白炭黑生产技术与发展综述

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1、白炭黑生产技术与发展综述山东海化股份有限公司白炭黑厂二OO二年五月十八日白炭黑生产技术与发展综述一、概述白炭黑是合成的粉状无定型的硅酸产品之一。同炭黑一样为橡胶补强剂，但二者色泽不同，性能也有一定区别。白炭黑不仅是指单纯的合成SiO2；还指早期的含金属氧化物的硅酸产品，即分二氧化硅类白炭黑和硅酸盐类白炭黑。二者都可使用这个名称，这一名称相当于英语中常用的术语“Silica”。早在1887年，文献中就曾提到过用石英砂和焦炭的电护法反应制硅酸产品，第一次世界大战时，已经有了合成硅酸产品。当时，他们主要是用作防毒面具吸附剂，后来，合成硅酸产品由用作干燥凝胶。但合

2、成硅酸产品并未发展到进行大规模工业生产。第一种沉淀法产品是橡胶工业用的一种粒度略为粗大的硅酸钙，于1939年以“Silene”的商品名出现于美国市场。一种较细的产品在其商品名称后附加“EF”，（即极细），从1942年起在市场上出售。同年，第一种气溶胶类产品Santocelc问世。1948年，在美国市场上出售的一种富含硅酸的硅酸盐，其商品名叫Hi—sil。欧洲在几年以后才出现。德国也是从制造硅酸钙和硅酸铝开始（Calsil，SiltegAS5）。第一种纯硅酸自1953年起定名为UltrasilVN3，用VN作类名是为了纪念对发展此类产品有特殊贡献的H·费尔贝

3、克（Verbeek）和P·瑙罗特(Nauroth)两人，这类产品，即使是现在也还是使用得最广泛、最有影响的一种硅酸产品。第一种专门为分散染料部门研制的沉淀法硅酸铝P820于1962年问世。但是，只有不断开发出一些新产品、新方法，硅酸产品才能迅速在一些新领域内获得应用，才能在近半个世纪内一直得以进行大规模工业生产。气相法白炭黑是无定型合成硅酸类产品。在德国学者赫斯特·范兹(HorstFercn)对合成硅酸系统分类中，属高温热解法硅酸类产品。由于它在制造工艺中，是四氯化碳在高温下汽化，通过氢气和氧气在燃烧条件下水解而成的产物因此而得名，也有人称之为燃烧法二氧化

4、硅或干法二氧化硅。1940年德国迪高莎公司（Degussu）首创了高活性极细的粉末状物质，称之为爱罗硅(Aerosil)；1953年美国的道康宁公司（DowCorning）开始生产。1958年美国的柯伯特公司（Cabot）应用迪高莎公司的专利技术建厂生产，名曰Cab-O-Sil。1956年原苏联的Kaluseh公司用该工艺生产。此后，日本于1968年，比利时于1970年也用迪高莎公司的专利生产。目前国际上气相法二氧化硅的生产，主要集中于迪高莎公司、柯伯特公司、日本的硅公司，其中以前两家的规模最大。80年代中期，发达国家的合成硅酸产品，年产量已达72万吨，其

5、中，气相二氧化硅占六万吨。我国气相二氧化硅的生产始于70年代，目前只有沈阳、上海两地生产，产量还满足不了国内生产发展的需要。国外气相二氧化硅品种比较多，例如迪高莎公司的Aerosil就有十多个产品，这些品种多以BET比表面积的大小来区别，如Aerosil-130表示该公司生产的比表面积为130m2/g的一个气相二氧化硅品种，当然这也不是绝对的。我国的气相二氧化硅品种，目前只有几个，如沈阳飞龙化工有限公司的2＃相当于Aerosil-200，沈阳飞龙化工有限公司的4＃相当于Aerosil-380。气相法二氧化硅是一种多用途的化工材料，主要用作硅橡胶的补强剂；还

6、用于塑料、涂料作增稠剂、触变剂；在簿膜和粉状材料中作防粘剂；也用作医药、化妆品行业中的改进剂。它的用途还在不断开拓中。沉淀二氧化硅的研制和生产，是以橡胶工业的需求而开始和发展的。目前，它在橡胶中的消费比重占着主导地位，并且仍将会在相当长的时期里起重要作用。1957年以前，橡胶工业是以硅酸盐类白炭黑为主，但其后几年直到现在，二氧化硅类白炭黑逐步取代了硅酸盐类白炭黑。80年代中期，发达国家合成硅酸产品的年产量达72万吨，其中沉淀法白炭黑占66万吨。德国迪高莎（Degussa）公司、美国赫威克（H·Wacker）公司、法国罗纳-普朗克（Rnone-Poulenc

7、）公司及日本硅（Silica）公司等的产品均占有相当大的市场和有相当大的影响。我国沉淀二氧化硅的研制和生产较晚，1958年，广州人民化工厂的WC-5801型沉淀二氧化硅在我国首先工业化生产后，吉林通化、上海沪东、江苏东吴、安徽马鞍山等厂相继研究和生产了自己的沉淀二氧化硅新品种。但是，直到80年代初，产量低、品种少的现象仍未能改善；只是在80年代中、后期，我国沉淀二氧化硅的研制和生产才开始有了新的起步。目前，我国的生产厂家已发展到近50家，生产能力达20000万吨，随着科技进步和应用领域的不断扩大，我国沉淀二氧化硅的研制、开发已在蓬勃发展。本文主要对气相二氧

8、化硅和沉淀二氧化硅的生产技术及发展进行论述。一、气相二氧化硅（1）