白炭黑是白色粉末状无定形硅酸和硅酸盐产品的总称，主要是指沉淀二氧化硅、 气相二氧化硅、超细二氧化硅凝胶 和白炭黑气凝胶，也包括合成硅酸铝和硅酸钙等。

1、白炭黑用途

白炭黑的用途较广，在橡胶合成中的补强剂，合成油类、油漆的退光剂，绝缘漆的调合剂，电子元件包封材料的触变剂，荧光粉的沉淀剂，彩印胶板填充剂，铸造的脱模剂等有广泛的用途。自炭黑在聚乙烯等塑料中都可作为填充材料，在电缆上可显著提高电缆的电绝缘性;在纸张上作为胶剂可增加纸张的白度和不透明度，改进其力学性能及观赏性：在农业化学制品的制造中，使用白炭黑作载体或稀稀释剂添加至农药、高效喷施肥料中，因其具有高吸附力、易于悬浮、良好的亲和性及化学稳定性从而保持产品效力持久。

2、白炭黑合成工艺

白炭黑生产方法主要有沉淀法和气相法，气相法白炭黑常态下为白色无定形絮状半透明固体胶状纳米粒子(粒径小于100nm)，但制备工艺复杂， 产品价格昂贵; 沉淀法有传统沉淀法和特殊沉淀法，前者是指以硫酸、盐酸、CO：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、溶胶一凝胶法、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。

2.1 气相法

我国从2O世纪60年代开始小规模生产气相白炭黑。2 0 02年前国内仅有 3家公司生产气相白炭黑，其中两家所用原料均为四氯化硅;另外一家在国内首次实现利用有机硅副产物甲基三氯硅烷生产气相白炭黑， 俗称“纳米白炭黑”。

化学气相沉积(CAV) 法(简称气相法)，又称热解法、干法或燃烧法， 其原料一般为硅氧烷、四氯化硅 、六乙基硅氧烷、氧气( 或空气)和氢气，高温下反应而成。

空气和氢气分别经过加压、分离、冷却脱水、硅胶干燥、除尘过滤后送人合成水解炉，将四氯化硅原料送至精馏塔精馏后，在蒸发器中加热蒸发，并以干燥、过滤后的空气为载体，送至合成水解炉，四氯化硅在高温下气化(火焰温度1000— 1800℃) 后， 与一定量的氢和氧( 或空气)在1800℃左右的高温下进行气相水解;此时生成的气相二氧化硅颗粒极细，与气体形成气溶胶，不易捕集，故使其先在聚集器中聚集成较大颗粒，然后经旋风分离器收集，再送入脱酸炉，用含氨空 气吹洗气相二氧化硅至 pH值为4—6即为成品。

2.2 沉淀法

目前工业上普遍采用的是沉淀法，其工艺路线大体上是：在一定温度下通过石英(砂) 与氢氧化钠反应制得工业水 玻璃配制成稀溶液 ， 然后在一定条件下使二氧化硅沉淀出来，再经清洗、过滤、干燥、粉碎， 制得产品白炭黑。沉淀法有多种方法，国内以酸法为主 。

2.2.1 酸法

酸法是将可溶性硅酸盐与硫酸或其他酸反应，当反应达到某一 pH值时停止加酸，陈化、过滤、洗涤，脱除N%S O后，送干燥、 粉碎后得到产品。

酸法制备白炭黑的工艺流程示意图

酸法中的关键步骤是加酸过程，需要同时处理几个参数之间的关系。从反应过程物质变化可以看出，产品的性能与工艺控制条件有关。可溶性的硅酸盐首先转变成为单体硅酸，一部分继续生成疏松的絮状物(聚集作用) ，另一部分生成致密的胶粒(凝胶作用)。

2.2.2 碳化法

碳化法生产白炭黑是采用二氧化碳与可溶性硅酸盐溶液反应生成含水固体 SiO 2 后过滤、干燥 、粉碎 、包装 。

碳化法制备白炭黑工艺流程示意图

此工艺硅酸钠转化率较低，一般需添加过滤装置，可以回收副产物纯碱降低成本。表面活性剂对白炭黑的性能也有影响，选用聚乙二醇(6ooo )作为表面活性剂应用于碳化法制白炭黑的工艺中效果比较好。

喷雾碳化法新工艺，是以含CO混合气体和水玻璃为原料，采用 喷雾碳化 、全自动压榨厢式压滤机 、旋转闪蒸干燥等先进工艺及设备制取活性(或透明级)白炭黑，该工艺具有气 一液接触面积大、反应速度快 、生产成本低、连续生产、劳动强度小、产品质量好、视比容大、密闭性好、热效率高、节能节电明显、环境效益及经济效益显著等特点。

2.2 .3 矿物解离法及其他新工艺

非金属矿作为原料制取白炭黑的有硅藻土、蛋白土、蛇纹石、艟，润土 、高岭土 、硅灰石 、石英砂 、海泡石、凹凸棒石 、粉煤灰 、锆 英石 、煤矸石 、黄磷矿等 。 文献报道利用非金属矿制取白炭黑的研究结果表明其经济技术性可行，为其资源化利用提供一条新的途径 。

3、结论

(1)白炭黑的用途很广 ，且不同产品有不同的用途。如何采用更简单、更经济的方法来生产与制备白炭黑是目前急需解决的。

(2)利用工业废渣(如黄磷炉渣)制备白炭黑需进行系统研究，开发出一条技术、经济可行的工艺 。