白炭黒の生産工程についてのいくつかの概観

     硅在自然界中主要以二氧化硅和硅酸盐的状态存在，一切植物皆含有少量的二氧化硅，动物体内的结缔组织中亦含有二氧化硅。硅在地壳中的含量是绝对丰富的，硅在地壳中的重量百分数为27.6%，仅次于氧（47.2%）为第二位。

無機珪素化合物は80年代に無機化学品の中で比較的に速いシリーズの製品を発展して、特にここ数年来発展は更に迅速です。

徳温特中心特許索引の無機化学種において，シリコン化合物の特許ダイジェスト量が絶対的な優位を占めている。

このことから，無機シリコン化合物は多くの無機化学品の中で明らかな競争力を持つことがわかった。

世界の状況を見ると、シリコン化合物の新しい品種はここ数年あまり増えていません。無機シリコン化合物の用途の開発には比較的重視されています。

例えば、シリコン化合物の中で最も古い品種のケイ酸ナトリウムは、現在も高性能、高付加価値化に発展しています。アメリカのモビル会社は、ZSM沸石に対して様々な規格を開発し、石油化学工業の各触媒プロセスにほとんど利用できます。窒化珪素セラミックエンジンは実用化に向かって進んでいます。

このため、現在の開発の動向から見ると、無機シリコン化合物は軽工業、食品、医薬、建築、電子、冶金、機械工業など多くの分野に大量に進出し、大きな発展が期待されます。

我が国のシリコン化合物の製品は主に解放された後にやっと次第に発展してきて、今なお数十種類があって、そのため格差はまだ大きいです。

我が国は良質で豊富な資源を持っています。より多くのシリコン化合物を研究開発するために物質の基礎を提供しています。

ここ十数年来、化学工業部の重視を得ただけではなく、科学研究機関に委託して「珪素アルミニウム化合物」の資料を出版しました。

わが国のシリコン化合物の発展速度はますます速くなり、世界先進国との差はますます小さくなることが予想されます。

白炭黒はシリコン化合物の中で比較的に古い品種で、30年代の中ごろ、ドイツ、蘇、米などの国は開発を始めて、40年代末まで工業生産に入って、80年代の総生産能力は70～80万トン/年に達します。

我が国は60年代からスタートして、80年代千トン級の工場は2つがあって、年産量は全部で5000～6000トンだけあって、その上品種は少なくて、品質は悪くて、エネルギー消耗は高くて、シリーズ化を形成していません。

そのため、新製品の開発と応用分野の開発の任務は非常に困難である。

     1.物理化学性质

外観は白色で高度に分散している非晶質粉末やネバネバ粉末で、商品として粒状に加工されているものもあります。

比重は2.319～2.633で、融点は1750℃です。

水やほとんどの酸に溶けず、空気中で水分を吸収すると粒が集まってきます。

苛性ナトリウムとフッ化水素酸に溶けることができます。

他の化学薬品に対して安定していて、高温に耐えて分解しないで、燃えません。

高い電気絶縁性，多孔性を持つ。

内表面積が大きく，生ゴム中に大きな分散力がある。

表面を改質した憎水性白炭は、黒く溶けやすく、ゴムやプラスチックなどの补强充剤として使用され、その製品の機械的強度や耐裂性指標が著しく向上します。

製造方法によって、白炭黒の物化性質、微細構造には一定の違いがありますので、応用分野と応用効果も違います。

     2.用途

白炭黒の用途は広く、異なる製品は異なる用途を持っています。合成ゴムとして使用される優れた補強剤は、炭素黒に次ぐ補強性能であり、超微細化と適切な表面処理を経た後、炭黒よりも優れています。

特に白、色、薄いゴム製品を作る時にもっと適します。

稠密化剤または増粘剤として用いられ、油類、絶縁塗料の調合剤、塗料のキャンセル剤、電子部品の封止材の接触剤、蛍光スクリーンの被覆時の蛍光粉の沈殿剤、カラー印刷用の接着剤、鋳造用の離型剤です。

樹脂を入れると、樹脂の防湿や絶縁性能が向上します。

プラスチック製品に充填すると滑り止めと油性防止ができます。

シリコン樹脂に充填し、200℃以上のプラスチックができます。

製紙工業では、充填剤や紙の表面の原料として使われています。

殺虫剤や農薬の担体や分散剤、ブロック防止剤、液体吸着剤、潤滑剤などにも使われています。

     3.生产方法概述

白炭黒の生産方法は、国内外の資料によると、主に沈殿法と和気相法の二種類です。

沈殿法で使用された原料は安く、入手しやすく、生産プロセスと設備は比較的簡単で、製品の価格が低いため、現在主導的な地位を占めています。

関連方法を以下のように紹介します。

沈殿法はまた湿式法とも言われています。主な原材料は石英砂、純アルカリ、工業塩酸あるいは硫酸あるいは硝酸あるいは二酸化炭素です。

そのプロセスのルートは大体において、石油または良質の石炭を用いて高温で石英砂と純アルカリを反応させて工業用水ガラスを作り、工業用水ガラスを一定の濃度の希釈溶液に調合し、一定の条件である酸を加えて、シリカを沈殿させ、更に洗浄、濾過、乾燥（乾燥または噴霧）、粉砕、製品の白炭黒を得る。

沈殿法はまた酸法、ゾル法、炭化法など多くの異なった具体的な方法を分けます。

    (1)酸法

一般的には、酸法は可溶性ケイ酸塩を硫酸（または他の酸）と一緒に反応させ、反応液があるpH値に達すると加酸反応を停止して陳化し、濾過して水で何度も繰り返し洗浄し、Na 2 SO 4を除去して乾燥、粉砕して製品を得る。

これはより良いと考えられるプロセスのルートですが、プロセスは酸法より複雑で、条件制御の要求がもっと高いです。

先に塩酸とケイ酸ナトリウムの反応を一定濃度の希釈ゾルを生成し、微加熱と撹拌の条件下で、シリコーン酸ナトリウム希釈溶液を調合したゾルに加え、一定量のNaCl溶液を加えてpH=7～8に反応し、アルカリ調整液でPH値を保持し、保温して陳化し、塩素根を除去し、再濾過、乾燥、包装する。

これはより良いと考えられるプロセスのルートですが、プロセスは酸法より複雑で、条件制御の要求がもっと高いです。

先に塩酸とケイ酸ナトリウムの反応を一定濃度の希釈ゾルを生成し、微加熱と撹拌の条件下で、シリコーン酸ナトリウム希釈溶液を調合したゾルに加え、一定量のNaCl溶液を加えてpH=7～8に反応し、アルカリ調整液でPH値を保持し、保温して陳化し、塩素根を除去し、再濾過、乾燥、包装する。

    (2)溶胶法

これはより良いと考えられるプロセスのルートですが、プロセスは酸法より複雑で、条件制御の要求がもっと高いです。

先に塩酸とケイ酸ナトリウムの反応を一定濃度の希釈ゾルを生成し、微加熱と撹拌の条件下で、シリコーン酸ナトリウム希釈溶液を調合したゾルに加え、一定量のNaCl溶液を加えてpH=7～8に反応し、アルカリ調整液でPH値を保持し、保温して陳化し、塩素根を除去し、再濾過、乾燥、包装する。

     (3)碳化法

この法律は二酸化炭素ガスを用いて可溶性ケイ酸塩溶液を通じて炭化操作を行い、SiO 2と炭酸ナトリウムを沈殿させ、反応が終わったら先に前ろ過を行い、酸性水溶液で製品中のNa 2 CO 3を除去し、ろ過、乾燥、粉砕、包装を行う。