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加工炭黑的生產方法 — 沉淀法:酸法

 加工炭黑的生產方法,根據國內外的資料表明,主要是沉淀法和氣相法兩大類型。由于沉淀法所用原料便宜,易得,生產工藝和設備較為簡單,產品售價低,因而目前占主導地。
沉淀法又稱濕法,主要原材料為石英砂、純堿、工業鹽酸或硫酸或硝酸或二氧化碳。其工藝路線大體上是:先采用燃油或煤在高溫下將石英砂與純堿反應制得工業水玻璃,工業水玻璃用水配制成一定濃度的稀溶液,然后在一定條件下加入某種酸,使二氧化硅沉淀出來,再經清洗、過濾、干燥(烘干或噴霧)、粉碎、制得產品白炭黑。沉淀法又分酸法、溶膠法、碳化法等許多不同的具體方法,下面給大家介紹下酸法:
(1)酸法
     一般說來,酸法是將可溶性硅酸鹽與硫酸(或其它酸)一起反應,當反應液到達某一pH值時停止加酸反應,進行陳化,然后過濾并用水多次反復清洗,脫除Na2SO4后,送干燥、粉碎后得到產品。  
      工藝流程示意圖為:

加工炭黑工藝流程圖(一)
    該方法所得產品的性能與制備過程的條件控制有十分重要的關系。這是因為在反應的過程中,溶液中可溶性的硅酸鹽首先轉變成為單體硅酸(可溶性)。由反應體系的條件所決定,單體硅酸有可能生成疏松的絮狀物(聚集作用),也有可能生成致密的膠粒(凝膠作用),從而造成終產品的很大差異。為了得到所需性能的白炭黑,反應過程的有關條件必須嚴格控制。
加工炭黑工藝流程圖(二)
     在實際制備過程中,同樣是酸法,并且用同樣的原材料,其具體的操作過程和條件控制有不少差別,現舉兩例為證:
      例一配制好的稀硫酸以一定的速度,分三次加入到盛有一定量的稀釋了的水玻璃的反應釜中,邊加酸邊攪拌邊升溫,后的反應產物的pH值控制在4~4.5之間,然后升溫,在攪拌下老化一定時間,再冷卻后送去分離。
     例二配制好的稀硫酸,以一定的速度加入到盛有一定量稀釋了的水玻璃的反應釜中,邊加酸邊攪拌邊升溫,后控制pH值在2~3之間,加氨水調節至pH在8~9之間,然后升溫,在攪拌下老化一定時間,再降溫、酸化后送去分離。
      以上兩例,在對原材料成份要求,稀釋程度以及加酸速度、攪拌速度和溫度等都有不同的指標。此外,在對濾并的處理與干燥的方法上也有不同的過程和要求。可見差別之存在。 

 

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