多新型材料的组元已被广泛应用。本文简述了白炭黑的结构、性能，重点介绍了目 前用化工原料和多种非金属矿物质为原料制备白炭黑的方法。
【关键词】白炭黑；结构；性能；制备
不同的羟基具有不同的反应 活性：①硅氧基：主要存在于脱水 白炭黑表面层，它不易在升温加 热时脱除；②相邻羟基：对极性物 质的吸附非常重要，它是比隔离 羟基更有效的吸附点，由于相距 较近，故能彼此以氢键形式结合； ③隔离羟基：因为 － Ｏ Ｈ 基团被隔 离开，但氢原子的正电性比较强， 容易与负电性的原子发生氢键作 用。白炭黑分子结构中心的 － Ｓ ｉ － Ｏ － 键具有极性， 有很大的结合能 力。
物的主要方法。其反应式为：采用 四氯化硅气体在氢 － 氧气流高温 下水解制得烟雾状的二氧化硅。反 应式为：
而具有优异的补强、增稠和触变性 能及粒子的纳米效应，但成本高往 往限制了它的广泛应用，如橡胶行 业仍在大量使用沉淀法白炭黑。 ２．２ 传统沉淀法［８］
传统沉淀法采用可溶硅酸盐与
无机酸中和沉淀反应的方法来制
总反应式为：
ＣａＳｉＯ ＋２ＨＣｌ＋（ｎ－１）Ｈ Ｏ →
３
２
ＣａＣｌ ＋ＳｉＯ ·ｎＨ Ｏ
２
２
２
为 ７ ～８ ﹑加热至沸腾→清洗→干
燥→白炭黑。反应式为：
ｍ Ｓ ｉ Ｏ ·ｎＨ Ｏ ＋ ２ Ｎ ａ Ｏ Ｈ → Ｎ ａ Ｏ ·
２
２
２
ｎＳｉＯ ＋（ｎ＋１）Ｈ Ｏ
（１）
２
２
Ｎａ Ｏ·ｍＳｉＯ ＋Ｈ ＳＯ → ｍＳｉＯ ·
缘性、吸收性、分散性、增稠性、触 变性及削光性等性能。
２ ． 白炭黑的制备方法
一般来说超微细粉末的制备主 要采用粉碎法和组合法两种。粉碎 法是通过机械粉碎手段将大颗粒细 化，但是要得到粒径在 １ μ ｍ 以下 的粉末制品比较困难。因为磨细后 粒子表面物理特性阻碍了粒子的进 一步细化。组合法是以原子或分子 形 成 核（ 临 界 核 或 结 晶 核 ）， 而 后 经 粒子增长、聚集的过程，以得到一 次粒子粒径小于 ０ ． １ μ ｍ 的超微细 粒子 。 ［６］
１ ． 白炭黑的结构与性质
据显微镜观察，白炭黑微粒与 炭黑粒子相近，其粒子呈球状，为 无定形的 Ｓ ｉ Ｏ ，其硅和氧以正四面
２
体键合成有缺陷的三维结构。一次 粒子粒径大约在 ０ ． ０ ｌ～１ μ ｍ 范围， 细小的微粒表面有不同的羟基存 在，故显示出亲水性。红外光谱研 究证实，白炭黑粒子表面羟基有三 种类型：隔离羟基、相邻羟基、硅 氧基 。 ［３］［４］［５］
使用。要得到超微细无定形的 Ｓ ｉ Ｏ ２
粒子，必须把结晶的 Ｓ ｉ Ｏ 转化为氯 ２
化物或可溶性硅酸盐，再通过气相
或液相法制取。
２．１ 气相法［７］
气相法白炭黑主要为化学气相
沉 淀 法（ Ｃ Ａ Ｖ ），又 称 热 解 法 、 干
法或燃烧法。１ ９ ４ １ 年德国迪高沙公
司成功开发出由硅或有机硅的氯化
系，晶体常沿 Ｙ 轴延伸成板状、杆 淀法合成生产白炭黑。
要开发系列产品。重点建立一支专
状或针状，集合体呈放射状、纤维
生产白炭黑具体工艺流程为： 业研究队伍，从根本改变在技术上
状。由于它矿物组成简单、杂质少， 原料→加水→加碱（ Ｎ ａ Ｏ Ｈ ） →加热 受制于人的局面，尽快的把科研成
结 构 特 性 决 定 了 它 易 溶 于 无 机 酸 ， 至沸腾（保持 ５ｍｉｎ） →陈化 １ｈ →过 果转化为生产力，加速白炭黑生产
形成酸性硅溶胶，是制备白炭黑良 滤﹑清洗→滤液加 １ ：８ 的 Ｎ ａ Ｃ ｌ 工艺方法的实用化、工业化和商品
好的硅源。因 此 ，硅灰石制备白炭 （ Ｎ ａ Ｃ ｌ 对水的质量比） ﹑加酸至 ｐ Ｈ 化 。
参考文献 ［１］翟其曙，何友昭，淦五二，李敏，林祥钦等． 超细二氧化硅的制备及研究进展． 硅酸盐通报， ２００２，（５）：５７－６３ ［２］王志成，平琳，张慧勤． 沉淀法白炭黑的研制． 现代塑料加工应用， ２００５，１７（２） ［３］何凯，陈宏刚． 表面改性剂在碳酸化法制备白炭黑过程中的作用． 过程工程学报， ２ ０ ０ ６ ， ６ （ ３ ） ： ４ ０ ２～４ ０ ７ ［ ４ ］ 杨 海 堃 ． 超 微 细 气 相 法 白 炭 黑 的 表 面 改 性． 化 工 新 型 材 料， ２ ７ （ １ ０ ） ： ８ ～ １２ ［５］胡义，姚国平． 泡沫硅橡胶用白炭黑的改性． 有机硅材料， ２ ０ ０ ０ ， １ ４ （ ６ ） ： ３ ２ ～３ ４ ［６］肖长城． 白炭黑的性质，制备和应用． 精细化工， １９８６，（３） ［７］杨波，何慧，周扬波，贾德民． 气相法白炭黑的研究进展． 化工进展， ２００５，２４（３）：３７２～３ ７ ７ ［ ８ ］ 崔 益 顺 ． 沉 淀 白 炭 黑 的 制 备 及 表 面 改 性． 无 机 盐 工 业， ２ ０ ０ ６ ， ３ ８ （ １ １ ） ［ ９ ］ 徐 旺 生 ． 由 天 然 硅 灰 石 制 备 白 炭 黑 的 工 艺 研 究． 湖 北 化 工， １ ９ ９ ４ ， （ ３ ） ： ３ １ ～ ３２ ［ １ ０ ］ 陈天虎．硅灰石酸溶法制取白炭黑工艺研究［Ｊ］．非金属矿， １ ９ ９ ５ ， （ ３ ） ： ４ ５ － ４ ６ ， ５ ９ ［１ １ ］ 周光等．硅灰石与盐酸反应制备高比表面积多孔 Ｓ ｉ Ｏ ２ 时物性质及其与同类产品的对比研究．非金属矿，２ ０ ０ ３ ， ２ ６ （ ２ ） ： １ ０ － １ ２ ． ［ １ ２ ］ 崔 人 顺 ， 吴 宏 海 ， 王 虹 ． 硅 藻 土 合 成 白 炭 黑 工 艺 研 究． 非金属矿， ２ ０ ０ ４ ， ２ ７ （ ６ ） ： ３ ４ ～ ３ ６
１４
中国粉体工业 ２００７年第６期
黑［９］［１０］［１１］
活性 Ｓ ｉ Ｏ ·ｎ Ｈ Ｏ 能溶解于碱 大容积反应器以及与之配套的设备
２
２