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传统的白炭黑生产工艺流程介绍

来源:科利瑞克 作者:admin 日期:2013-01-15 09:10 点击:

    沉淀法白炭黑通常是硅酸钠(即水玻璃)和种酸(多数情况是用硫酸)发生化学反应产生沉淀而生成的。硅酸钠和硫酸之间的这种反应的产物就是沉淀法白炭黑(学名水合硅酸或水合二氧化硅),反应的副产物是硫酸钠和水。为了控制这工艺,必须考虑到沉淀法白炭黑的生成是个可逆的过程,在特殊的条件下,如在pH值或温度较高时,反应将会向原材料的方进行。这个化学反应是个可被工艺参数影响的平衡状态。典型的白炭黑的生产工艺流程见下图。

白炭黑生产工艺

    高分散性白炭黑的性能特征和生产工艺:

    步:沉淀。将由水玻璃和硫酸的水溶液同时在规定的浓度和反应条件下加入带有搅拌器的反应器中。反应时,在反应器内先生成基本粒子;伴随着脱水,这些粒子随即相互发生反应而形成聚集体。在聚集体内,基本粒子通过硅烷醇键结合在起。然后,聚集体相互碰撞、结合而形成附聚体。在这些附聚体中,聚集体因氢键或范德华力的相互作用而结合在起,两者的结合力要比硅烷醇键弱得多,因此这种结合是可逆的。附聚体在混炼过程中容易被破坏而分散为聚集体。在沉淀反应过程中,重要的工艺参数是pH值、反应温度(通常为50~90℃)、各组分的浓度、反应时间、以及水玻璃和硫酸的计量和混合。这些工艺参数将影响生成白炭黑的表面积、结构、分散性和硅烷醇基团的浓度等等。

    第二步:过滤。在板框式压滤机或其他过滤设备中对获得的悬浮液进行过滤,并对滤饼进行洗涤,以洗去硫酸钠。在白炭黑的过滤过程中,重要的工艺参数是填充和洗涤的时间、滤饼中的固体含量和残存的硫酸钠含量等等。

    第三步:干燥。将含水滤饼进行搅拌使其成为白炭黑的水悬浮液,然后进行喷雾干燥,或采用其他干燥方式干燥。不同类型的干燥器的简单分类办法是分为长期干燥器和短期干燥器,白炭黑在长期干燥器中的停留时间以小时计,而在短期干燥器中的停留时间以秒计。在白炭黑的干燥过程中,重要的工艺参数是干燥器的类型、干燥温度、干燥前的固体含量和在干燥器中的停留时间等等。这些工艺参数将影响生成白炭黑的水分含量、表面积、结构、分散性和粒径的分布等等。

   第四步:造粒。为了减少或消除产品输送时的粉尘,将粉状产品进行造粒,使其成为片状或粒状。在造粒过程中,重要的工艺参数是加料速率和粒化压力。造粒过程将影响白炭黑的结构、分散性、粒径的分布和粉尘含量。

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