CN111892061A - 一种高比表面积白炭黑及其制备方法 - Google Patents

一种高比表面积白炭黑及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高比表面积白炭黑，涉及硅渣回收及白炭黑生产技术领域，其包括原料有机硅废渣，白炭黑中SiO2含量为≥99％，吸油值为2.8～3.4mL/g，BET比表面积为380～445m2/g；还提供了白炭黑的制备方法，包括将有机硅废渣焚烧，沉降压滤；加入片碱反应，加水稀释，收集滤液；加入沉淀剂反应除去沉淀，收集滤液；加水稀释滤液，滴加浓盐酸，pH为9～10时，加入强电解质溶液；调节pH至5～7，升温陈化，压滤、打浆、干燥得白炭黑细粉。本发明的有益效果是对有机硅废渣中的硅元素进行回收利用制得白炭黑，不仅可以避免环境污染，而且回收硅元素，避免资源浪费，变废为宝，带来经济利润。

Description

一种高比表面积白炭黑及其制备方法
技术领域
本发明涉及硅渣回收及白炭黑生产技术领域，具体讲是一种以有机硅废渣为原料得到高比表面积的白炭黑及其制备方法。
背景技术
白炭黑是白色粉末状X-射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称，主要是指沉淀二氧化硅、气相二氧化硅和超细二氧化硅凝胶，也包括粉末状合成硅酸铝和硅酸钙等。白炭黑是多孔性物质，其组成可用SiO2·nH2O表示，其中nH2O是以表面羟基的形式存在，能溶于苛性碱和氢氟酸，不溶于水、溶剂和酸(氢氟酸除外)，耐高温、不燃、无味、无嗅、具有很好的电绝缘性。
白炭黑按生产方法大体分为沉淀法白炭黑和气相法白炭黑。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)，无毒，有巨大的比表面积。气相法白炭黑全部是纳米二氧化硅，产品纯度可达99％，粒径可达10～20nm，但制备工艺复杂，价格昂贵；沉淀法白炭黑又分为传统沉淀法白炭黑和特殊沉淀法白炭黑，前者是指以硫酸、盐酸、CO2与水玻璃为基本原料生产的二氧化硅，后者是指采用超重力技术、溶胶-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二氧化硅。新生产方法主要以非金属矿及其延伸物为硅源，采用沉淀法制备白炭黑。原料主要有硅灰石、蛋白石、埃洛石、橄榄石、蛇蚊石、高岭土、硬质高岭土、煤矸石、粉煤灰，高硅铁尾矿等。其技术关键是将结晶的二氧化硅和硅酸盐转变成非晶态二氧化硅。白炭黑用途广泛，在橡胶制品中白炭黑用在彩色橡胶制品中以替代炭黑进行补强，满足白色或半透明产品的需要。现在全世界超过一半以上的白炭黑用于橡胶领域，尤其是轮胎生产中接近30％，在牙膏和食品工业中也有大量使用，占全世界白炭黑产量的20％以上，其余20％用于农业化学品，造纸工业，消防产品等其他工业领域。
有机硅化工产品如甲基氯硅烷、苯基氯硅烷等的生产过程中，有机硅单体是主要原料，铜粉或铜盐作为催化剂，在其生产中未反应的硅粉和催化剂的混合物称为有机硅废渣，有机硅废渣中含有相当数量的硅粉、铜粉、碳粉，具有很高的回收价值，若直接掩埋，不仅造成严重的环境污染，而且会损失大量的硅和铜，造成资源的极大浪费，随着有机硅生产规模的不断扩大，有机硅废渣数量不断增加，而如何有效回收有机硅废渣中的硅粉，实现资源化，对于促进有机硅产业链的绿色可持续发展具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种以有机硅废渣为原料制备高比表面积的白炭黑的方法。
本发明的技术解决方案如下：
本发明一方面提供一种高比表面积白炭黑，其包括原料有机硅废渣，所述白炭黑中SiO2含量为≥99％，吸油值为2.8～3.4mL/g，BET比表面积为380～445m2/g。
本发明另一方面提供一种高比表面积白炭黑的制备方法，包括以下步骤：
S1、将有机硅废渣投入回转窑中进行焚烧处理，使有机硅废渣中的硅元素积累于烟道，通过喷淋装置沉降硅元素，并压滤收集得到滤饼；
S2、将步骤S1中的滤饼投入溶解槽中，继续投入片碱搅拌反应，随后加水稀释，压滤收集滤液；
S3、将步骤S2中的滤液注入除杂釜中，加入沉淀剂，加热搅拌使滤液中的杂质沉淀，过滤除去沉淀，收集滤液，得到硅酸盐清液；
S4、将步骤S3中的硅酸盐清液加入反应釜中，加水稀释，加热搅拌并向反应釜中滴加浓盐酸，同时监测反应液的pH值变化，当反应釜内溶液pH达到9～10时，停止滴加浓盐酸，向反应釜中加入强电解质溶液；继续滴加浓盐酸调节pH至5～7，升温陈化，制得白炭黑稀浆料；
S5、将步骤S4中的白炭黑稀浆料压滤收集滤饼，加入清水洗涤打浆得到白炭黑浓浆料，经干燥即得白炭黑细粉。
优选地，所述步骤S1中，焚烧处理的温度为950～1150℃。
优选地，所述步骤S2中，片碱为NaOH和/或KOH，滤饼与片碱的加入质量比为1:0.2～0.5。
优选地，所述步骤S2中，滤饼与稀释水的加入质量比为1:4～8，溶解反应时间为15～35min，滤饼中SiO2浸出率>80％。
优选地，所述步骤S3中，沉淀剂为Na2S、Na2CO3、NaClO、CaO以及CaCO3中的一种或几种，沉淀剂的加入量为滤液的0.5～5wt％，加热搅拌的温度75～95℃。
优选地，所述步骤S4中，加水稀释至硅酸盐清液中SiO2的浓度为4～10％，在50～75℃下加热搅拌并通过计量泵滴加浓盐酸。
优选地，所述步骤S4中，强电解质为Na2SO4、NaCl、K2SO4和KCl中的一种或几种，强电解质的加入量为制得的白炭黑细粉质量的1～3wt％。
优选地，所述步骤S4中，加入强电解质溶液使得制得的白炭黑细粉的粉末粒径为5～20μm。
优选地，所述步骤S4中，陈化温度为80～95℃。
本发明至少具有以下有益效果之一：
本发明通过采用高温焚烧处理的方法使有机硅废渣中硅元素以高活性SiO2的形式与部分低熔点金属氧化物一起积累于烟道，收集积累于烟道的高活性SiO2与低熔点金属氧化物，并通过加入片碱使其与硅元素发生反应而生成硅酸盐溶液，通过加入沉淀剂除去硅酸盐溶液中的Fe3+、Cu2+和Mn2+等金属离子杂质，以提高硅酸盐溶液中SiO2的含量，通过加入浓盐酸与硅酸盐溶液反应生成二氧化硅，并通过在一定pH和温度下加入强电解质溶液来控制二氧化硅的粒径，经陈化、过滤、干燥等制得白炭黑。本发明通过对有机硅废渣中的硅元素进行回收利用，以制备得到白炭黑，不仅能够避免有机硅废渣丢弃造成严重的环境污染，而且能够回收硅元素，避免资源浪费，并且制得的白炭黑中SiO2含量为≥99wt％，吸油值为2.8～3.4mL/g，BET比表面积为380～445m2/g，制得的白炭黑能够应用于轮胎制造业、硅橡胶产业、涂料工业等，有效的变废为宝，为企业带来经济利润。
具体实施方式
以下“有机硅废渣”为有机硅单体生产过程中产生的废渣，主要包括硅粉和硅氧烷类等混合物。
以下实施例和对比例中所采用的“有机硅废渣”为有机硅单体生产过程中产生的同一批次的废渣。
本发明提供一种高比表面积白炭黑的制备方法，包括以下步骤：
S1、将有机硅废渣投入回转窑中在950～1150℃下进行焚烧处理，处理过程中废渣中硅元素以高活性SiO2的形式与部分低熔点金属氧化物一起积累于烟道，通过喷淋装置沉降积累于烟道的高活性SiO2与低熔点金属氧化物，并压滤收集得到滤饼。
S2、滤饼投入溶解槽中，投入片碱并快速搅拌反应，片碱为NaOH和/或KOH，加入质量为滤饼:片碱1:0.2～0.5，随后加水稀释，滤饼与稀释水的加入质量比为1:4～8，溶解反应时间为15～35min，滤饼中SiO2浸出率>80％。，压滤收集滤液，滤液即为硅酸盐溶液。
S3、将所得硅酸盐溶液注入除杂釜中，加入沉淀剂，沉淀剂为Na2S、Na2CO3、NaClO、CaO以及CaCO3中的一种或几种，沉淀剂的加入量为滤液的0.5～5wt％；对除杂釜进行加热至75～95℃，搅拌使Fe3+、Cu2+和Mn2+等金属离子杂质转化为沉淀，过滤除去沉淀，收集滤液，得到硅酸盐清液。
S4、在反应釜中加入硅酸盐清液，加水稀释至硅酸盐清液中SiO2的浓度为4～10％，加热至50～75℃，搅拌并通过计量泵滴加浓盐酸，通过监测反应液的pH值来控制浓盐酸加入量；当反应釜内溶液pH值达到9～10时，停止滴加浓盐酸，向反应釜中加入一定量的强电解质溶液，强电解质为Na2SO4、NaCl、K2SO4和KCl中的一种或几种，强电解质的加入量为制得的干燥白炭黑细粉质量的1～3wt％，通过加入强电解质使得制得的白炭黑细粉中粉末粒径控制为5～20μm，继续滴加浓盐酸，调节pH至5～7后停止加酸，升温至80～95℃陈化得白炭黑稀浆料。
S5、将白炭黑稀浆料压滤收集滤饼，加入清水洗涤打浆得到白炭黑浓浆料，经喷雾干燥即得白炭黑细粉。
下面用具体实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不仅局限于以下具体实施例。
实施例1
一种高比表面积白炭黑的制备方法，包括以下步骤：
S1、将有机硅废渣投入回转窑中在950℃下进行焚烧处理，通过喷淋装置沉降沉降积累于烟道的高活性SiO2与低熔点金属氧化物，并压滤收集得到滤饼。
S2、滤饼投入溶解槽中，投入片碱并快速搅拌反应，片碱为NaOH，加入质量为滤饼:片碱1:0.2，随后加水稀释，滤饼与稀释水的加入质量比为1:4，溶解反应时间为15min，滤饼中SiO2浸出率>80％，压滤收集滤液，滤液即为硅酸盐溶液。
S3、将所得硅酸盐溶液注入除杂釜中，加入沉淀剂，沉淀剂为Na2S，沉淀剂的加入量为滤液的0.5wt％；对除杂釜进行加热至75℃，搅拌使Fe3+、Cu2+和Mn2+等金属离子杂质转化为沉淀，过滤除去沉淀，收集滤液，得到硅酸盐清液。
S4、在反应釜中加入硅酸盐清液，加水稀释至硅酸盐清液中SiO2的浓度为4％，加热至50℃，搅拌并通过计量泵滴加浓盐酸，通过监测反应液的pH值来控制浓盐酸加入量；当反应釜内溶液pH值达到9时，停止滴加浓盐酸，向反应釜中加入一定量的强电解质溶液，强电解质为Na2SO4，强电解质的加入量制得的干燥白炭黑细粉质量的1wt％，通过加入强电解质使得制备的白炭黑细粉中粉末粒径控制为5～20μm，继续滴加浓盐酸，调节pH至5后停止加酸，升温至80℃陈化得白炭黑稀浆料。
S5、将白炭黑稀浆料压滤收集滤饼，加入清水洗涤打浆得到白炭黑浓浆料，经喷雾干燥即得白炭黑细粉。
实施例2
一种高比表面积白炭黑的制备方法，包括以下步骤：
S1、将有机硅废渣投入回转窑中在980℃下进行焚烧处理，通过喷淋装置沉降沉降积累于烟道的高活性SiO2与低熔点金属氧化物，并压滤收集得到滤饼。
S2、滤饼投入溶解槽中，投入片碱并快速搅拌反应，片碱为KOH，加入质量为滤饼:片碱1:0.25，随后加水稀释，滤饼与稀释水的加入质量比为1:5，溶解反应时间为20min，滤饼中SiO2浸出率>80％，压滤收集滤液，滤液即为硅酸盐溶液。
S3、将所得硅酸盐溶液注入除杂釜中，加入沉淀剂，沉淀剂为Na2S和Na2CO3，二者质量比为1:1，沉淀剂的加入量为滤液的1wt％；对除杂釜进行加热至80℃，搅拌使Fe3+、Cu2+和Mn2+等金属离子杂质转化为沉淀，过滤除去沉淀，收集滤液，得到硅酸盐清液。
S4、在反应釜中加入硅酸盐清液，加水稀释至硅酸盐清液中SiO2的浓度为5％，加热至55℃，搅拌并通过计量泵滴加浓盐酸，通过监测反应液的pH值来控制浓盐酸加入量；当反应釜内溶液pH值达到9.2时，停止滴加浓盐酸，向反应釜中加入强电解质溶液，强电解质为NaCl，强电解质的加入量制得的干燥白炭黑细粉质量的1.5wt％，通过加入强电解质使得制备的白炭黑细粉中粉末粒径控制为5～20μm，继续滴加浓盐酸，调节pH至5.5后停止加酸，升温至82℃陈化得白炭黑稀浆料。
S5、将白炭黑稀浆料压滤收集滤饼，加入清水洗涤打浆得到白炭黑浓浆料，经喷雾干燥即得白炭黑细粉。
实施例3
一种高比表面积白炭黑的制备方法，包括以下步骤：
S1、将有机硅废渣投入回转窑中在1000℃下进行焚烧处理，通过喷淋装置沉降沉降积累于烟道的高活性SiO2与低熔点金属氧化物，并压滤收集得到滤饼。
S2、滤饼投入溶解槽中，投入片碱并快速搅拌反应，片碱为NaOH，加入质量为滤饼:片碱1:0.3，随后加水稀释，滤饼与稀释水的加入质量比为1:5，溶解反应时间为22min，滤饼中SiO2浸出率>80％，压滤收集滤液，滤液即为硅酸盐溶液。
S3、将所得硅酸盐溶液注入除杂釜中，加入沉淀剂，沉淀剂为Na2CO3，沉淀剂的加入量为滤液的1.5wt％；对除杂釜进行加热至82℃，搅拌使Fe3+、Cu2+和Mn2+等金属离子杂质转化为沉淀，过滤除去沉淀，收集滤液，得到硅酸盐清液。
S4、在反应釜中加入硅酸盐清液，加水稀释至硅酸盐清液中SiO2的浓度为6％，加热至58℃，搅拌并通过计量泵滴加浓盐酸，通过监测反应液的pH值来控制浓盐酸加入量；当反应釜内溶液pH值达到9.5时，停止滴加浓盐酸，向反应釜中加入强电解质溶液，强电解质为质量1:1的Na2SO4和NaCl，强电解质的加入量产出干燥白炭黑细粉质量的1.8wt％，通过加入强电解质使得制备的白炭黑细粉中粉末粒径控制为5～20μm，继续滴加浓盐酸，调节pH至6后停止加酸，升温至85℃陈化得白炭黑稀浆料。
S5、将白炭黑稀浆料压滤收集滤饼，加入清水洗涤打浆得到白炭黑浓浆料，经喷雾干燥即得白炭黑细粉。
实施例4
一种高比表面积白炭黑的制备方法，包括以下步骤：
S1、将有机硅废渣投入回转窑中在1050℃下进行焚烧处理，通过喷淋装置沉降沉降积累于烟道的高活性SiO2与低熔点金属氧化物，并压滤收集得到滤饼。
S2、滤饼投入溶解槽中，投入片碱并快速搅拌反应，片碱为KOH，加入质量为滤饼:片碱1:0.35，随后加水稀释，滤饼与稀释水的加入质量比为1:5.5，溶解反应时间为25min，滤饼中SiO2浸出率>80％，压滤收集滤液，滤液即为硅酸盐溶液。
S3、将所得硅酸盐溶液注入除杂釜中，加入沉淀剂，沉淀剂为NaClO，沉淀剂的加入量为滤液的2wt％；对除杂釜进行加热至85℃，搅拌使Fe3+、Cu2+和Mn2+等金属离子杂质转化为沉淀，过滤除去沉淀，收集滤液，得到硅酸盐清液。
S4、在反应釜中加入硅酸盐清液，加水稀释至硅酸盐清液中SiO2的浓度为7％，加热至60℃，搅拌并通过计量泵滴加浓盐酸，通过监测反应液的pH值来控制浓盐酸加入量；当反应釜内溶液pH值达到9.8时，停止滴加浓盐酸，向反应釜中加入一定量的强电解质溶液，强电解质为K2SO4，强电解质的加入量为产出干燥白炭黑细粉质量的2wt％，通过加入强电解质使得制备的白炭黑细粉中粉末粒径控制为5～20μm，继续滴加浓盐酸，调节pH至6.2后停止加酸，升温至88℃陈化得白炭黑稀浆料。
S5、将白炭黑稀浆料压滤收集滤饼，加入清水洗涤打浆得到白炭黑浓浆料，经喷雾干燥即得白炭黑细粉。
实施例5
一种高比表面积白炭黑的制备方法，包括以下步骤：
S1、将有机硅废渣投入回转窑中在1100℃下进行焚烧处理，通过喷淋装置沉降沉降积累于烟道的高活性SiO2与低熔点金属氧化物，并压滤收集得到滤饼。
S2、滤饼投入溶解槽中，投入片碱并快速搅拌反应，片碱为NaOH，加入质量为滤饼:片碱1:0.4，随后加水稀释，滤饼与稀释水的加入质量比为1:6，溶解反应时间为28min，滤饼中SiO2浸出率>80％，压滤收集滤液，滤液即为硅酸盐溶液。
S3、将所得硅酸盐溶液注入除杂釜中，加入沉淀剂，沉淀剂为质量1:1的NaClO和CaO，沉淀剂的加入量为滤液的3wt％；对除杂釜进行加热至90℃，搅拌使Fe3+、Cu2+和Mn2+等金属离子杂质转化为沉淀，过滤除去沉淀，收集滤液，得到硅酸盐清液。
S4、在反应釜中加入硅酸盐清液，加水稀释至硅酸盐清液中SiO2的浓度为8％，加热至65℃，搅拌并通过计量泵滴加浓盐酸，通过监测反应液的pH值来控制浓盐酸加入量；当反应釜内溶液pH值达到10时，停止滴加浓盐酸，向反应釜中加入强电解质溶液，强电解质为KCl，强电解质的加入量为产出干燥白炭黑细粉质量的2.5wt％，通过加入强电解质使得制备的白炭黑细粉中粉末粒径控制为5～20μm，继续滴加浓盐酸，调节pH至6.5后停止加酸，升温至90℃陈化得白炭黑稀浆料。
S5、将白炭黑稀浆料压滤收集滤饼，加入清水洗涤打浆得到白炭黑浓浆料，经喷雾干燥即得白炭黑细粉。
实施例6
一种高比表面积白炭黑的制备方法，包括以下步骤：
S1、将有机硅废渣投入回转窑中在1120℃下进行焚烧处理，通过喷淋装置沉降沉降积累于烟道的高活性SiO2与低熔点金属氧化物，并压滤收集得到滤饼。
S2、滤饼投入溶解槽中，投入片碱并快速搅拌反应，片碱为质量1:1的NaOH和KOH，加入质量为滤饼:片碱1:0.45，随后加水稀释，滤饼与稀释水的加入质量比为1:7，溶解反应时间为32min，滤饼中SiO2浸出率>80％，压滤收集滤液，滤液即为硅酸盐溶液。
S3、将所得硅酸盐溶液注入除杂釜中，加入沉淀剂，沉淀剂为质量1:1的CaO和Na2S，沉淀剂的加入量为滤液的4wt％；对除杂釜进行加热至92℃，搅拌使Fe3+、Cu2+和Mn2+等金属离子杂质转化为沉淀，过滤除去沉淀，收集滤液，得到硅酸盐清液。
S4、在反应釜中加入硅酸盐清液，加水稀释至硅酸盐清液中SiO2的浓度为9％，加热至72℃，搅拌并通过计量泵滴加浓盐酸，通过监测反应液的pH值来控制浓盐酸加入量；当反应釜内溶液pH值达到9.4时，停止滴加浓盐酸，向反应釜中加入强电解质溶液，强电解质为质量比为1:1的K2SO4和KCl，强电解质的加入量为产出干燥白炭黑细粉质量的2.8wt％，通过加入强电解质使得制备的白炭黑细粉中粉末粒径控制为5～20μm，继续滴加浓盐酸，调节pH至6.8后停止加酸，升温至92℃陈化得白炭黑稀浆料。
S5、将白炭黑稀浆料压滤收集滤饼，加入清水洗涤打浆得到白炭黑浓浆料，经喷雾干燥即得白炭黑细粉。
实施例7
一种高比表面积白炭黑的制备方法，包括以下步骤：
S1、将有机硅废渣投入回转窑中在1150℃下进行焚烧处理，通过喷淋装置沉降沉降积累于烟道的高活性SiO2与低熔点金属氧化物，并压滤收集得到滤饼。
S2、滤饼投入溶解槽中，投入片碱并快速搅拌反应，片碱为质量1:2的NaOH和KOH，加入质量为滤饼:片碱1:0.5，随后加水稀释，滤饼与稀释水的加入质量比为1:8，溶解反应时间为35min，滤饼中SiO2浸出率>80％，压滤收集滤液，滤液即为硅酸盐溶液。
S3、将所得硅酸盐溶液注入除杂釜中，加入沉淀剂，沉淀剂为CaCO3，沉淀剂的加入量为滤液的5wt％；对除杂釜进行加热至95℃，搅拌使Fe3+、Cu2+和Mn2+等金属离子杂质转化为沉淀，过滤除去沉淀，收集滤液，得到硅酸盐清液。
S4、在反应釜中加入硅酸盐清液，加水稀释至硅酸盐清液中SiO2的浓度为10％，加热至75℃，搅拌并通过计量泵滴加浓盐酸，通过监测反应液的pH值来控制浓盐酸加入量；当反应釜内溶液pH值达到9.7时，停止滴加浓盐酸，向反应釜中加入强电解质溶液，强电解质为质量比为1:1的K2SO4和Na2SO4，强电解质的加入量产出干燥白炭黑细粉质量的3wt％，通过加入强电解质使得制备的白炭黑细粉中粉末粒径控制为5～20μm，继续滴加浓盐酸，调节pH至7后停止加酸，升温至95℃陈化得白炭黑稀浆料。
S5、将白炭黑稀浆料压滤收集滤饼，加入清水洗涤打浆得到白炭黑浓浆料，经喷雾干燥即得白炭黑细粉。
对比例1
步骤S1中，有机硅废渣在800℃下进行焚烧处理，其他同实施例1。
对比例2
不进行步骤S3，其他同实施例1。
对比例3
步骤S4中不加强电解质，其他同实施例1。
测量实施例1～7以及对比例1～3制得的白炭黑细粉中SiO2含量、吸油值、比表面积，SiO2含量采用HG/T3062-2008中的方法测量，吸油值采用HG/T3072-2008中的方法测量，比表面积采用BET比表面积测试法测量。测试结果如表1所示：
表1
序号 SiO<sub>2</sub>含量(wt％) 吸油值(mL/g) 比表面积(m<sup>2</sup>/g)
实施例1 99.1 2.9 391
实施例2 99.0 3.1 397
实施例3 99.2 3.2 423
实施例4 99.1 3.3 404
实施例5 99.4 3.4 442
实施例6 99.2 3.2 438
实施例7 99.3 3.1 425
对比例1 87.8 0.9 116
对比例2 83.5 1.1 275
对比例3 94.3 1.2 107
由表1可以看出，实施例1～7制得的白炭黑中的SiO2含量为≥99wt％，吸油值为2.8～3.4mL/g，BET比表面积为380～445m2/g，且实施例5制得的白炭黑的SiO2含量、吸油值以及BET比表面积均最高。将实施例1～7与对比例1～3比较可以看出，实施例1～7制得的白炭黑的SiO2含量、吸油值以及BET比表面积均明显高于对比例1(步骤S1中有机硅废渣在800℃下进行焚烧处理)、对比例2(不进行步骤S3)以及对比例3(步骤S4中不加强电解质)，由此可知，步骤S1中的焚烧温度、是否进行步骤S3以及步骤S4中是否添加强电解质均会影响白炭黑的SiO2含量、吸油值以及BET比表面积，实施例1～7是通过选取合适的焚烧温度、选取合适的沉淀剂除去杂质以及选取合适的强电解质来控制SiO2的粒径等，从而制得SiO2含量≥99wt％、吸油值为2.8～3.4mL/g、BET比表面积为380～445m2/g的白炭黑。
以上仅是本发明的特征实施范例，对本发明保护范围不构成任何限制。凡采用同等交换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高比表面积白炭黑，其特征在于，其包括原料有机硅废渣，所述白炭黑中SiO2含量为≥99％，吸油值为2.8～3.4mL/g，BET比表面积为380～445m2/g。
2.一种高比表面积白炭黑的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将有机硅废渣投入回转窑中进行焚烧处理，使有机硅废渣中的硅元素积累于烟道，通过喷淋装置沉降硅元素，并压滤收集得到滤饼；
S2、将步骤S1中的滤饼投入溶解槽中，继续投入片碱搅拌反应，随后加水稀释，压滤收集滤液；
S3、将步骤S2中的滤液注入除杂釜中，加入沉淀剂，加热搅拌使滤液中的杂质沉淀，过滤除去沉淀，收集滤液，得到硅酸盐清液；
S4、将步骤S3中的硅酸盐清液加入反应釜中，加水稀释，加热搅拌并向反应釜中滴加浓盐酸，同时监测反应液的pH值变化，当反应釜内溶液pH达到9～10时，停止滴加浓盐酸，向反应釜中加入强电解质溶液；继续滴加浓盐酸调节pH至5～7，升温陈化，制得白炭黑稀浆料；
S5、将步骤S4中的白炭黑稀浆料压滤收集滤饼，加入清水洗涤打浆得到白炭黑浓浆料，经干燥即得白炭黑细粉。
3.根据权利要求2所述的一种高比表面积白炭黑的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，焚烧处理的温度为950～1150℃。
4.根据权利要求2所述的一种高比表面积白炭黑的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，片碱为NaOH和/或KOH，滤饼与片碱的加入质量比为1:0.2～0.5。
5.根据权利要求2所述的一种高比表面积白炭黑的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，滤饼与稀释水的加入质量比为1:4～8，溶解反应时间为15～35min，滤饼中SiO2浸出率>80％。
6.根据权利要求2所述的一种高比表面积白炭黑的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，沉淀剂为Na2S、Na2CO3、NaClO、CaO以及CaCO3中的一种或几种，沉淀剂的加入量为滤液的0.5～5wt％，加热搅拌的温度75～95℃。
7.根据权利要求2所述的一种高比表面积白炭黑的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，加水稀释至硅酸盐清液中SiO2的浓度为4～10％，在50～75℃下加热搅拌并通过计量泵滴加浓盐酸。
8.根据权利要求2所述的一种高比表面积白炭黑的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，强电解质为Na2SO4、NaCl、K2SO4和KCl中的一种或几种，强电解质的加入量为制得的白炭黑细粉质量的1～3wt％。
9.根据权利要求8所述的一种高比表面积白炭黑的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，加入强电解质溶液使得制得的白炭黑细粉中粉末粒径为5～20μm。
10.根据权利要求2所述的一种高比表面积白炭黑的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，陈化温度为80～95℃。
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