一种工业水玻璃制备白炭黑的方法技术

本发明专利技术公开了一种用工业水玻璃制备白炭黑的方法，属于磷化工领域。工业水玻璃制备白炭黑的技术关键是采用酸化沉淀法制备白炭黑，利用工业水玻璃为原料与不同酸剂反应，从而实现了白炭黑的制备，满足工业湿法磷酸汽提脱氟要求。该发明专利技术技术反应条件简单、工艺流程短、成本低，且得到的白炭黑产品中二氧化硅的含量高，杂质含量低等特点，经过反应后得到的白炭黑中SiO2含量高于90％，氟0.41％，铁0.011％，铝0.012％，镁0.0034％，用此白炭黑进行汽提脱氟，在1h以内，脱氟磷酸的P2O5/F大于300。

A method of preparing white carbon black from industrial glass

The invention discloses a method for preparing white carbon black from industrial water glass, belonging to the field of phosphorus chemical industry. The key to the preparation of white carbon black from industrial glass is the preparation of white carbon black by acidification and precipitation method. The industrial water glass is used as the raw material to react with different acids, thus the preparation of white carbon black is realized and the defluorination requirement of industrial wet process phosphoric acid stripping is met. The technology is simple in reaction, short in process and low in cost, and the content of silica in white carbon black products is high, and the content of impurities is low. After reaction, the content of SiO2 in white carbon black is higher than 90%, fluorine 0.41%, iron 0.011%, aluminum 0.012%, magnesium 0.0034%, and this white carbon black is used for stripping defluorination. Within 1h, the P2O5/F of defluorphosphoric acid is greater than 300.

【技术实现步骤摘要】
一种工业水玻璃制备白炭黑的方法
本专利技术涉及到一种工业水玻璃制备白炭黑的关键技术，属磷化

技术介绍
白炭黑是橡胶工业重要的补强材料，因其微观结构、聚集体形态以及在橡胶中的补强性能与炭黑相近，故称为白炭黑。白炭黑从40年代投入工业化生产以来，经过半个世纪的应用和研究，已经成为橡胶、塑料、造纸、染料、涂料、油墨和油漆等十几个领域不可缺少的助剂，尤其是橡胶行业，白炭黑以其优越的补强性能和透明性成为炭黑的替代品，发展较快。白炭黑按生产方法大体分为沉淀法白炭黑和气相法白炭黑，气相法白炭黑大体分为两类，一是亲水性气相白炭黑，一是疏水性气相白炭黑，水型产品是利用亲水型产品通过表面化学处理而获得，具有高分散性能，是极其重要的纳米级无机原材料之一。沉淀法白炭黑又分为传统沉淀法白炭黑和特殊沉淀法白炭黑。前者是指以硫酸、盐酸、CO2与水玻璃为基本原料生产的白炭黑，后者是指采用超重力技术、溶胶-凝胶法、化学晶体法、二次结晶法或反相胶束微乳液法等特殊方法生产的白炭黑。沉淀法白炭黑的粒径较大，约为20～40nm，纯度稍低，补强性比气相法差，胶料的介电性能特别是受潮后的介电性能较差，但价格便宜，工艺性能较好，可单独用于NR、SBR等通用胶中，也可与炭黑并用，以改善胶料的抗屈挠龟裂性，使割口增长率减慢。目前我国的生产企业多采用硫酸法。一般用水玻璃和硫酸为原料，采用酸碱“对加法”，在一定的PH值范围内制备出溶胶母液，合成硅溶胶粒子作为“晶种”，晶种逐渐长大形成白炭黑，所得料浆经调解pH值、过滤、洗涤、打浆、干燥得到最终产品；该法的优点是工艺简单，操作稳定；缺点是：对加后硅溶胶粒子晶种大小不易掌控。
技术实现思路
针对上述问题，本专利公开的工业水玻璃制备白炭黑的技术关键是利用一定浓度的酸剂溶液滴加到加热的水玻璃中，沉淀法制备白炭黑，满足了工业湿法磷酸中脱氟的要求。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案为：一种工业水玻璃制备白炭黑关键技术，其特征是利用不同酸剂与工业水玻璃反应生成二氧化硅沉淀物，从而实现了白炭黑的制备，满足了工业湿法磷酸脱氟要求。工业水玻璃化学分析如表1。表1工业水玻璃化学组分分析(％)Na2OSiO2Fe2O3Al2O3K2OCuOMnO2MgOCaO9.4040.740.02430.03400.00430.00010.00130.00150.0039本专利技术的不同酸剂为盐酸、硫酸及硝酸，添加量为水玻璃的wt5-25％。不同酸剂的浓度为wt10-50％。制备白炭黑的反应温度为68～70℃，反应时间1～120min，搅拌速率300r/min。本专利技术公开工业水玻璃制备白炭黑的技术关键是采用酸化沉淀法制备白炭黑，利用工业水玻璃为原料与不同酸剂反应，从而实现了白炭黑的制备，满足工业湿法磷酸汽提脱氟要求。本专利技术技术反应条件简单、工艺流程短、成本低，且得到的白炭黑产品中二氧化硅的含量高，杂质含量低等特点，经过反应后得到的白炭黑中SiO2含量高于90％，氟0.41％，铁0.011％，铝0.012％，镁0.0034％，用此白炭黑进行汽提脱氟，在1h以内，脱氟磷酸的P2O5/F大于300。具体实施方式实施例1取工业水玻璃5kg于反应釜中，加温至70℃，以64.58g/min的滴加速度加入制备白炭黑的盐酸(浓度20％的盐酸，3.875kg)，加入药剂的时间为43min,总共反应时间为2h，搅拌速率300r/min，终点PH值为6。经过测定后SiO2为90.59％，氟0.38％，铁0.009％，铝0.01％，镁0.0036％。实施例2取工业水玻璃5kg于反应釜中，加温至68℃，以64.58g/min的滴加速度加入制备白炭黑的硫酸(浓度10％的硫酸，7.75kg)，加入药剂的时间为2h,总共反应时间为3h，搅拌速率300r/min，终点PH值为6。经过测定后SiO2为92.29％，氟0.41％，铁0.011％，铝0.012％，镁0.0034％。实施例3取工业水玻璃5kg于反应釜中，加温至68℃，以64.58g/min的滴加速度加入制备白炭黑的硝酸(浓度25％的硝酸，5.64kg)，加入药剂的时间为2h,总共反应时间为3h，搅拌速率300r/min，终点PH值为6。经过测定后SiO2为91.36％，氟0.40％，铁0.036％，铝0.015％，镁0.003％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工业水玻璃制备白炭黑的方法，其特征是：利用不同酸剂与工业水玻璃反应生成二氧化硅沉淀物，反应温度为68～70℃，反应时间10～120min，搅拌速率300r/min，工业水玻璃化学成分的重量百分比为，Na2O为9.40、SiO2为40.74、Fe2O3为0.0243、Al2O3为0.0340、K2O为0.0043、CuO为0.0001、MnO2为0.0013、MgO为0.0015、CaO为0.0039。

【技术特征摘要】
1.一种工业水玻璃制备白炭黑的方法，其特征是：利用不同酸剂与工业水玻璃反应生成二氧化硅沉淀物，反应温度为68～70℃，反应时间10～120min，搅拌速率300r/min，工业水玻璃化学成分的重量百分比为，Na2O为9.40、SiO2为40.74、Fe2O3为0.0243、Al2O3为0.0340、K2O为0.0043、CuO为0.0001、MnO2为0.0013、MgO为0.0015、CaO为0.0039。2.根据权利要求1所述的一种工业水玻璃制备白炭黑的方法，其特征在于：所述的不同酸剂为盐酸、硫酸及硝酸，添加量为...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚丽，何宾宾，姜威，
申请(专利权)人：云南磷化集团有限公司，
类型：发明
国别省市：云南,53