【正文】 制堿工業(yè)》化學(xué)工業(yè)出版社， 1990 周連江等《無機(jī)鹽工業(yè)手冊》化學(xué)工業(yè)出版社， 1996 盧芳儀等《化肥工業(yè)》 1994（ 4） 1 劉正寶等《江蘇化工》 1995（ 2） 。近年來，橡膠輪胎、電線電纜、塑料、涂料、造紙、農(nóng)藥、合成樹脂、醫(yī)藥、牙膏、化妝品、 粘合劑、絕緣材料、耐高溫材料等，都需要各種規(guī)格的二氧化硅，可見，二氧化硅的應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷擴(kuò)大。 大力開展應(yīng)用研究，擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域 我國沉淀二氧化硅的生產(chǎn)雖然初具規(guī)模，但應(yīng)用研究步伐有待加快。 在干燥方面，使用熱效率低的廂式干燥，是造成能耗高的主要原因。在此過程中應(yīng)當(dāng)盡量采用微電腦控制的新技術(shù)。 在反應(yīng)技術(shù)上，要用連續(xù)化反應(yīng)設(shè)備代替目前國內(nèi)普遍采用的間歇式反應(yīng)設(shè)備。 沉淀二氧化硅的表面改性的研究，在我國已從大專院校、科研院所發(fā)展到工礦企業(yè)，如廣州市人民化工廠近年來用甲基氯硅烷對沉淀二氧化硅進(jìn)行表面處理，已成功地開發(fā)了二個疏水二氧化硅品種 ，即用作碳酸氫鈉干粉滅火劑的疏水二氧化硅和硅橡膠補(bǔ)強(qiáng)填充用疏水二氧化硅，取得了可喜成效。 選擇表面改性劑一般要注意如下幾個原則： 1）有表面起作用的官能團(tuán)，與基本結(jié)構(gòu)相近； 2）表面張力相匹配； 3）內(nèi)聚能相近，有相容的擴(kuò)散層； 4）界面上的粘度相近。 主要處理劑由各種硅烷衍生物、硬脂酸鹽類、鈦酸脂偶聯(lián)劑、高鋁 酸鹽類偶聯(lián)劑、石蠟、鋁系偶聯(lián)劑、有機(jī)硅等。也可用捏合機(jī)或高速攪拌機(jī)進(jìn)行處理，但效果較差。但處理后產(chǎn)物的純度、粒徑和力度分布都較理想，產(chǎn)品均一。按處理劑的種類，可分 為無機(jī)處理、有機(jī)處理、有機(jī) — 無機(jī)復(fù)合處理；按處理工藝，又可分為濕法處理和干法處理兩種。在某些情況下，對涂料的流變性會產(chǎn)生一定的影響，還會提高涂膜的性能。 表面處理法，是在二氧化硅表面上，用化學(xué)沉積或物理化學(xué)吸附的方法，形成一層或多層的無機(jī)物膜、低分子量有機(jī)物膜、或無機(jī)有機(jī)復(fù)合膜。由于其功能和附加價值的提高，應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，這就顯示了誘人的前景。 在合成二氧化硅產(chǎn)品中，氣相二氧化硅粒徑在 ～ m 之間，是典型的超微細(xì)產(chǎn)品，它的優(yōu)異性能是一般的沉淀二氧化硅所不及；沉淀二氧化硅若用機(jī)械粉碎法加工成“亞微粉”是困難的，欲變成“超微粉”尤為困難。例如，充當(dāng)白色顏料的二氧化胎，雖有 m 以下的品種，光學(xué)上的功能也很好，但不屬于超微粉產(chǎn)品，而市售的粒徑在 ～ m 的才屬此范疇。在我國，有的學(xué)者認(rèn)為粒徑在 1μ m 以下屬超微粉范圍。 ②高純二氧化硅。在這里，二氧化硅是不可缺少的填充材料，性能優(yōu)良的沉淀二氧化硅一樣具有良好的效果。油漆工業(yè)用的代鈦白產(chǎn)品，如硅酸鋁，厚漿涂料上用的玻璃中空微球二氧化硅，表面光滑、內(nèi)充氮氣或二氧化碳，可代替部分鈦白和其他貴重填料，這類產(chǎn)品的發(fā)展前景也是樂觀的。 8）油漆、油墨、涂料用二氧化硅 以前多用氣相二氧化硅作增稠劑、防塵劑和以提高或改善性能為目的賦型填充劑，但是，近年來的研究和實踐表明沉淀二氧化硅在這些領(lǐng)域同 樣是大有作為的。國外的產(chǎn)品如迪高沙的 OK41 HK400 和 HK125 都是很好的改性的沉淀法消光劑產(chǎn)品。 7）消光用二氧化硅 作為家具漆、人造革等的二氧化硅消光劑是較理想的產(chǎn)品。 6）醫(yī)藥用二氧化硅 這類二氧化硅在國外是列入藥典規(guī)范生產(chǎn)的，例如美國列《美國藥典》。 5）牙膏用二氧化硅 這個產(chǎn)品有兩個要求：①制品的純度，要達(dá)到醫(yī)藥級；②要求有一定的力度和摩擦性。 4）農(nóng)藥用二氧化硅 一般農(nóng)藥二氧化硅 要求粒子達(dá)到微米級，比表面積大，吸收質(zhì)比較高，農(nóng)藥的劑型多，所以，也必須適應(yīng)其劑型的需要，制造出適于水劑、乳劑、膠囊劑、顆粒劑農(nóng)藥的二氧化硅系列產(chǎn)品。 2）造紙用二氧化硅 為了實現(xiàn)紙張輕量化，減少木材用量，提高紙的質(zhì)量，所以，作為造紙工業(yè)的填料，水合二氧化硅有必要迅速工業(yè)化。 開發(fā)專用型、功能化的新產(chǎn)品 由于科學(xué)的發(fā)展、技術(shù)的進(jìn)步，各行業(yè)都根據(jù)自身的需要提出了新的質(zhì)量要求，因此，不僅要有普遍型的產(chǎn)品，而且也要有特殊類型的二氧化硅。日本硅公司的 NIPSIL VN3也有五種。 增加品種，實現(xiàn)產(chǎn)品系列化 我國生產(chǎn)的水合二氧化硅多為橡膠工業(yè)通用級的中、低檔產(chǎn)品，其他工業(yè)還未能顧 及。此外，我國生產(chǎn)的水合二氧化硅尚未普遍采用造粒技術(shù)，粉狀產(chǎn)品也是橡膠在混煉中出現(xiàn)粉塵飛揚(yáng)、污染環(huán)境情況。 就橡膠工業(yè)所需而言，目前，國內(nèi)暫只能提供半補(bǔ)強(qiáng)的沉淀二氧化硅。 提高質(zhì)量 我國水合二氧化硅產(chǎn)量低，還不是最突出的問題，產(chǎn)品質(zhì)量差才是癥結(jié)所在。德國迪高莎公司年產(chǎn)達(dá) 20 萬噸 ，美國 PPG 公司近 20 萬噸，法國羅納 普朗克公司 15 萬噸。其發(fā)展趨勢是： 擴(kuò)大產(chǎn)量 我國水合二氧化硅現(xiàn)有的年生產(chǎn)能力達(dá)二十萬噸，而發(fā)達(dá)國家八十年代中期已達(dá) 72 萬噸。 雖然，我國在白炭黑的生產(chǎn)工藝和設(shè)備上都進(jìn)行了許多改進(jìn)和提高，但與國際水平相比仍有很大差距，我們?nèi)孕杓涌彀l(fā)展大容積反應(yīng)器以及與之配套的設(shè)備能力，提高設(shè)備質(zhì)量，進(jìn)行合理的工藝改造，提高國產(chǎn)白炭黑的產(chǎn)品質(zhì)量和品種，以適應(yīng)快速發(fā)展的國民經(jīng)濟(jì)的需要。 噴霧炭化法白炭黑生產(chǎn)工藝 含 CO2 混合氣 → 凈化 → 壓縮 —— ┐尾氣 排水 ↓ 助劑 ↓ ↑ ↑ 水玻璃 → 壓濾 — → 配料 → 噴霧碳化 → 壓濾 → 濾液貯槽 — ┐ ↑ ∣ 石灰 — ┐ │ │濾液 │ ↓ ↓ └ —————— ┼ 壓濾 ← 濾液處理 ↓ ↓ 產(chǎn)品活性白炭黑 ← 旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥 ← 壓濾洗滌 ← 打漿活化 副產(chǎn)品碳化鈣濾餅 ↑ ↓ ↑ ↑ ∣ 污水排放 洗水 活化劑 煤 ——— → 熱風(fēng)爐 ← —— 煙氣排放 空氣 ↑ 噴霧碳化是以含 CO2混合 氣體和水玻璃水溶液進(jìn)行反應(yīng)生成白炭黑，屬于氣 — 液 — 固三相反應(yīng)體系。 醫(yī)用白炭黑 凈化水 Na2S 溶液 凈化水 濃硫酸靜置除雜 ─→ 稀釋 50%───→ 除砷 ─→ 稀釋 → 反應(yīng) 凈化水 │ 泡花堿靜置除雜 ─→ 稀釋 →│ ↓ 成品 ← 干燥 ← 壓濾漂洗 該工藝的關(guān)鍵是采用硫化鈉除去砷，其原理如下： H+ 2As3++3S2 ＝＝ As2S3↓ H+