تقدم في تركيب الكربون الأبيض الأسود (ثاني أكسيد السيليكون / SiO2)
أسود الكربون الأسود هو الاسم العام للحمض سيليكات غير متبلور مسحوق أبيض ومنتجات سيليكات ، ويشير أساسا إلى السيليكا المترسبة ، السيليكا المرحلة الغازية ، هلام السيليكا متناهية الصغر وسليكا هلام ، بما في ذلك سيليكات الألومنيوم الاصطناعية وسليكات الكالسيوم.
1. استخدام أسود الكربون الأسود
يستخدم أسود الكربون الأسود على نطاق واسع في تركيب المطاط ، والزيوت الاصطناعية ، والطلاء ، وعامل الضوء ، وطلاء العزل ، والمكونات الإلكترونية ، وعوامل متغيرة الانسيابية ، ورواسب الفوسفور ، وحشو لوحة الطباعة بالألوان ، وعامل إطلاق قالب الصب ، وما إلى ذلك. يمكن استخدام أسود الكربون كمواد تعبئة في البولي إيثيلين واللدائن الأخرى. يمكن أن تحسن بشكل كبير من العزل الكهربائي للكابل على الكابل. كصمغ على الورق ، يمكن أن يزيد من بياض و عتامة الورق ويحسن خصائصه الميكانيكية وإمكانية الزخرفة. في صناعة المواد الكيميائية الزراعية ، يستخدم أسود الكربون الأسود كحامل أو أرق مخفف ليتم إضافته إلى الزراعة. بسبب قابلية الامتصاص العالية ، سهولة التعليق ، التقارب الجيد والاستقرار الكيميائي ، يمكنه الحفاظ على فعالية المنتج.
2 ، عملية التوليف من أسود الكربون الأسود
إن طرق الإنتاج الرئيسية لأسود الكربون الأبيض هي الترسيب و الطور الغازي ، و أسود الكربون الأبيض في الطور الغازي هو أبيض غير متبلور و جزيئات نانوية صلبة غروانية صلبة (حجم الجسيمات أقل من 100 نانومتر) ، ولكن عملية التحضير معقدة و المنتج غالي ، طريقة التهطال له طريقة التهطال التقليدية وطريقة التهطال الخاصة ، يشير الأول إلى حامض الكبريتيك ، حمض الهيدروكلوريك ، CO: الماء. يستخدم أسود الكربون الأسود التي تنتجها الزجاج والمواد الخام الأساسية. يشير الأخير إلى أسود الكربون الأبيض الذي تنتجه الطرق الخاصة ، مثل تكنولوجيا الجاذبية الفائقة ، طريقة هلام سول ، طريقة البلورة الكيميائية ، طريقة بلورة اثنين أو طريقة microemulsion micelle العكسي.
2.1 دخن السيليكا
بدأت الصين إنتاج صغير من السيليكا المدخنة في الستينيات من القرن الثاني. فقط 3 شركات أنتجت طور غاز أبيض أسود الكربون قبل عام 2002 ، منها اثنان من كلوريد السيلكون الأربعة ، والآخر تحقق لأول مرة بواسطة ميثيل 3 chlorosilane ، وهو منتج ثانوي للكالسيوم العضوي ، لإنتاج الغاز الأسود الأسود الطور الأسود ، المعروف كما "نانو السيليكا السوداء".
عادة ما يتم ترسيب البخار الكيميائي (CAV) ، المعروف أيضا باسم الانحلال الحراري ، والطريقة الجافة أو طريقة الاحتراق ، من سيلوكسان ، وأربعة كلوريد السليكون ، وستة سيلوكسان إيثيل ، والأكسجين (أو الهواء) والهيدروجين ، والتي تتفاعل عند درجة حرارة عالية.
يتم إرسال الهواء والهيدروجين إلى hydrolyzate الاصطناعية بعد الضغط ، والفصل ، والتبريد ، والجفاف ، وتجفيف هلام السيليكا ، وترشيح الغبار. بعد إرسال كلوريد السيليكون الأربعة إلى عمود التقطير ، يتم تسخين المبخر وتبخره ، ويتم استخدام الهواء الجاف والمرشح كحامل للهيدروليتزات الاصطناعية ، ويتم تبخير كلوريد السيليكون الأربعة عند درجة حرارة عالية. عندما تكون درجة الحرارة 1000 - 1800 درجة مئوية ، يتم تحلل الطور الغازي مع كمية معينة من الهيدروجين والأكسجين (أو الهواء) عند درجة حرارة عالية تبلغ حوالي 1800 درجة مئوية. تكون جسيمات السيليكا في المرحلة الغازية رفيعة جدًا ، والهباء الناتج عن الغاز ، وهو أمر ليس من السهل التقاطه ، بحيث يتم تجميع الجسيمات في المجمّع أولاً ثم يتم جمعها من خلال فاصل الإعصار ثم يتم إرسالها. يستخدم فرن الحامض الهواء المحتوي على الأمونيا لتطهير السيليكا المدخنة إلى قيمة الرقم الهيدروجيني 4 - 6 ، وهو المنتج النهائي.
في الوقت الحالي ، يتم استخدام طريقة التهطال بشكل شائع في الصناعة ، وعادةً ما يكون مسار العملية الخاص بها كما يلي: عند درجة حرارة معينة ، يتم تحضير زجاج الماء الصناعي بواسطة تفاعل الكوارتز (الرمل) وهيدروكسيد الصوديوم لصنع محلول مخفف ، ومن ثم يتم ترسيب السيليكا تحت ظروف معينة ومن ثم تنظيفها وتصفيتها وتجفيفها وسحقها لجعل المنتج أسود الكربون الأسود. هناك العديد من الطرق للتهطال ، والطريقة الحمضية هي الطريقة الرئيسية في الصين.
2.2.1 طريقة الحمض
طريقة الحمض هي تفاعل سيليكات قابل للذوبان مع حامض الكبريتيك أو حمض آخر. عندما يصل التفاعل إلى قيمة حمضية معينة ، يتوقف عن إضافة الحمض ، والشيخوخة ، والترشيح ، والغسل ، وإزالة N٪ SO ، والحصول على المنتج بعد التجفيف والسحق.
رسم بياني تخطيطي لعملية تحضير أسود الكربون الأسود بالطريقة الحمضية
الخطوة الأساسية في عملية الحمض هي عملية إضافة الحمض ، والتي تتطلب المعالجة المتزامنة لعدة معلمات. يمكن ملاحظة التغييرات المادية في عملية التفاعل أن خصائص المنتج مرتبطة بظروف التحكم التكنولوجية. تتحول السليكة القابلة للذوبان لأول مرة إلى حامض سيليكي أحادي الميل ، ويستمر جزء منها في إنتاج كتلة (ركام) فضفاضة ، وينتج الآخر مادة غروانية كثيفة (حركة هلام).
2.2.2 الكربنة
يعتمد إنتاج السيليكا بواسطة الكربنة على تفاعل ثنائي أكسيد الكربون ومحاليل سيليكات قابلة للذوبان لإنتاج ماء SiO 2 صلبة بعد الترشيح ، التجفيف ، التكسير والتعبئة.
رسم تخطيطي لعملية الكربنة لإعداد أسود الكربون الأبيض
في هذه العملية ، يكون معدل التحويل لسيليكات الصوديوم منخفضًا ، ويلزم بشكل عام جهاز الترشيح لاستعادة رماد الصودا من المنتجات الثانوية لتقليل التكلفة. العامل النشط سطحيا له أيضا تأثير على أداء أسود الكربون الأبيض. من الأفضل استخدام البولي إيثيلين جلايكول (6ooo) كعامل نشط على السطح في أسود الكربون الأسود المتفحم.
إن التقنية الجديدة لكربنة الرش مصنوعة من غاز CO المختلط و الزجاج المائي كمواد خام ، باستخدام التكنولوجيا المتقدمة و المعدات مثل رش الكربنة ، مكبس الترشيح الأوتوماتيكي للصحافة ، التجفيف بالفلاش الدوار وغيرها من التكنولوجيا المتقدمة والمعدات لجعل النشاط (أو شفاف) الصف) أسود الكربون الأبيض. هذه العملية لديها مساحة اتصال كبيرة وسرعة رد فعل سريعة وتكلفة إنتاج منخفضة وتكلفة إنتاج مستمرة. خصائص الإنتاج ، وانخفاض كثافة اليد العاملة ، وجودة المنتج الجيد ، والقدرة البصرية الكبيرة ، ومحكم جيد ، والكفاءة الحرارية العالية ، وتوفير الطاقة الواضحة وتوفير الكهرباء ، والمنفعة البيئية والمنفعة الاقتصادية هي رائعة.
2-2-3 تفكك المعادن والعمليات الجديدة الأخرى
الخامات غير المعدنية كمواد خام لصنع أسود الكربون الأسود هي الدياتومايت والتربة البروتينية والسربنتين والطين والتربة المبللة والكاولين والولاستونيت والرمل الكوارتز والسيبيولايت و attapulgite والرماد المتطاير ، الزركون ، شوائب الفحم ، خام الفوسفور الأصفر وهلم جرا. ويذكر في الأدبيات أن إنتاج أسود الكربون الأسود من الركاز غير المعدني يظهر أنه مجدي اقتصاديا وفنيا ، ويوفر طريقة جديدة لاستخدام موارده.
3 - الخلاصة
(1) السيليكا لديها مجموعة واسعة من الاستخدامات ومنتجات مختلفة لها استخدامات مختلفة. من الملح اعتماد طريقة أبسط وأكثر اقتصادا لإنتاج وإعداد أسود الكربون الأبيض.
(2) من الضروري إجراء بحث منهجي عن تحضير السليكا من النفايات الصناعية (مثل خبث الفوسفور الأصفر) ، وتطوير تقنية وعملية مجدية اقتصاديًا.