[發明專利]一種白色微珠狀白炭黑的生產工藝

有效

• 申請號: 201010114649.8
• 申請日: 2010-02-26
• 公開（公告）號: CN101786633A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發明（設計）人: 陳南飛
• 申請（專利權）人: 無錫恒誠硅業有限公司
• 主分類號: C01B33/12
• 分類號: C01B33/12
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 張詩瓊

技術領域

本發明涉及白炭黑的生產工藝，具體地說，是一種白色微珠狀 白炭黑的生產工藝。

背景技術

白炭黑的化學名稱是水合無定形二氧化硅，分子式為SiO₂·n H₂O，是橡膠和塑料工業中廣泛應用的一種補強填充劑，具有多孔、 比表面積大、吸水性強、耐高溫、電絕緣性好等眾多優點。生產白 炭黑最主要的方法是沉淀法和氣相法，氣相法因為工藝復雜和成本 高昂而用之較少，而以硅酸鈉和硫酸為主要原料的傳統沉淀法主要 采用離心式干燥設備，所得產品為粉末狀，在使用過程中極易飛散， 對環境造成很大的污染。造粒壓塊可以有效解決粉末飛散的問題， 但是造粒產品的分散性差，不利于白炭黑充分發揮其優異的補強填 充作用。

如何將環保性與高分散性融于一體，是新一代白炭黑產品的發 展方向。

發明內容

本發明目的在于提供一種白色微珠狀白炭黑的生產工藝，該工 藝成本低廉、方法簡單、安全環保，生產出的白炭黑既環保而極易 分散。

上述目的是通過如下技術手段實現的：

以硅酸鈉和濃硫酸為主要原料，經過溶解、合成、壓濾、漿化、 干燥等步驟，在干燥過程中先后采用了壓力式干燥和流化床干燥的 工藝，生產出既環保又極易分散的微珠狀白炭黑。

具體的生產工藝包括如下步驟：

(1)溶解：將固體硅酸鈉(Na₂O·nSiO₂)和水按照2∶1的質 量比加入溶解滾筒中，通入潔凈的天然氣或者熱空氣，在0.4～0. 8Mpa的壓力下充分溶解2～3小時，濾出沉淀物后得到透明無雜質 的液體水玻璃，其中Na₂O·nSiO₂的波美度(15.6℃)為30～38°Bé；

(2)調節：向步驟(1)的液體水玻璃中加入其質量1/4～1/8 的水，以調整其中Na₂O·nSiO₂的波美度(15.6℃)至20～30°Bé；

(3)合成：將步驟(2)中調整后的液體水玻璃與濃度為98％ 的濃硫酸按照(15～16)∶1的體積比同時加入合成反應釜中，在 80℃～98℃的溫度下反應90分鐘，反應過程中保證反應釜中Na₂O 的殘留當量濃度為7.0±0.5，再滴加98％的濃硫酸將PH調至4.6 ±0.5，得到二氧化硅料漿；

反應方程式如下：Na₂O·nSiO₂+H₂SO₄→nSiO₂+Na₂SO₄+H₂O；

其中模數n為3.2～3.5；

(4)壓濾：將步驟(3)得到的二氧化硅料漿經過壓濾機，先 在0.4～0.6Mpa的壓力下進料10～20分鐘，然后在0.5～0.6Mpa的 壓力下洗滌30～60分鐘，再在0.4～0.8Mpa的壓力下壓榨1～5分 鐘，最后在0.4～0.8Mpa的壓力下吹入潔凈的天然氣或者熱空氣1～ 5分鐘，以除去其中的雜質Na₂SO₄，形成濾餅，保證濾餅中的含 固量為20.0％～24.0％、硫酸鹽含量≤2.0％；

(5)漿化：將步驟(4)得到的濾餅加入漿化罐中，用攪拌器 液化成糊狀的液體；

(6)干燥：將步驟(5)得到的液體先在壓力式噴干設備中干 燥，再通過流化床進行二次干燥，即得到本發明的白色微珠狀白炭 黑。

本發明以價格低廉的硅酸鈉和濃硫酸為主要原料，經過溶解、 調節、合成、壓濾、漿化、干燥幾個簡單的工藝步驟，特別是在干 燥過程中先后采用了壓力式干燥和流化床干燥的二次干燥工藝，既 使得干燥更加徹底，又可以通過調節壓力式噴干設備中噴槍的孔徑 大小和物料的進料壓力以及含固量來實現對于微珠狀顆粒大小的 控制，從而制備出顆粒均勻易分散的微珠狀白炭黑。用本發明生產 工藝制備出的微珠狀白炭黑不易飛散到空氣中、安全環保，同時具 有極好的分散性。

具體實施方式

以下通過具體實施方式進一步描述本發明，由技術常識可知， 本發明也可通過其它的不脫離本發明技術特征的方案來描述，因此 所有在本發明范圍內或等同本發明范圍內的改變均被本發明包含。

實施例1：