Napredak u sintezi bijele čađe (silicijev dioksid / SiO2)
Bijela čađa opće je ime amorfne bjelančevine praškaste silicijeve kiseline i silikatnih produkata, uglavnom se odnosi na precipitirani silicijev dioksid, silicijev dioksid u plinovitoj fazi, ultrafini silikagel i silikagel, uključujući sintetički aluminijski silikat i kalcijev silikat.
1. Korištenje bijele čađe
Bijela čađa naširoko se koristi u sintezi gume, sintetičkog ulja, boje, svjetlosnog agensa, izolacijske boje, elektroničkih komponenti, tiksotropnog agensa, precipitata fosfora, punila za tiskanje u boji, sredstva za odjeljivanje kalupa za lijevanje i tako dalje. Crna crna može se koristiti kao punilo u polietilenu i drugim plastičnim materijalima. To može značajno poboljšati električnu izolaciju kabela na kabelu. Kao ljepilo na papiru može povećati bjelinu i neprozirnost papira i poboljšati mehanička svojstva i ukrašavanje. U proizvodnji poljoprivrednih kemikalija, bijela čađa koristi se kao nosač ili razrijedeni razrjeđivač koji se dodaje u poljoprivredu. Zbog svoje visoke apsorpcije, jednostavne suspenzije, dobrog afiniteta i kemijske stabilnosti, može zadržati učinkovitost produkta.
2, proces sinteze bijele čađe
Glavne metode proizvodnje bijele čađe su taloženje i plinska faza, a bijela čađa u plinovitoj fazi je bijela amorfna i prozirna čvrsta koloidna nanočestica (veličina čestica manja od 100 nm), ali proces pripreme je složen i produkt je skup, metoda taloženja ima tradicionalnu metodu taloženja i posebnu metodu taloženja, prvo se odnosi na sumpornu kiselinu, klorovodičnu kiselinu, CO: vodu. Bijela čađa proizvedena od stakla koristi se kao osnovna sirovina. Potonji se odnosi na bijelu čađu proizvedenu posebnim postupcima, kao što je supergravitacijska tehnologija, sol gel metoda, metoda kemijskog kristala, dva postupka kristalizacije ili reverzna mikroemulzijska metoda.
2.1 silicijev dioksid
Kina je započela malu proizvodnju smrdljive silike u 60-im godinama 20. stoljeća. Samo 3 tvrtke su proizvodile bijelu čašu plinovite faze prije 2002., od kojih su dvije bile četiri silikonskog klorida, a druga je najprije realizirana pomoću metil-tri klorsilana, nusprodukt organosilikona, kako bi se proizvela crna čađa plinovite faze, uobičajeno poznata kao "nano silika crna".
Kemijska taloženja pare (CAV), također poznata kao piroliza, suha metoda ili metoda sagorijevanja obično se izrađuju od siloksana, četiri silicij-klorida, šest etil-siloksana, kisika (ili zraka) i vodika, koji reagiraju pri visokoj temperaturi.
Zrak i vodik se šalju u sintetički hidrolizat nakon tlaka, odvajanja, hlađenja, dehidracije, sušenja silikagelom i filtracije prašine. Nakon što se četiri materijala od silikonskog klorida šalju na destilacijsku kolonu, isparivač se zagrijava i ispari, a sušenjem i filtriranim zrakom se koristi kao nosač na sintetički hidrolizat, a četiri silikonskog klorida se isparavaju na visokoj temperaturi. Kada je temperatura od 1000 do 1800 ° C, plinska faza se hidrolizira s određenom količinom vodika i kisika (ili zraka) pri visokoj temperaturi od oko 1800 stupnjeva C. Čestice silicijevog dioksida u plinovitoj fazi su vrlo tanke i aerosol , što nije lako uhvatiti, tako da se čestice najprije sakupljaju u agregatoru, a zatim skupljaju kroz ciklonski separator, a zatim se otpuštaju. Kisela peć koristi zrak koji sadrži amonijak kako bi se pročišćeni silicijev dioksid pročistio na pH vrijednost od 4 do 6, što je gotov proizvod.
2.2 precipitirani silicijev dioksid
Trenutačno se u industriji obično upotrebljava metoda taloženja, a njezin procesni put općenito je slijedeći: na određenoj temperaturi industrijsko staklo vode pripremljeno je reakcijom kvarca (pijeska) i natrijevog hidroksida da se dobije razrijeđena otopina, a zatim silika se istaloži pod određenim uvjetima, a zatim se očisti, filtrira, osuši i zgnječi kako bi se dobila bijela čađa. Postoje mnoge metode za taloženje, a metoda kiseline glavna je metoda u Kini.
2.2.1 kiselinska metoda
Metoda kiseline je reakcija topljivog silikata sa sumpornom kiselinom ili nekom drugom kiselinom. Kada reakcija dosegne određenu pH vrijednost, prestaje dodavati kiselinu, starenje, filtriranje, pranje i uklanjanje N% SO, i dobiti proizvod nakon sušenja i drobljenja.
Shematski dijagram postupka dobivanja bijele čađe pomoću kiselinske metode
Ključni korak u kiselom procesu je postupak dodavanja kisika koji zahtijeva simultanu obradu nekoliko parametara. Iz materijalnih promjena u reakcijskom procesu može se vidjeti da su svojstva proizvoda vezana uz tehnološke uvjete kontrole. Topljivi silikat prvo se pretvara u monomer silicijevu kiselinu, jedan dio nastavlja proizvoditi labavo floc (agregaciju), a drugi proizvodi gusti koloid (gel djelovanje).
2.2.2. Karbonizacija
Proizvodnja silicijevog karbonata temelji se na reakciji ugljičnog dioksida i topljive otopine silikata da se dobije vodotopivi Si02 nakon filtriranja, sušenja, drobljenja i pakiranja.
Shematski dijagram procesa karbonizacije za pripremu bijele čađe
U tom procesu stopa pretvorbe natrijevog silikata je niska, a uređaj za filtriranje općenito je potreban za oporabljivanje sode pepela od nusproizvoda radi smanjenja troškova. Površinski aktivno sredstvo također utječe na performanse bijele čađe. Bolje je koristiti polietilen glikol (6ooo) kao površinski aktivno sredstvo u karboniziranoj crnoj čađi.
Nova tehnologija za karbonizaciju raspršivanjem izrađena je od CO-mješovitih plinova i vodenog stakla kao sirovine, koristeći naprednu tehnologiju i opremu kao što je karboniziranje raspršivanjem, automatsko prešanje filtarskog filtera, rotacijsko bljeskalice i druga napredna tehnologija i oprema za aktivno (ili transparentno) stupanj) bijele čađe. Ovaj proces ima veliko područje kontakta, brzu brzinu reakcije, nisku cijenu proizvodnje i stalne troškove proizvodnje. Značajke proizvodnje, niski intenzitet rada, dobra kvaliteta proizvoda, veliki vizualni kapacitet, dobra hermetička čvrstoća, visoka toplinska učinkovitost, očita ušteda energije i ušteda električne energije, ekološka korist i ekonomska korist su izvanredna.
2.2.3 disocijacija minerala i drugi novi procesi
Nematerijalna ruda kao sirovina za izradu bijele čađe su kremena, proteinska tla, serpentin, glina, zemlja za vlaženje, kaolin, wollastonit, kvarcni pijesak, sepiolit, attapulgit, leteći pepel, cirkon, ugljen gangue, žuta fosforna ruda i tako dalje. U literaturi se navodi da je proizvodnja bijele čađe iz nemetalnih rudača pokazala da je ekonomski i tehnički izvedivo te daje novi način korištenja resursa.
3. Zaključak
(1) silika ima širok spektar primjena, a različiti proizvodi imaju različite primjene. Hitno je usvojiti jednostavniji i ekonomičniji način za proizvodnju i pripremu bijele čađe.
(2) potrebno je provoditi sustavna istraživanja o pripremi silicijevog dioksida iz industrijskog otpada (poput žute fosforne šljake) i razviti tehnologiju i ekonomski izvediv proces.