CN100999322A - 沉淀法生产白炭黑过程中精确控制产品灼烧减量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种沉淀法生产白炭黑工艺，具体为一种沉淀法生产白炭黑过程中精确控制产品灼烧减量的方法。解决了现有技术中存在的沉淀法生产白炭黑工艺中对产品的灼烧减量无法精确控制的问题。步骤包括把原料为碳酸钠和石英砂反应生成硅酸钠，然后硅酸钠和浓硫酸进一步合成反应生成硫酸钠和白炭黑，通过对生成的硅酸钠的模数进行分级控制，然后在合成反应中控制温度在80～95℃，硅酸钠的浓度控制在2.2～2.8mol/L。本发明不用改变原来的生产线和使用的生产设备，生产出来的白炭黑的灼烧减量可分别控制在3～4，4～5，5～6等的精确的小范围内，可以满足不同用户的需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种沉淀法生产白炭黑工艺，具体为一种沉淀法生产白炭黑过程中精确控制产品灼烧减量的方法。
背景技术
现有的沉淀法生产白炭黑工艺，包括把原料为碳酸钠和石英砂，在高温下反应生成硅酸钠，Na2CO3+SiO2→Na2SiO3+CO2，然后硅酸钠和浓硫酸进一步合成反应生成硫酸钠和纯的二氧化硅，即白炭黑。沉淀二氧化硅是由硅酸钠与硫酸反应生成的硅酸在一定条件下水解成水合二氧化硅和水，反应式为：Na2SiO3+H2SO4→H2SiO3+Na2SO4，H2SiO3→SiO2+H2O沉淀出来的水合物经洗涤、压滤、干燥成成品。最后的产品质量的主要指标是灼烧减量，白炭黑的灼烧减量指标对以其为原料的产品质量有决定性的影响，所以不同的行业如载体、轮胎、农药、涂料等对产品的灼烧减量要求不同。现有的生产白炭黑的技术对所生产出的白炭黑产品的灼烧减量指标无法精确控制，所以导致产品的灼烧减量指标范围较大，无法满足不同用户的需求。
发明内容
本发明为了解决现有技术中存在的沉淀法生产白炭黑工艺中对产品的灼烧减量无法精确控制的问题而提供了一种沉淀法生产白炭黑过程中精确控制产品灼烧减量的方法。
本发明是由以下技术方案实现的，一种沉淀法生产白炭黑过程中精确控制产品灼烧减量的方法，步骤包括把原料为碳酸钠和石英砂反应生成硅酸钠，然后硅酸钠和浓硫酸进一步合成反应生成硫酸钠和白炭黑，通过对生成的硅酸钠的模数进行分级控制，然后在合成反应中控制温度在80～95℃，硅酸钠的浓度控制在2.2～2.8mol/L。最佳的条件为：合成反应中控制温度在85～90℃，硅酸钠的浓度控制在2.4～2.6mol/L。
白炭黑生产的原料硅酸钠的模数以3.10-3.20、3.20-3.30、3.30-3.40三个阶段区分分级，它的实现是通过在生产硅酸钠时的原料即石英沙与纯碱配比比例的不同的以实现的。本发明在现有的沉淀法生产白炭黑的工艺基础上仅对操作工艺做有效调整，而且不用改变原来的生产线和使用的生产设备，生产出来的白炭黑的灼烧减量可分别控制在3～4，4～5，5～6等的精确的小范围内，可以满足不同用户的需求。沉淀法白炭黑制得的亲水性白炭黑的灼烧减量与原料硅酸钠的模数成反比。
模数(M)的计算：模数(M)为产品中二氧化硅摩尔数与氧化钠摩尔数的比值，按下式计算：M＝X4/X3×1.032
式中：X3………氧化钠(Na2O)的百分含量
X4………二氧化硅(SiO2)的百分含量
1.032……氧化钠相对分子量与二氧化硅的比值
具体实施方式
实施例1，一种沉淀法生产白炭黑过程中精确控制产品灼烧减量的方法，步骤包括把原料为碳酸钠和石英砂反应生成硅酸钠，然后硅酸钠和浓硫酸进一步合成反应生成硫酸钠和白炭黑，通过对生成的硅酸钠的模数进行分级控制，然后在合成反应中控制温度在80℃，硅酸钠的浓度控制在2.2mol/L。
白炭黑生产的原料硅酸钠的模数以3.10-3.20、3.20-3.30、3.30-3.40三个阶段区分分级分别进行控制，它的实现是通过在生产硅酸钠时的原料即石英沙与纯碱配比比例的不同的以实现的，生产出来的白炭黑的灼烧减量可分别控制在3～4，4～5，5～6。具体如：硅酸钠模数3.12时得到产品的灼烧减量为5.8，硅酸钠模数3.18时得到产品的灼烧减量为5.4。
实施例2，一种沉淀法生产白炭黑过程中精确控制产品灼烧减量的方法，步骤包括把原料为碳酸钠和石英砂反应生成硅酸钠，然后硅酸钠和浓硫酸进一步合成反应生成硫酸钠和白炭黑，通过对生成的硅酸钠的模数进行分级控制，然后在合成反应中控制温度在95℃，硅酸钠的浓度控制在2.8mol/L。
白炭黑生产的原料硅酸钠的模数以3.10-3.20、3.20-3.30、3.30-3.40三个阶段区分分级，它的实现是通过在生产硅酸钠时的原料即石英沙与纯碱配比比例的不同的以实现的，生产出来的白炭黑的灼烧减量可分别控制在3～4，4～5，5～6。具体如：硅酸钠模数3.24时得到产品的灼烧减量为4.7，硅酸钠模数3.28时得到产品的灼烧减量为4.2。
实施例3，一种沉淀法生产白炭黑过程中精确控制产品灼烧减量的方法，步骤包括把原料为碳酸钠和石英砂反应生成硅酸钠，然后硅酸钠和浓硫酸进一步合成反应生成硫酸钠和白炭黑，通过对生成的硅酸钠的模数进行分级控制，然后在合成反应中控制温度在85℃，硅酸钠的浓度控制在2.4mol/L。
白炭黑生产的原料硅酸钠的模数以3.10-3.20、3.20-3.30、3.30-3.40三个阶段区分分级，它的实现是通过在生产硅酸钠时的原料即石英沙与纯碱配比比例的不同的以实现的，生产出来的白炭黑的灼烧减量可分别控制在3～4，4～5，5～6。具体如：硅酸钠模数3.34时得到产品的灼烧减量为3.8，硅酸钠模数3.37时得到产品的灼烧减量为3.6。
实施例4，一种沉淀法生产白炭黑过程中精确控制产品灼烧减量的方法，步骤包括把原料为碳酸钠和石英砂反应生成硅酸钠，然后硅酸钠和浓硫酸进一步合成反应生成硫酸钠和白炭黑，通过对生成的硅酸钠的模数进行分级控制，然后在合成反应中控制温度在90℃，硅酸钠的浓度控制在2.6mol/L。白炭黑生产的原料硅酸钠的模数以3.10-3.20、3.20-3.30、3.30-3.40三个阶段区分分级，它的实现是通过在生产硅酸钠时的原料即石英沙与纯碱配比比例的不同的以实现的，生产出来的白炭黑的灼烧减量可分别控制在3～4，4～5，5～6。
Claims (3)
1、一种沉淀法生产白炭黑过程中精确控制产品灼烧减量的方法，步骤包括把原料为碳酸钠和石英砂反应生成硅酸钠，然后硅酸钠和浓硫酸进一步合成反应生成硫酸钠和白炭黑，其特征在于：通过对生成的硅酸钠的模数进行分级控制，然后在合成反应中控制温度在80～95℃，硅酸钠的浓度控制在2.2～2.8mol/L。
2、根据权利要求1所述的沉淀法生产白炭黑过程中精确控制产品灼烧减量的方法，其特征在于：原料硅酸钠的模数以3.10-3.20、3.20-3.30、3.30-3.40三个阶段区分分级。
3、根据权利要求1或2所述的沉淀法生产白炭黑过程中精确控制产品灼烧减量的方法，其特征在于：然后在合成反应中控制温度在85～90℃，硅酸钠的浓度控制在2.4～2.6mol/L。
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