【文章內容簡介】 后比表面積逐漸減小，這表明結構發(fā)生了變化，表面熔結，吸附能力相應減小。 沉淀二氧化硅的表面有極強的化學吸附性，這與其表面羥基的存在有關 ，它的表面羥即刻和分子以氫鍵的形式結合而形成多分子吸附層。而且水二氧化硅表面羥基密度的增加，被吸附的水分量也增加，吸附量與二氧化硅的比表面積成正比。二氧化硅表面羥基還可與許多小分子物質發(fā)生吸附作用。因此，沉淀二氧化硅作為橡膠補強添充劑應用時，其表面羥基極易對含不成對電子的硫化促進劑發(fā)生強烈的化學吸附，從而減慢了促進劑的分解，它會對橡膠的硫化作用起遲延阻凝作用。為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，就需要在橡膠混煉時，配一定量的對沉淀二氧化硅羥基可優(yōu)先吸附的物質，如甘油等醇類或三乙醇胺類活化劑。 沉淀二氧化硅因工藝、生產(chǎn)方 法、要求等各異，其酸堿性也有差別：一般多近中性，但也有微酸性或微堿性。 （二） 生產(chǎn)原理和方法 沉淀二氧化硅的生產(chǎn)方法很多，我們主要介紹以下幾種方法： （ 1） 沉淀法 （ 2） 聯(lián)堿廢液法 （ 3） 以稻殼、稻草、麥秸為原料的白炭黑的生產(chǎn)工藝 （ 4） 天然硅灰石制白炭黑 （ 5） 醫(yī)用白炭黑 （ 6） 噴霧炭化法白炭黑生產(chǎn)工藝 沉淀法 （ 1） 生產(chǎn)原理 水玻璃和硫酸反應生成水合硅酸 △ Na2OmSiO2+H2SO4+nH2O→ Na2SO4+mSiO2(n+1)H2O↓ 反應完成液經(jīng)壓濾機洗滌、脫水，并通過打漿制得合格白炭 黑料漿后，送干燥塔噴霧干燥。 （ 2） 生產(chǎn)方法 沉淀二氧化硅的生產(chǎn)流程如下： 工藝水→ 工藝水過濾器 → 離子交換器 → 工藝水罐 ────┓ │ ┏→ 中 間 槽 │ 水玻璃→ 水玻璃配置槽 → 壓濾機 → 儲罐 ─│ ││ ↑↑ ┖→ 計量槽 ││ 壓縮空氣─┛┗─補充工藝水 ↓ ↓↓ 硫酸 → 硫酸接收槽 → 硫酸儲槽 ─────→ 反 應 器 ←蒸汽 ↓ ┏─── 打漿系統(tǒng) ← 壓 濾 機 ← 換 熱 器 ← 料漿輸送泵 │ ↑ ↑ ↑┗→ 母液排掉 ↑ │ 工藝水 → 工藝水槽 │ 熱水槽 │ ↓ 回水罐 ─ ──────┛┏→ 引風機 →排空 料漿儲罐 → 管道過濾器 → 螺桿泵 → 干燥塔 → 大袋濾器 ─│ ┏→ 引風機 →排空 ↑ ┖→ 小袋濾器 ─│ 熱風 ┖→ 料倉 →成品 流程簡述 : 工藝水經(jīng)工藝水過濾器過濾，去除機械雜質，濾液進入離子交換器，去除 Ca2+ 、 Mg2+進入工藝水罐。 水玻 璃溶液在水玻璃配置槽中，加入適量的工藝水制成合適的水玻璃溶液，經(jīng)壓濾機過濾除去沉淀物，經(jīng)水玻璃中間泵打到水玻璃計量槽，經(jīng)計量，用水玻璃輸送泵送到反應器。 濃 H2SO4 用硫酸計量泵送到反應器使用。 水玻璃和濃 H2SO4 加入沉淀反應器中，同蒸汽直接加熱，反應 4個小時，反應器溶液終點 pH 值 3~4，放入料漿中間槽，并用料漿泵打入換熱器進行換熱。以降低料漿溫度。料漿換熱后進壓濾機過濾并用清水洗滌，母液排掉。濾餅經(jīng)皮帶輸送機送打漿機打漿。 打好的料漿經(jīng)螺桿泵進入料漿儲罐，在經(jīng)螺桿泵送至干燥塔干燥。干燥后的物料通過風管 、袋濾器，成品進入料倉。 聯(lián)堿廢液法 （ 1） 生產(chǎn)原理 聯(lián)堿廢液的主要成分是 NH4Cl，與水玻璃的反應實質是 NH4Cl 與Na2O nSiO2 的雙水解反應。廢液中的 NH4+在水溶液中水解為 NH3和 H+,水玻璃在水中水解為 SiO2 nH2O 和 OH，而 H+與 OH,結合成H2O，反應方程式： 2NH4++SiO32+(n+1)H2O→ 2NH3 H2O+SiO2 nH2O NH4+與 SiO32的水解相互促進生成 SiO2 nH2O 沉淀，即白炭黑產(chǎn)品，使反應進行的較為完全。 (2)生產(chǎn)方法 聯(lián)堿廢液 法工藝流程圖： 稀釋劑 ↓ 聯(lián)堿廠廢液 → 中和 → 反應 → 陳化 → 過濾 → 干燥 →產(chǎn)品 ↓ ↓ NH3（ g）回收系統(tǒng) 母液回收處理 流程簡述：將聯(lián)堿廠的廢液的 pH調整后，加入到反應釜中，預熱到反應溫度。在不斷的攪拌的情況下，將水玻璃以一定的速度加入到反應釜中。加料結束后溶液保溫一小時左右，然后調整溶液的 pH 值，于室溫酸化一段時間。待溶液分層后過濾，以水洗滌濾餅至 pH 值為~。干燥濾餅即得白炭黑。 以稻殼、稻草、麥秸為原料的白炭黑的生產(chǎn)工藝 （ 1） 生產(chǎn)原理 以稻殼為例說明碳酸鈉提取炭化稻殼中的水合二氧化硅機理如下：炭化稻殼與碳酸鈉溶液混合后，碳酸鈉水溶液發(fā)生水解，產(chǎn)生 OH例子： 加熱 CO32+H2O ＝＝ HCO3+OH 冷卻 產(chǎn)生的 OH離子在溫度較高時與炭化稻殼中的水合二氧化硅反應；在 OH離子作用下，水合二氧化硅的巨大的硅氧四面體網(wǎng)狀結構被拆裂變?yōu)楹唵蔚?Si(OH)5而溶解。由于碳酸鈉水解是吸熱反應，提高溫度有利于水解的進行， OH離子濃度越大；提高碳酸鈉濃度， OH離子濃度也隨之增加。實驗證明，溫度越高，堿濃度越大，水合二氧化硅溶解度越大。如果降低溫度，水解反應逆向進行，水合二氧化硅的溶解度降低，沉淀析出。 （ 2） 生產(chǎn)方法 以稻殼、稻草、麥秸為原料的白炭黑的生產(chǎn)工藝流程如下： 稻殼 → 炭化 → 炭化稻殼 → 反應 ───→ 過濾 → 濾液 → 過濾 加│ │ │ 熱↓ 濾渣↓ （空溫冷卻） │ 碳酸鈉溶液 ←────── 濾液 ←│ 粉狀產(chǎn)品 ← 粉碎 ← 噴霧干燥 ←┑