白炭黑 二氧化硅的制作方法 .pdfVIP

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。