白炭黑生產(chǎn)工藝？
2020-09-18 來自: 壽光市鼎昊經(jīng)貿(mào)有限公司 瀏覽次數(shù):1793
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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(chǎn)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(zhì)，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(tǒng)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(chǎn)成本。
傳統(tǒng)方法
?。?）氣相法
主要為化學(xué)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(yīng)而成。反應(yīng)式為：
SiCl4+ 2H2+ O2—>SiO2+4HCl
空氣和氫氣分別經(jīng)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(fā)器中加熱蒸發(fā)，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(jīng)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(yīng)，經(jīng)沉淀、過濾、洗滌、干燥和煅燒而得到白炭黑。反應(yīng)式為：
Na2SiO3 + 2H+ —> 白炭黑 + 2Na+ + H20
國內(nèi)大部分生產(chǎn)企業(yè)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(shù)關(guān)鍵是將結(jié)晶的二氧化硅和硅酸鹽轉(zhuǎn)變成非晶態(tài)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(zhì)高嶺土、煤矸石、粉煤灰等。
著重介紹以高嶺土或硬質(zhì)高嶺土、煤矸石或粉煤灰為原料制備白炭黑的工藝技術(shù)。
?。?）以高嶺土或硬質(zhì)高嶺土為原料
先將高嶺土或硬質(zhì)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(yè)鹽酸按1：2.5（重量）配料，在90℃左右酸浸7小時，經(jīng)中和、過濾、洗滌、干燥得到白炭黑，產(chǎn)品質(zhì)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(yīng)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(chǎn)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(jīng)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(zhì)、濃縮濾液到45~46波美度即得到硅酸鈉。
2.生產(chǎn)白炭黑：先將硅酸鈉配成水玻璃溶液（模數(shù)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(diào)節(jié)PH值為5~7，熟化20分鐘，再經(jīng)過濾洗滌、干燥、分選，得到白炭黑。該白炭黑為活性，純度高。
