[发明专利]一种基于植硅体硅矿的液相法生产白炭黑的工艺

说明书

本发明公开了一种基于植硅体硅矿的液相法生产白炭黑的工艺，包括：步骤一、采用由植硅体硅矿处理所得到的二氧化硅超细粉和烧碱为原料，液相法制备硅酸钠液体；步骤二、将步骤三所得到的硅酸钠液体泵入酸反应釜，加入硫酸或盐酸，搅拌同时加热到120～180℃，反应1～8h，pH值达4.0‑6.0，保持压力为0.30‑0.50MPa；步骤三、步骤二反应结束后所得料液反复过滤洗涤，80‑120℃干燥，得到粒度小于300nm白炭黑。本发明不仅实现了植硅体硅矿粉生产白炭黑液相法，整个工艺过程，实现了反应时间比现有工艺短，反应温度较现有工艺低，有效节约资源和能耗。

技术领域

本发明涉及化工白炭黑生产领域，特别是一种基于植硅体硅矿的液相法生产白炭黑的工艺。

背景技术

白炭黑即水合二氧化硅，结构式为SiO₂·nH₂O，具有特殊的表面结构(带有表面羟基和吸附水)、特殊的颗粒形态(粒子小、比表面积大等)和独特的物理化学性能。因而白炭黑具有多孔性、高分散性、质轻、化学稳定性好、耐高温、不燃烧、电绝缘性好等优异性能的重要无机硅化合物。这样的特性使得白炭黑广泛应用在橡胶、塑料、涂料、医药、日用化工等诸多领域。因此白炭黑的用途非常广泛，研究其制备原料和相应生产工艺具有重要的实际意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于植硅体硅矿的液相法生产白炭黑的工艺，以解决上述技术背景中提出的问题。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：

一种基于植硅体硅矿的液相法生产白炭黑的工艺，包括以下步骤：

步骤一、采用由植硅体硅矿处理所得到的二氧化硅超细粉和烧碱为原料，液相法制备硅酸钠液体；

步骤二、将步骤一所得到的硅酸钠液体泵入酸反应釜，加入硫酸或盐酸，搅拌同时加热到120～180℃，反应1～8h，pH值达4.0-6.0，保持压力为0.30-0.50MPa；

步骤三、步骤二反应结束后所得料液反复过滤洗涤，80-120℃干燥，得到粒度小于300nm白炭黑。

上述技术方案中，步骤一中，硅酸钠液体的制备方法具体如下：

步骤101、由植硅体硅矿处理得到二氧化硅超细粉；

步骤102、将所需模数的烧碱进料到碱反应釜，加达到所需NaOH溶液浓度水量的水，搅拌加热至80℃溶解；

步骤103、将步骤102得到二氧化硅超细粉进料入到步骤102中加入烧碱的碱反应釜中，其中，二氧化硅超细粉和烧碱以重量比2.5～2.8：1的比例进行加量，保持碱反应釜加热到120-180℃并持续搅拌反应3～8h，保持压力为0.30-0.50MPa，反应结束后过滤得硅酸钠液体。

上述技术方案中，所述二氧化硅超细粉粒度为300nm～5μm，且二氧化硅超细粉中SiO₂含量为99.99％。

上述技术方案中，所述二氧化硅超细粉是将鄱阳湖古沉积的植硅体硅矿进行处理后得到的，具体的处理方法为：

(1)加水旋回破碎：新开采来的植硅体硅矿加水与之混合，然后放入旋回破碎机进行破碎；

(2)一次网筛分离：采用振动筛将大于5mm砂砾筛分离；

(3)一次擦洗剥离：将分离5mm砂砾后的植硅体矿放入到擦洗机中初步擦洗剥离，初步擦洗时间为10-30min；

(4)二次网筛分离：振动筛将大于1mm的物质筛掉；

(5)一次超细球磨：将步骤(4)筛掉1mm的物料超细球磨30-300min；其中，一次超细球磨采用氧化锆球磨介质，且氧化锆球磨介质直径为1mm-5mm配置