[发明专利]一种通过含硅原料制备高纯白炭黑的方法

说明书

本发明公开了一种通过含硅原料制备高纯白炭黑的方法，具体包括如下步骤：将含硅原料与氢氧化钠充分搅拌混合均匀，获得混合原料；将混合原料进行氧化焙烧，然后高压浸出、过滤获得滤液，滤液加纯水稀释得到高纯水玻璃；在高纯水玻璃中添加药剂；再进行沉降和过滤、干燥，经过煅烧得到高纯白炭黑。本发明包括高纯水玻璃的制备和白炭黑的制备两个过程，整个过程避免采用硫酸，因此更为环保；其路线新颖、原料选择性大、制备工艺紧凑，采用该方法制备的白炭黑纯度极高、质量极稳定、杂质种类和含量可控。

技术领域

本发明属于化工生产技术和材料制备技术领域，尤其涉及一种通过含硅原料制备高纯白炭黑的方法。

背景技术

白炭黑是白色粉末状无定形硅酸和硅酸盐产品的总称，其为多孔性物质，其组成可用SiO₂·nH₂O表示，其中nH₂O是以表面羟基的形式存在。能溶于苛性碱和氢氟酸，不溶于水、溶剂和酸(氢氟酸除外)。耐高温、不燃、无味、无嗅、具有很好的电绝缘性。

白炭黑的用途十分广泛，可以用作天然橡胶和合成橡胶的补强剂、牙膏摩擦剂等。也可以作为一种环保、性能优异的助剂，主要用于橡胶制品(包括高温硫化硅橡胶)、纺织、造纸、农药、食品添加剂领域。目前，主要用于橡胶制品、农业化学制品、日用化工制品、胶结剂、抗结块剂、造纸填料、电子封装材料、树脂复合材料、塑料、涂料、橡胶、染料、陶瓷、密封胶、粘结剂、玻璃钢制品、药物载体、抗菌材料、化妆品等。

专利申请号201410700622.5公开了一种白炭黑的制备方法，采用钠长石分解、气体吸收水解、氨解、粗制和精制白炭黑的方法得到白炭黑的方法，但是这种方法能够采用的原料较为单一，反应过程中需要添加氨气，生产成本高，而且产物中的氟化氨对环境的污染问题较为突出。专利申请号为201210476263.0公开了一种白炭黑的制备方法及白炭黑，这种方法需要加入浓硫酸对水玻璃进行脱水，然后在其中加入水进行洗涤，浓缩过滤，干燥得到白炭黑的一种方法，这种方法由于对原料没有进行处理，因此产品的质量极不稳定，杂质种类和含量很难控制，采用不同原料的水玻璃会得到不同杂质元素的白炭黑，极大的影响了白炭黑的应用。

因此，为了解决上述技术问题的缺陷，亟需研发一种全新的白炭黑制备方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种通过含硅原料制备高纯白炭黑的方法，该方法总结了一种对原料选择性大、制备工艺紧凑、产品纯度极高的一种白炭黑的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种通过含硅原料制备高纯白炭黑的方法，具体包括如下步骤：

步骤1：将含硅原料与氢氧化钠充分搅拌混合均匀，获得混合原料；

步骤2：将混合原料进行氧化焙烧，然后高压浸出、过滤获得滤液，滤液加纯水稀释得到高纯水玻璃；

步骤3：在高纯水玻璃中添加药剂；

步骤4：再进行沉降和过滤、干燥，经过煅烧得到高纯白炭黑。

进一步地，氢氧化钠的添加量为所述含硅原料的质量分数10.0-30.0％，更进一步地，氢氧化钠的添加量为所述含硅原料的质量分数20.0％。

基于上述制备高纯白炭黑的方法，氧化焙烧的温度为700-1300℃，更优选地，氧化焙烧的温度为1000℃。

基于上述制备高纯白炭黑的方法，氧化焙烧的时间为1-8h，更优选地，氧化焙烧的时间为6h。

优选地，基于上述制备高纯白炭黑的方法，高压浸出的压强为6-12MPa，更优选地，高压浸出的压强为8MPa。