白炭(tan)黑作(zuo)為硅膠制品原(yuan)材料最主(zhu)要的(de)(de)(de)(de)補強劑除此之(zhi)外它還是(shi)(shi)橡(xiang)膠(jiao)、塑(su)料、造紙、涂料、油墨、造漆(qi)等工業(ye)不可缺少的(de)(de)(de)(de)原(yuan)料，所(suo)以在質量上自然(ran)不可被忽(hu)略，而我們常用(yong)的(de)(de)(de)(de)很(hen)多硅膠(jiao)用(yong)品必須來源于它，所(suo)以對(dui)材質要求與產品的(de)(de)(de)(de)性能都有一個詳細(xi)解析，那(nei)么白炭黑到(dao)底是(shi)(shi)由什么加工，又是(shi)(shi)如(ru)何(he)制取的(de)(de)(de)(de)呢？

　　白(bai)炭黑多數(shu)由國外(wai)供(gong)應，國外(wai)不(bu)僅(jin)產(chan)量大，而且還在向(xiang)各(ge)種(zhong)各(ge)樣(yang)無(wu)機精(jing)細化工產(chan)品(pin)發展(zhan)。國內(nei)生(sheng)(sheng)產(chan)廠(chang)家(jia)十多個，生(sheng)(sheng)產(chan)的白(bai)炭黑大多 用(yong)于硅(gui)膠(jiao)與橡膠(jiao)補強(qiang)劑占據多數。近年來，隨著人(ren)民(min)生活(huo)水平的提高，橡膠(jiao)工業(ye)的產(chan)品結(jie)構(gou)發生了(le)新的變革，黑色橡膠(jiao)的用(yong)量日益 減少，代之(zhi)而起的淺(qian)色、彩色、透明(ming)或(huo)半透明硅橡膠制品需求量與日俱增，因(yin)而市場對白炭黑的需求量增加很快(kuai)。

　　谷露硅華酸浸(jin)(jin)提銫后的浸(jin)(jin)出渣(zha)，由于浸(jin)(jin)出鐵錳等元素，白度(du)提高；由于浸(jin)(jin)出各種堿性成分，SiO2含量亦比硅華有所提高，使其更接 近于制取水玻璃、白炭黑、活性白炭黑對SiO2原料高硅低鐵的要求。為了利用硅華中的硅資源，我們進行了硅渣制白炭黑的試驗。

　　制(zhi)備白炭黑必須使用(yong)硅(gui)酸鈉(na)（俗名(ming)水玻璃），因(yin)此，首(shou)先由(you)硅(gui)渣制(zhi)備硅(gui)酸鈉(na)溶液。本實驗(yan)采用(yong)氫氧化鈉(na)溶液加壓(ya)浸出硅(gui)渣制(zhi)取硅(gui)酸 鈉溶(rong)液的濕(shi)法工(gong)(gong)藝。制(zhi)備白炭黑(hei)(hei)的工(gong)(gong)藝路線是：采用鹽酸加水玻璃(li)制(zhi)溶(rong)膠，然(ran)后再(zai)與水玻璃(li)反應(ying)制(zhi)取白炭黑(hei)(hei)，經洗滌(di)、干(gan)燥、粉碎 而得白炭(tan)黑(hei)(hei)產品。

　　一、由硅渣制水玻(bo)璃

　　試(shi)驗(yan)在21高壓釜中進行，硅渣與NaOH溶液在一定溫度和壓力下，經過一定時間反應制得水玻璃。經酸浸后的硅渣含SiO2 85%，NaOH 采用化學純試劑，每次試驗取硅渣300g，按模數m=SiO2/Na2O=3.3配加NaOH，進行了溫度、壓力、時間、SiO2過量百分數的條件試驗 。

　　在試(shi)驗條件下(xia)，硅渣SiO2的浸出率波動在50% ~ 60%，也就是說，硅渣中活性SiO2為60%左右，其它SiO2屬于惰性成分，不易被堿溶 出。根據試驗結果，選定硅渣濕法制水玻璃的條件為：時間2h，溫度160℃，NaOH濃度18%，硅過量率20%。在此條件下做大樣試驗， 水玻璃模數2.5左右。

　　二、白炭黑(hei)試劑

　　由硅渣(zha)制得的多個水玻璃試驗樣品混(hun)合后(hou)經化學分析(xi)：Na2O含量8.86%，SiO2 21.2%，模數2.47，濃度35’Be，比重1.32。本試驗用 水玻璃為原料制取白炭黑。

　　1. 溶膠的制(zhi)備

　　先(xian)將自制的水玻璃(li)（濃度35’Be，m=2.47）稀釋為15’Be，然后以12’Be的鹽酸為底液，在機械攪拌下加入稀釋好的水玻璃，控制好投料速度，直到溶液的pH=3 ~ 3.5時便得溶膠。

　　在白炭黑的(de)(de)制備(bei)(bei)過程(cheng)中，溶膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)制備(bei)(bei)是(shi)重要的(de)(de)一步。產品透明(ming)度的(de)(de)好壞和(he)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)物理性(xing)能的(de)(de)優劣在很大程(cheng)度上(shang)取決于(yu)溶膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)質量。而 溶(rong)膠的濃度、pH值、成膠溫度，放置時間對溶膠的穩定性又有很大影響；因而溶膠的制備需要嚴格操作。經過試驗，選擇溶膠的 SiO2含量為6.5% ~ 8.5%，pH為3 ~ 3.5，在此條件下制得的溶膠穩定性好，不易凝結成塊，且清澈透明。

　　2. 反應工藝(yi)

　　反(fan)應(ying)工藝(yi)是整個白炭黑制備(bei)過(guo)程中(zhong)關鍵(jian)的一步，反(fan)應(ying)pH值的控制在很大程度上決定了產品的質量。我們在pH 6 ~ 9的范圍內進行了 大量的試驗比較，確定和選擇了反應pH值為7.8 ~ 8.2，反應溫度為70℃，在此條件下制得的白炭黑，其細度、視比容、吸油值等項 指標均好。另外，反應加料速度不宜太快，加料速度快，易在局部產生凝膠，而導致白炭黑視比容、吸油值等項指標下降，故應緩 慢加料。

　　3. 洗滌(di)

　　將反應沉淀物與(yu)溶液過濾分離(li)后，先(xian)用自來水(shui)洗(xi)滌(di)，再用少量純水(shui)洗(xi)滌(di)，使(shi)NaCI含量小于1.5%，因為氯化鈉殘留量過大會影響產品 純度和硫化橡膠的性能。

　　4. 干燥

　　白(bai)炭黑(hei)吸(xi)水性(xing)強(qiang)，不易干燥(zao)，洗滌后的沉淀物在150℃下靜態干燥6h，使白炭黑中的水分降到6%以下。

　　三、白炭(tan)黑(hei)產品質(zhi)量

　　本試(shi)驗試(shi)制的(de)白炭(tan)黑產(chan)品質量可達通用(yong)級(ji)白炭(tan)黑的(de)部頒標準，多數項目(mu)質量達到活(huo)性白炭(tan)黑質量標準，SiO2含量、折光率稍低于活 性白炭黑質量要求，這可能與硅渣硅含量較低，引入水玻璃雜質較多有關，還需進一步研究，方可達到活性白炭黑標準。

　　硅(gui)渣(zha)中的SiO2與石英砂中的SiO2比較，優點為活性高，易浸取；缺點為SiO2含量低，雜質含量高。至于將來是否開發利用硅華中的 硅資源，用以制水玻璃和白炭黑，應視當地硅資源情況和西藏地區對硅產品的需求而定。若有市場，且缺石英砂，開發硅華中的硅制水玻璃和白炭黑無疑是合理的；若優質石英砂資源豐富，則應為硅華中的硅尋求其它更好的用途。