請(qǐng)問(wèn)白炭黑名稱的緣來(lái)？

【專家解說(shuō)】：白炭黑 白炭黑是白色粉末狀X-射線無(wú)定形硅酸和硅酸鹽產(chǎn)品的總稱，主要是指沉淀二氧化硅、氣相二氧化硅、超細(xì)二氧化硅凝膠和氣凝膠，也包括粉末狀合成硅酸鋁和硅酸鈣等。白炭黑是多孔性物質(zhì)，其組成可用SiO2·nH2O表示，其中nH2O是以表面羥基的形式存在。能溶于苛性堿和氫氟酸，不溶于水、溶劑和酸（氫氟酸除外）。耐高溫、不燃、無(wú)味、無(wú)嗅、具有很好的電絕緣性。 白炭黑按生產(chǎn)方法大體分為沉淀法白炭黑和氣相法白炭黑。氣相法白炭黑常態(tài)下為白色無(wú)定形絮狀半透明固體膠狀納米粒子（粒徑小于100nm），無(wú)毒，有巨大的比表面積（100~400m2／g）(使用3H-2000BET-M型比表面積儀BET法測(cè)試)。氣相法白炭黑全部是納米二氧化硅，產(chǎn)品純度可達(dá)99％，粒徑可達(dá)10~20nm，但制備工藝復(fù)雜，價(jià)格昂貴；沉淀法白炭黑又分為傳統(tǒng)沉淀法白炭黑和特殊沉淀法白炭黑，前者是指以硫酸、鹽酸、CO2與水玻璃為基本原料生產(chǎn)的二氧化硅，后者是指采用超重力技術(shù)、溶膠-凝膠法、化學(xué)晶體法、二次結(jié)晶法或反相膠束微乳液法等特殊方法生產(chǎn)的二氧化硅。白炭黑比表面積研究是非常重要的，白炭黑的比表面積檢測(cè)數(shù)據(jù)只有采用BET方法檢測(cè)出來(lái)的結(jié)果才是真實(shí)可靠的，國(guó)內(nèi)目前有很多儀器只能做直接對(duì)比法的檢測(cè)，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)也被淘汰了。目前國(guó)內(nèi)外比表面積測(cè)試統(tǒng)一采用多點(diǎn)BET法，國(guó)內(nèi)外制定出來(lái)的比表面積測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)都是以BET測(cè)試方法為基礎(chǔ)的，請(qǐng)參看我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 19587-2004）-氣體吸附BET原理測(cè)定固態(tài)物質(zhì)比表面積的方法。比表面積檢測(cè)其實(shí)是比較耗費(fèi)時(shí)間的工作，由于樣品吸附能力的不同，有些樣品的測(cè)試可能需要耗費(fèi)一整天的時(shí)間，如果測(cè)試過(guò)程沒(méi)有實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化，那測(cè)試人員就時(shí)刻都不能離開(kāi)，并且要高度集中，觀察儀表盤(pán)，操控旋鈕，稍不留神就會(huì)導(dǎo)致測(cè)試過(guò)程的失敗，這會(huì)浪費(fèi)測(cè)試人員很多的寶貴時(shí)間。真正完全自動(dòng)化智能化比表面積測(cè)試儀產(chǎn)品，才符合測(cè)試儀器行業(yè)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，同類國(guó)際產(chǎn)品全部是完全自動(dòng)化的，人工操作的儀器國(guó)外早已經(jīng)淘汰。真正完全自動(dòng)化智能化比表面積分析儀產(chǎn)品，將測(cè)試人員從重復(fù)的機(jī)械式操作中解放出來(lái)，大大降低了他們的工作強(qiáng)度，培訓(xùn)簡(jiǎn)單，提高了工作效率。真正完全自動(dòng)化智能化比表面積測(cè)定儀產(chǎn)品，大大降低了人為操作導(dǎo)致的誤差，提高測(cè)試精度。F-Sorb 2400比表面積分析儀是真正能夠?qū)崿F(xiàn)BET法檢測(cè)功能的儀器（兼?zhèn)渲苯訉?duì)比法），更重要的F-Sorb 2400比表面積分析儀是迄今為止國(guó)內(nèi)唯一完全自動(dòng)化智能化的比表面積檢測(cè)設(shè)備，其測(cè)試結(jié)果與國(guó)際一致性很高，穩(wěn)定性也很好，同時(shí)減少人為誤差，提高測(cè)試結(jié)果精確性。具體標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)信息可以登陸相關(guān)網(wǎng)站查 沉淀白炭黑主要用作天然橡膠和合成橡膠的補(bǔ)強(qiáng)劑、牙膏摩擦劑等。氣相白炭黑主要用作硅橡膠的補(bǔ)強(qiáng)劑、涂料和不飽和樹(shù)脂增稠劑，超細(xì)二氧化硅凝膠和氣凝膠主要用作涂料消光劑、增稠劑、塑料薄膜開(kāi)口劑等。 2，生產(chǎn)方法 制備白炭黑的傳統(tǒng)方法是利用硅酸鈉、四氯化硅、正硅酸乙酯做硅源，除硅酸鈉以外，其它成本都很高。新方法采用廉價(jià)的非金屬礦作為硅源，大大降低了白炭黑的生產(chǎn)成本。 2．1傳統(tǒng)方法 （1）氣相法 主要為化學(xué)氣相沉積（CAV）法，又稱熱解法、干法或燃燒法。其原料一般為四氯化硅、氧氣（或空氣）和氫氣，高溫下反應(yīng)而成。反應(yīng)式為： SiCl4＋ 2H2＋ O2—>SiO2＋4HCl 空氣和氫氣分別經(jīng)過(guò)加壓、分離、冷卻脫水、硅膠干燥、除塵過(guò)濾后送入合成水解爐。將四氯化硅原料送至精餾塔精餾后，在蒸發(fā)器中加熱蒸發(fā)，并以干燥、過(guò)濾后的空氣為載體，送至合成水解爐。四氯化硅在高溫下氣化（火焰溫度1000~1800℃）后，與一定量的氫和氧（或空氣）在1800℃左右的高溫下進(jìn)行氣相水解；此時(shí)生成的氣相二氧化硅顆粒極細(xì)，與氣體形成氣溶膠，不易捕集，故使其先在聚集器中聚集成較大顆粒，然后經(jīng)旋風(fēng)分離器收集，再送入脫酸爐，用含氮空氣吹洗氣相二氧化硅至PH值為4～6即為成品。 德國(guó)迪高沙（Degussa）公司和美國(guó)卡伯特（Cabot）公司的氣相法生產(chǎn)技術(shù)全球領(lǐng)先。他們的生產(chǎn)裝置規(guī)模大，自動(dòng)化程度高，產(chǎn)品成本低，牌號(hào)（尤其是應(yīng)用于特殊領(lǐng)域的功能性專用產(chǎn)品牌號(hào)）多，品質(zhì)好，如表面積分布均勻、含水量低。我國(guó)沈陽(yáng)化工股份有限公司及上海氯堿化工股份有限公司也采用氣相法生產(chǎn)，但在生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)技術(shù)、自動(dòng)化程度及產(chǎn)品牌號(hào)等方面遠(yuǎn)不及國(guó)外大公司。廣州吉必盛科技實(shí)業(yè)有限公司是目前國(guó)內(nèi)產(chǎn)量最大，牌號(hào)最全，技術(shù)最先進(jìn)的氣相二氧化硅供應(yīng)商，是氣相二氧化硅國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB20020-2005負(fù)責(zé)起草單位。 （2）沉淀法 沉淀法又叫硅酸鈉酸化法，采用水玻璃溶液與酸反應(yīng)，經(jīng)沉淀、過(guò)濾、洗滌、干燥和煅燒而得到白炭黑。反應(yīng)式為： Na2SiO3 + 2H+ —> 白炭黑 + 2Na+ + H20 國(guó)內(nèi)大部分生產(chǎn)企業(yè)采用沉淀法。 2．2新方法 新方法主要以非金屬礦及其延伸物為硅源，采用沉淀法制備白炭黑。其技術(shù)關(guān)鍵是將結(jié)晶的二氧化硅和硅酸鹽轉(zhuǎn)變成非晶態(tài)二氧化硅。原料主要有硅灰石、蛋白石、埃洛石、橄欖石、蛇蚊石、高嶺土、硬質(zhì)高嶺土、煤矸石、粉煤灰等。 本報(bào)告著重介紹以高嶺土或硬質(zhì)高嶺土、煤矸石或粉煤灰為原料制備白炭黑的工藝技術(shù)。 （1）以高嶺土或硬質(zhì)高嶺土為原料 先將高嶺土或硬質(zhì)高嶺土粉碎至50~60目，然后在500~600℃高溫下焙燒2小時(shí)，再將焙燒土與濃度30%的工業(yè)鹽酸按1：2.5（重量）配料，在90℃左右酸浸7小時(shí)，經(jīng)中和、過(guò)濾、洗滌、干燥得到白炭黑，產(chǎn)品質(zhì)量符合GB10507-89標(biāo)準(zhǔn)；同時(shí)得到高效凈水劑聚合氯化鋁。焙燒及酸浸反應(yīng)式如下： 焙燒：Al2O3?2Si02?2H20 —> Al2O3?2Si02 + 2H20 酸浸：Al2O3?2Si02 + 6HCl + 9H20 —>2AlCl3?6H20 + 2SiO2 （2）以煤矸石或粉煤灰為原料 先將煤矸石或粉煤灰粉碎至粒度小于120目，然后分兩步： 第一步生產(chǎn)硅酸鈉：將粉碎的煤矸石或粉煤灰與純堿按重量比1：50混合均勻，經(jīng)高溫冶融（1400~1500℃，1小時(shí)）、水萃浸溶（100℃以上，4~5小時(shí)）、過(guò)濾去雜質(zhì)、濃縮濾液到45~46波美度即得到硅酸鈉。 第二步生產(chǎn)白炭黑：先將硅酸鈉配成水玻璃溶液（模數(shù)為2.4~3.6,SiO2含量為4~10%）,然后在5~20%的硫酸中酸浸（28~32℃，8~16小時(shí)），再升溫至80℃，攪拌，調(diào)節(jié)PH值為5~7，熟化20分鐘，再經(jīng)過(guò)濾洗滌、干燥、分選，得到白炭黑。該白炭黑為活性，純度高。 3，產(chǎn)能/產(chǎn)量 國(guó)內(nèi)以沉淀法白炭黑為主，于1958年實(shí)現(xiàn)沉淀法白炭黑的工業(yè)化生產(chǎn)，但產(chǎn)量小，發(fā)展較慢。1987年產(chǎn)量還僅有2687噸；1990年突破萬(wàn)噸達(dá)到1.06萬(wàn)噸；1994年增長(zhǎng)至2.81萬(wàn)噸，比1987年增長(zhǎng)9.4倍；1997年我國(guó)白炭黑產(chǎn)量達(dá)到了8萬(wàn)噸左右；2004年上升到近30萬(wàn)噸?？梢?jiàn)近十幾年來(lái)我國(guó)白炭黑產(chǎn)量是突飛猛進(jìn)。 國(guó)內(nèi)白炭黑的生產(chǎn)分布比較廣泛，一共有十幾個(gè)省市生產(chǎn)，其中產(chǎn)量較大的是福建、山東、江蘇、江西等省。目前國(guó)內(nèi)一共有幾十家白炭黑生產(chǎn)企業(yè)，總產(chǎn)能在40萬(wàn)噸/年左右。其中規(guī)模較大的沉淀法白炭黑生產(chǎn)企業(yè)有福建南平嘉聯(lián)化工有限公司、上海九琛精細(xì)化工有限公司、株洲興隆化工實(shí)業(yè)有限公司、羅地亞白炭黑（青島）有限公司、無(wú)錫恒亨白炭黑有限責(zé)任公司，滕州辛緒化工有限公司等。氣相法白炭黑方面，廣州吉必盛科技實(shí)業(yè)有限公司產(chǎn)能達(dá)到6000噸/年，是國(guó)內(nèi)最大的氣相二氧化硅供應(yīng)商。 由于看好白炭黑市場(chǎng)前景，目前國(guó)內(nèi)一些企業(yè)正在建設(shè)或計(jì)劃建設(shè)白炭黑項(xiàng)目，有改擴(kuò)建，也有新建。如上海九琛精細(xì)化工有限公司、濮陽(yáng)市光璞石化公司、湖北興發(fā)集團(tuán)等。 預(yù)計(jì)2010年我國(guó)白炭黑產(chǎn)能有望突破100萬(wàn)噸/年大關(guān)。