DE2909815A1 - Verfahren zur herstellung von siliciumdioxid - Google Patents

Verfahren zur herstellung von siliciumdioxid

Info

Publication number
DE2909815A1
DE2909815A1 DE19792909815 DE2909815A DE2909815A1 DE 2909815 A1 DE2909815 A1 DE 2909815A1 DE 19792909815 DE19792909815 DE 19792909815 DE 2909815 A DE2909815 A DE 2909815A DE 2909815 A1 DE2909815 A1 DE 2909815A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
silicon compounds
free oxygen
gases
mixed
water vapor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19792909815
Other languages
English (en)
Other versions
DE2909815C2 (de
Inventor
Guenter Dipl Chem Dr Kratel
Wilfried Lang
Stephan Dipl Chem Dr Loskot
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wacker Chemie AG
Original Assignee
Wacker Chemie AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wacker Chemie AG filed Critical Wacker Chemie AG
Priority to DE19792909815 priority Critical patent/DE2909815C2/de
Priority to JP15930979A priority patent/JPS5854085B2/ja
Priority to FR8005522A priority patent/FR2451343A1/fr
Priority to GB8008471A priority patent/GB2049641A/en
Publication of DE2909815A1 publication Critical patent/DE2909815A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2909815C2 publication Critical patent/DE2909815C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
    • C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
    • C01B33/18—Preparation of finely divided silica neither in sol nor in gel form; After-treatment thereof
    • C01B33/181—Preparation of finely divided silica neither in sol nor in gel form; After-treatment thereof by a dry process
    • C01B33/183—Preparation of finely divided silica neither in sol nor in gel form; After-treatment thereof by a dry process by oxidation or hydrolysis in the vapour phase of silicon compounds such as halides, trichlorosilane, monosilane
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C08K3/36—Silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12—Surface area
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/60—Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)

Description

WACKER-CHEMIE München, den 16.1.1979 GMBH LC-PAT/Dr.Dä/fr
Wa 7869-L
Verfahren zur Herstellung von Siliciumdioxid
Es ist bekannt, feinstteiliges Siliciumdioxid (hochdisperse Kieselsäure, fume silica ) durch Umsetzung von gasförmigen oder verdampfbaren Siliciumverbindungen und gegebenenfalls anderen unter Hasserbildung verbrennenden Gasen als Siliciumverbindungen mit Sauerstoff in der Flamme herzustellen ( vgl. z.B. DE-PS900 339, DE-OS 26 20 737, US-PS 2 399 687). Mit Siliciumtetrachlorid werden dabei befriedigende Ergebnisse erzielt. Oftmals ist es jedoch vorteilhaft, von Organosilanen auszugehen. Dabei werden bisher im allgemeinen nur dunkle, durch Kohlenstoff verunreinigte Produkte erzielt. Um das zu verhindern, werden bisher beim Einsatz von an Silicium gebundene organische Gruppen enthaltenden, insbesondere halogenhaltigen Siliciumverbindungen zusätzliche Brennstoffe, wie z.B. Hasserstoff und Kohlenwasserstoffe mitverwendet.
Es wurde nunmehr ein Verfahren zur Herstellung hochaktiven, feinstteiligen Siliciumdioxids hoher Reinheit gefunden, bei dem gasförmige oder verdampfbare, gegebenenfalls Si-gebundene Organogruppen enthaltende brennbare Siliciumverbindungen oder
030038/0391
Gemische davon mit freien Sauerstoff enthaltenden Gasen, insbesondere Luft, ohne Zusatz weiterer brennbarer Gase in der Flamme umgesetzt werden.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von hochdispsrsem Siliciumdioxid durch Umsetzung von gasförmigen brennbaren Siliciumverbindungen mit freien Sauerstoff enthaltenden Gasen in der Flamme, wobei die Siliciumverbindungen in einem Verdampfer mit einem konstantgehaltenen Stand an flüssigen Siliciumverbindungen unter einem konstantgehaltenen Dampfdruck und bei einer konstanten Temperatur, die bis zur nachfolgenden Mischung der Reaktionsteilnehmer beibehalten wird, verdampft und mit freien Sauerstoff enthaltenden Gasen gemischt wird, dieses Gemisch durch eine konusartige Eintrittsöffnung in die Brennkammer eindosiert wird, durch eine Ringspüldüse um diese Eintrittsöffnung zusätzlich freien Sauerstoff enthaltende Gase eingeblasen werden und die Brennkammer mittels einer indirekten Zwangskühlung gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennung der Siliciumverbindungen nach ihrer Vermischung mit den freien Sauerstoff enthaltenden Gasen und Wasserdampf erfolgt, von den freien Sauerstoff enthaltenden Gasen mindestens der Teil, der vor Eintritt in die Brennkammer mit den brennbaren gasförmigen Siliciumverbindungen gemischt wird, vor dieser Mischung mit den Siliciumverbindungen auf 100 700 C erhitzt und zumindest ein Teil davon spätestens gleichzeitig mit dem Wasserdampf zu den Siliciumverbindungen zugemischt wird.
Durch das erfindungsgemässe Verfahren lassen sich vorteilhafterweise grosse Mengen an zu Wasser verbrennenden Brennstoffen einsparen.
Überraschenderweise wirkt sich der Zusatz von Wasserdampf zu den brennbaren gasförmigen Siliciumverbindungen und den freien Sauerstoff enthaltenden Gasen vor der Dosierung in die Reaktionskammer nicht nachteilig auf das Produkt und auch auf die Betriebsdauer der Vorrichtung aus, insbesondere setzt sich über-
030038/0391
raschenderweise die konische Eintrittsöffnung nicht durch sich am Brennermund absetzendes Siliciumdioxid zu.
Als gasförmige und/oder verdampfbare brennbare Siliciumverbindungen sind solche geeignet, die bisher schon in den bekannten Verfahren zur Herstellung von Siliciumdioxid durch Umsetzung von gasförmigen Siliciumverbindungen und gegebenenfalls anderen unter Wasserbildung verbrennenden Gasen als Siliciumverbindungen mit Sauerstoff in der Flamme als gasförmige oder verdampfbare Siliciumverbindungen verwendet werden konnten, vorausgesetzt sie sind selbst brennbar.
Das erfindungsgemässe Verfahren bietet insbesondere die Möglichkeit, brennbare Siliciumverbindungen oder Gemische davon, die weitgehend ohne Zersetzung bis etwa 200° C (bei Normaldruck) sieden, zu hochdispersem Siliciumdioxid hoher Reinheit umzusetzen.
Diese für das erfindungsgemässe Verfahren geeigneten gasförmigen und/oder verdampfbaren brennbaren Siliciumverbindungen entstehen z.B. bei der Umsetzung von Silicium oder Legierungen des Siliciums mit Organohalogeniden, insbesondere Methylchlorid, oder Chlorwasserstoff (Müller-Rochow-Synthese). Es kommen im allgemeinen Organochlorsilane, Hydrogenchlorsilane, Silane, die ausser Organogruppen und/oder Wasserstoffatomen keine weiteren Substituenten enthalten, und/oder Silanole oder Siloxane, bei denen die nicht durch Sauerstoff gebundenen SiIiciumvalenzen durch Chlor, Wasserstoff oder Organogruppen abgesättigt sind, infrage. Diese gasförmigen oder verdampfbaren Siliciumverbindungen sind teilweise entweder unerwünscht oder nicht in den anfallenden Mengen anderweitig verwertbar'. Bisher wurden sie bzw. die überschüssigen Mengen beseitigt, was wagen der Umweltbelastung und auch wirtschaftlich nicht vertretbar ist.
Diese Siliciumverbindungen fallen z.B. auch bei der destillativen Trennung der Produkte aus der Umsetzung von Silicium oder Siliciumlegierungen mit Organohalpganjcfen oder Chlorwasser-
030038/0391
stoff als zum Teil unerwünschte Nebenprodukte, z.B. als Vor oder Nachlauf an. Diese Vor-oder Nachläufe brauchen nicht weiter aufgetrennt zu werden, sie sollten für den Einsatz
im erfindungsgemässen Verfahren allerdings möglichst keine Feststoffe wie Kohlenstoff enthalten.
Beispiele für geeignete gasförmige oder verdampfbare Siliciumverbindungen sind: Silan, Di-, Tri- und Tetrasilan , Trichlorsilan, Dichlorsilan, ChIorsilan, Methylsilan, Dirnethylsilan, Trimethylsilan, Tetramethylsilan, Methyltrichlorsilan, Dimethyldichlorsilan, Trimethylchlorsilan, Methylchlorsilan,Methyldichlorsilan, Dim ethylchlorsilan, Hexamethyldisilan, Tetraraethyldisilan,Pentamethylchlor-, Trimethyltrichlor-, Dimethyltefcrachlordisilan, sowie Silane der Formel Cl[Si (CH3)-] mit η = 2 bis etwa 6, aber daneben auch Disiloxan, Hexamethyldisiloxan, Trimethylsilanol. Bevorzugt sind jedoch einzeln oder im Gemisch Methyltrichlorsilan, Trichlorsilan. Tetramethylsilan.
Die für das erfindungsgemässe Verfahren geeigneten verdampfbaren oder gasförmigen brennbaren Siliciumverbindungen werden so verdampft, dass ihr Dampfdruck bei 1,2 bis 2,2, vorzugsweise 1,4 bis 2,0 bar (absolut) liegt.
Die Temperatur des Dampfes liegt höchstens 50 Celsiusgrade, vorzugsweise 20 bis 35 Celsiusgrade über dem Siedebereich des eingesetzten Gemisches von brennbaren Si-Verbindungen oder über dem Siedepunkt der eingesetzten brennbaren Si-Verbindung. Diese Temperatur der brennbaren Si-Verbindung(en) wird beibehalten bis die Mischung mit den anderen sauerstoffhaltigen Gasen erfolgt. Um dies zu erreichen, ist es oftmals zweckmässig, die Leitung zwischen dem Verdampfer, in dem die Siliciumverbindungen verdampft werden, .und dem die Flamme erzeugenden Brenner mindestens teilweise durch wärmedämmende Stoffe gegen Wärmeabstrahlung zu schützen oder durch einen Mantel oder eine elektrische Heizung den Inhalt dieser Leitung auf der gewünschten Temperatur zu haiten.Die Wärmemedien in diesem Mantel können z.B. Heisswasser mit 95 bis 100° C oder Hasserdampf, gegebenenfalls
030038/0391
überhitzt und überspannt, bis 250° C sein. Die Beheizung der wärmeabgebenden Flächen in dem Verdampfer, in dem die flüssigen brennbaren Siliciumverbindungen in den gasförmigen Zustand überführt werden, kann ebenfalls durch eine Heizflüssigkeit, Wasserdampf oder aber elektrisch erfolgen.
Als freien Sauerstoff enthaltende Gase kann elementarer Sauerstoff in reiner Form und in Form von Gasgemischen mit mindestens 15 Vol.-56 Sauerstoff, vorzugsweise Luft, eingesetzt werden. Die anderen in solchen Gemischen enthaltenen Gase sollten gegenüber den Reaktanten inert sein, vorzugsweise sind sie inert.
Die freien Sauerstoff enthaltenden Gase werden vor dem Mischen mit den anderen Reaktionsteilnehmern auf Temperaturen von mindestens 100° C, im allgemeinen auf 100 bis 700° C, vorzugsweise 150 bis 400° C erhitzt. Auf jeden Fall muss die Temperatur so hoch sein, dass eine Verflüssigung der gasförmigen brennbaren Siliciumverbindungen verhindert wird.
Die Temperatur des in der Reaktion eingesetzten Hasserdampfes sollte zweckmässigerweise genauso hoch sein wie die der freien Sauerstoff enthaltenden Gase, sie kann aber auch davon nach oben oder unten abweichen, muss aber so hoch sein, dass sich weder Wasser noch die gasförmigen brennbaren Siliciumverbindungen als Flüssigkeiten niederschlagen.
Die gasförmigen brennbaren Siliciumverbindungen, die freien Sauerstoff enthaltenden Gase und der Wasserdampf werden oftmals in einem Apparateteil gemischt, der bereits zum Brenner gehört. Der Wasserdampf darf aber frühestens zusammen mit den freien Sauerstoff enthaltenden Gasen oder einem Teil davon zu den Siliciumverbindungen gemischt werden. Vorzugsweise wer*» den die gasförmigen brennbaren Si-Verbindungen, die freien Sauerstoff enthaltenden Gase und der Wasserdampf gleichzeitig gemischt; die beiden letzteren können aber auch als Vorgemisch zu den gasförmigen brennbaren Siliciumverbindungen zugemischt
werden. M
030038/0391 ot
-ι
Die freien Sauerstoff enthaltenden Gase werden in einer solchen Menge eingesetzt, dass alle Si-H- und/oder Si- organischen Bindungen zu Si-O-Bindungen oxidiert und die gegebenenfalls vorhandenen Organoreste vollkommen zu farblosen.gasförmigen Produkten verbrannt werden. Der Wasserdampf wird in solchen Mengen eingesetzt, dass alle übrigen Si-Bindungen zu Si-O-Bindungen hydrolysiert werden.
Die Volumenverhältnisse der einzelnen Gaskomponenten sind nicht von entscheidender Bedeutung. Es ist aber möglich, damit die Flammentemperatür im allgemein bevorzugten Bereich von etwa 800 bis etwa 1.400° C zu regeln.
Zweckmässigerweise wird der Sauerstoff auch bei dem erfindungsgemässen Verfahren im Überschuss von mindestens 5 Gew.- %, bezogen auf die stöchiometrische Menge an Sauerstoff, eingesetzt· Im allgemeinen wird ein Überschuss von 10 bis 50 Gew.- % ausreichen.
Ein weiterer Überschuss von 5 bis 15, vorzugsweise 10 Gew.- %, bezogen auf die stöchiometrische Menge an Sauerstoff, an freien Sauerstoff enthaltendem Gasgemisch wird durch die Ringspüldüse, die die Eintrittsöffnung am Reaktionsraum zentral umgibt, gesondert zugeführt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform werden auch die freien Sauerstoff enthaltenden Gase, die zusätzlich durch die Ringspüldüse in den Reaktionsraum eingeblasen werden,nach dem Erhitzen auf 100 bis 700° C, vorzugsweise l§0 bis 400° C mit Wasserdampf gemischt. Dieser Wasserdampf hat im allgemeinen dieselben Temperaturen wie der, der mit den gasförmigen brennbaren Siliciumverbindungen und den freien Sauerstoff enthaltenden Gasen gemischt durch die konische Eintrittsöffnung in den Reaktionsraum eindosiert wird .Hier genügt im allgemeinen eine Wasser dampf menge von etwa 5-20 Gew.%,bezogen auf die stöchiometrisch notwendige Menge. Ein für das erfindungsgeraässe Verfahren geeigneter Brenner ist beispielsweise in der DE-OS 26 20 737 beschrieben. Er besitzt eine konische Eintrittsöffnung für das Gemisch aus
gasförmigen
030038/0391
brennbaren Siliciumverbindungen, freien Sauerstoff enthaltenden Gassn und Wasserdampf, die im allgameinen einen Innendurchmesser von 20 - 100 nun, vorzugsweise ca. 50 - 70 mm besitzt; diese Öffnung ist zentral von einer Ringspüldüse für die zusätzlichen freien Sauerstoff enthaltenden Gase und vorzugsweise damit gemischten Wasserdampf mit einer lichten Weite von zweckmässigerweise etwa 0,2 bis 2,0 mm umgeben.
Die Abführung der bei der Reaktion brennbarer Siliciumverbindungen zu hochdisperser Kieselsäure entstehenden grossen Wärmemengen geschieht mittels einer .indirekten Zwangskühlung. Diese kann durchgeführt werden durch Kühlung der Brennkammer von aussen, beispielsweise durch eine Mantelkühlung z.B. mit Wasser. Vorzugsweise wird die Brennkammer durch freien Sauerstoff haltige Gase, insbesondere Luft gekühlt, die besonders vorzugsweise ganz oder zum Teil als freien Sauerstoff enthaltende Gase gegebenenfalls nach weiterer Erhitzung oder auch Abkühlung in der Reaktion eingesetzt werden können.
Das erfindungsgemäss hergestellte Siliciumdioxid hat im allgemeinen eine Teilchengrösse unterhalb 1 Micrometer und eine BET-
2 Oberfläche von meistenteils 50 bis 450 m/q, insbesondere 100 -
2
400 m/g. Es eignet sich im allgemeinen für alle Anwendungen,bei denen bisher bereits pyrogen gewonnenes feinstteiliges Siliciumdioxid eingesetzt wurde, z.B. zum Verdicken von polaren und unpolaren Flüssigkeiten sowie als verstärkender Füllstoff, insbesondere für Organopolysiloxanelastomere. Bei diesen Organopölysiloxanelastomeren kann es sich um solche aus durch peroxidische Verbindungen in der Hitze vernetzbare Massen, aus sogenannten Einkomponentensystemen oder sogenannten Zweikomponentensystemen, die bei Raumteroparatur vernetzen, und aus durch Anlagerung von Si-gebundenem Wasserstoff an aliphatische Mehrfachbindungen vernetzbaren Massen handeln. In den folgenden Beispielen sind die Volumina bei Normalbedingungsn gemessen worden:
030038/0391
/ir
Beispiel 1
25 kg Methyltrichlorsilan je Stunde werden mittels einer Membrankolbenpumpe mit einem Druck von 2,5 bar (abs.) in einen Verdampfer gepumpt. Der Verdampfer hat eine wärmeabgebende Fläche, die auch als Heizfläche bezeichnet wird, die mit Wasserdampf von 1,5 bar (abs.) beheizt wird und 0,5 m2 gross ist. Der Strom des Wasserdampfes wird mit einem Regler (Samson-Regler), der durch den Dampfdruck des Methyltrichlorsilans im Verdampfer gesteuert wird, so eingestellt, daß ein gleichbleibender Pegel von flüssigem Organosilan und auch ständig der Druck von 1,5 bar (abs.) des Methyltrichlorsi1 ans aufrechterhalten wird. Die Temperatur beträgt etwa 78° C. Die Leitung zwischen dem Verdampfer und dem Brenner wird durch einen Mantel, durch den Wasserdampf mit 1,5 bar (abs.) strömt, erwärmt und ist weiterhin mit einer Regeleinrichtung ausgestattet, so daß die Temperatur gehalten werden kann. Im Brenner werden die 25 kg/h Methyltrichlorsilan mit 100 m3/h Luft von ca. 200° C und etwa 10 kg/h Wasserdampf vermischt und durch eine konusartige Eintrittsöffnung von 50 mm lichter Weite in die Brennkammer eingegeben. Die Brennermündung ist scharfkantig und dünnwandig.
Gegen die Brennermündung ist ein mit H20-Dampf angereicherter Luftstrom von 8 Nm3/h gerichtet, der aus der Brennermündung umgebenden Ringspüldüse mit einer lichten Weite von 0,5 mm strömt.
Die Reaktionskammer mit einem Durchmesser von 60 cm und einer Länge von 350 cm ist mit einem Mantel umgeben, der in einem Abstand von 5 cm befestigt ist. Durch diesen Spalt werden stündlich 800 m3 Luft von etwa 20° C angesaugt. Nach dem Austritt aus dem Mantel besitzt die Luft 120° C, 100 m3/h werden nach weiterem Erhitzen als Reaktionsluft eingesetzt. Das am Brennermund ausströmende homogenisierte Gasgemisch wird gezündet und unterhalb der Brennermündung in der Flamme umgesetzt.
030038/0391
Es wird ein hochtransparentes hochdisperses Siliciumdioxid mit einer Teilchengröße unter 1 Micrometer und einer Oberfläche, gemessen nach der BET-Methode, von 188 m2/g erhalten.
Beispiel 2
Die in Beispiel 1 beschriebene Arbeitsweise wird wiederholt mit den Abänderungen, daß anstelle der 25 kg/h Methyltrichlorsilan 22 kg/h Trichlorsilan und anstelle der 100 m3/h Luft 90 m3/h Luft eingesetzt werden.
Es wird ein hochdisperses, hochtransparentes Siliciumdioxid mit einer BET-Oberf1äche von 395 ma/g erhalten.
Beispiel 3
Die in Beispiel 1 beschriebene Arbeitsweise wird wiederholt mit der Abänderung, daß anstelle der 25 kg/h Methyltrichlorsilan 25 kg/h Methyldichlorsilan und anstelle der 100 m3/h Luft 130 m3/h Luft eingesetzt werden. Es wird ein hochdisperses Siliciumdioxid mit einer BET-Oberflache von 187 m2/g erhalten.
Beispiel 4
Die in Beispiel 1 beschriebene Arbeitsweise wird wiederholt mit der Abänderung, daß anstelle der 25 kg/h Methyltrichlorsilan 25 kg/h eines Gemisches aus 50 VoI % Methyltrichlorsilan + 50 VoI % Trichlorsilan und anstelle der 100 m3/h Luft 64 m3/h Luft eingesetzt werden. Es wird ein hochdisperses Siliciumdioxid mit einer BET-Oberf lache von 278 ni2/g erhalten.
Beispiel 5
Die in Beispiel 1 beschriebene Arbeitsweise wird wiederholt mit den Abänderungen, daß anstelle der 25 kg/h Methyltrichlorsilan 25 kg/h eines Gemisches aus verschiedenen Siliciumver-
- 10 -030038/0391
bindungen eingesetzt wird, das bei der Destillation des Rohproduktes einer MUl1er-Rochow-Synthese , ausgehend von Methyl chlorid, als Vorlauf erhalten wurde, daß die Temperatur im Verdampfer und der anschließenden Leitung über 60° C beträgt, ein Dampfdruck von 1,8 bar (abs.) eingestellt wird, die Heizung des Verdampfers und der Leitung elektrisch erfolgt, daß anstelle von 100 m3/h Luft 110 m3/h Luft mit einer Temperatur von 200° C und etwa 10 kg/h Wasserdampf mit 150° C eingesetzt werden und daß durch die Ringspüldüse ein Gemisch aus 8 m3/h Luft und ca. 5 kg/h Wasserdampf mit einer Temperatur von ca. 1400C eingeblasen wird.
Das Gemisch aus brennbaren Siliciumverbindungen setzt sich zusammen (gaschromatographisch bestimmt) aus: Trichlorsilan, Methyldichlorsilan, Dimethylchlorsilan , Tetramethylsilan, weiteren Silanen, sowie Kohlenwasserstoffen.
Es wird ein Siliciumdioxid mit einer Teilchengröße unter
1 Micrometer und einer BET-Oberf1äche von 154 m2/g erhalten.
Beispiel 6
Die in Beispiel 5 beschriebene Arbeitsweise wird wiederholt mit der Abänderung, daß anstelle der 25 kg/h Vorlaufgemisch 25 kg/h Nachlaufgemisch eingesetzt werden, daß die Temperatur im Verdampfer und der anschließenden Leitung über 140° C beträgt, ein Dampfdruck von 2,0 ba> (abs.) eingestellt wird, daß anstelle von 110 m3/h Luft 100 m3/h Luft mit einer Temperatur von 200° C und etwa 20 kg/h H2O Dampf mit 150° C eingesetzt werden und daß durch die Ringspüldüse ein Gemisch aus 8 m3/h Luft und ca. 5 kg/h H2O Dampf mit einer Temperatur von ca. 120° C eingeblasen wird.
- 11 -
030038/0391
Das Gemisch aus brennbaren Siliciumverbindungen setzt sich zusammen (gaschromatographisch bestimmt) aus: Dimethyldichlorsilan, Ethylmethyldichlorsilan, Tetramethyl -dichlorsiloxan , Dimethyltetrachlordisilan, weitere flüchtige Siliciumverbindungen, sowie Kohlenwasserstoffen.
Es wird ein Siliciumdioxid mit einer Teilchengröße unter
1 Micrometer und einer BET-Oberf1äche von 196 m2/g erhalten.
030038/0391

Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Verfahren zur Herstellung von hochdispersem Siliciumdioxid durch Umsetzung von gasförmigen brennbaren Siliciumverbindungen mit freien Sauerstoff enthaltenden Gasen in der Flamme,wobei die Siliciumverbindungen in einem Verdampfer mit einem konstixntgehaltenen Stand an flüssigen Siliciumverbindungen unter einem konstantgehaltenen Dampfdruck und bei einer konstanten Temperatur, die bis zur nachfolgenden Mischung der Reaktionsteilnehmer beibehalten wird, verdampft und mit freien Sauerstoff enthaltenden Gasen gemischt wird, dieses Gemisch durch eine konusartige Eintrittsöffnung in die Brennkammer eindosiart wird, durch eine Ringspüldüse um diese Eintrittsöffnung zusätzlich, freien Sauerstoff enthaltende Gase eingeblasen werden und die Brennkammer mittels einer indirekten Zwangskühlung gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennung der Siliciumverbindungen nach ihrer Vermischung mit den freien Sauerstoff enthaltenden Gasen und Wasserdampf erfolgt, von den freien Sauerstoff enthaltenden Gasen mindestens der Teil, der vor Eintritt in die Brennkammer mit den brennbaren gasförmigen Siliciumverbindungen gemischt wird, vor dieser Mischung
    030038/0391
    mit den Siliciumverbindungen auf 100 - 700 C erhitzt und zumindest ein Teil davon spätestens gleichzeitig mit dem Wasserdampf zu den Siliciumverbindungen zugemischt wird.
    Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Sauerstoff enthaltenden Gase zunächst auf 150 bis 400 C erhitzt v/erden, ein Teil davon mit den gasförmigen brennbaren Siliciumverbindungen und mit Wasserdampf vermischt wird und ein anderer Teil davon mit Wasserdampf vermischt zusätzlich durch die Ringspüldüse eingeblasen wird.
    Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als brennbare Siliciumverbindungen solche mit einem Siedepunkt bis etwa 200 C eingesetzt werden.
    030038/0391
DE19792909815 1979-03-13 1979-03-13 Verfahren zur Herstellung von hochdispersem Siliciumdioxid Expired DE2909815C2 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19792909815 DE2909815C2 (de) 1979-03-13 1979-03-13 Verfahren zur Herstellung von hochdispersem Siliciumdioxid
JP15930979A JPS5854085B2 (ja) 1979-03-13 1979-12-10 二酸化ケイ素の製造方法
FR8005522A FR2451343A1 (fr) 1979-03-13 1980-03-12 Procede de preparation de silice
GB8008471A GB2049641A (en) 1979-03-13 1980-03-13 Manufacture of Fume Silica

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19792909815 DE2909815C2 (de) 1979-03-13 1979-03-13 Verfahren zur Herstellung von hochdispersem Siliciumdioxid

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2909815A1 true DE2909815A1 (de) 1980-09-18
DE2909815C2 DE2909815C2 (de) 1984-11-22

Family

ID=6065256

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19792909815 Expired DE2909815C2 (de) 1979-03-13 1979-03-13 Verfahren zur Herstellung von hochdispersem Siliciumdioxid

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JPS5854085B2 (de)
DE (1) DE2909815C2 (de)
FR (1) FR2451343A1 (de)
GB (1) GB2049641A (de)

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3016010A1 (de) 1980-04-25 1981-10-29 Degussa Ag, 6000 Frankfurt Pyrogen hergestellte kieselsaeure und verfahren zu ihrer herstellung
EP0064611A2 (de) * 1981-05-07 1982-11-17 Siemens Aktiengesellschaft Elektrisch isolierende Einkapselungsmasse für Halbleiteranordnungen
EP0111008A1 (de) * 1982-06-01 1984-06-20 MITSUI TOATSU CHEMICALS, Inc. Herstellungsverfahren von metallkarbiden und deren vorprodukte
DE3050746C2 (de) 1980-04-25 1985-03-14 Degussa Ag, 6000 Frankfurt Verfahren zur pyrogenen Herstellung von Kieselsäure
AU638702B2 (en) * 1989-03-15 1993-07-08 Tsl Group Plc Vitreous silica products
DE19530339A1 (de) * 1995-08-18 1997-02-20 Degussa Pyrogene Kieselsäure, Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung
EP0790213A1 (de) 1996-02-15 1997-08-20 Wacker-Chemie GmbH Verfahren zur Herstellung von Siliciumdioxid
US5785941A (en) * 1993-07-08 1998-07-28 Wacker Chemie Gmbh Process for preparing finely divided silica and apparatus for carrying out the process
US6322765B1 (en) 1996-02-15 2001-11-27 Wacker-Chemie Gmbh Process for preparing silicon dioxide
WO2007101790A1 (de) * 2006-03-03 2007-09-13 Wacker Chemie Ag Verfahren zur wiederverwertung von hochsiedenden verbindungen innerhalb eines chlorsilanverbundes
US10618833B2 (en) 2015-12-18 2020-04-14 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Preparation of a synthetic quartz glass grain
US10676388B2 (en) 2015-12-18 2020-06-09 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Glass fibers and pre-forms made of homogeneous quartz glass
US10730780B2 (en) 2015-12-18 2020-08-04 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Preparation of a quartz glass body in a multi-chamber oven
US11053152B2 (en) 2015-12-18 2021-07-06 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Spray granulation of silicon dioxide in the preparation of quartz glass
US11236002B2 (en) 2015-12-18 2022-02-01 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Preparation of an opaque quartz glass body
US11299417B2 (en) 2015-12-18 2022-04-12 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Preparation of a quartz glass body in a melting crucible of refractory metal
US11339076B2 (en) 2015-12-18 2022-05-24 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Preparation of carbon-doped silicon dioxide granulate as an intermediate in the preparation of quartz glass
US11492285B2 (en) 2015-12-18 2022-11-08 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Preparation of quartz glass bodies from silicon dioxide granulate
US11492282B2 (en) 2015-12-18 2022-11-08 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Preparation of quartz glass bodies with dew point monitoring in the melting oven
US11952303B2 (en) 2015-12-18 2024-04-09 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Increase in silicon content in the preparation of quartz glass

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4801437A (en) * 1985-12-04 1989-01-31 Japan Oxygen Co., Ltd. Process for treating combustible exhaust gases containing silane and the like
US5043002A (en) * 1990-08-16 1991-08-27 Corning Incorporated Method of making fused silica by decomposing siloxanes
US5152819A (en) * 1990-08-16 1992-10-06 Corning Incorporated Method of making fused silica
DE4312750C2 (de) * 1992-05-15 1994-11-17 Eichmueller Hartmut Wiederverwendbarer Behälter insbesondere für Transport- und Lagerzwecke zum Schutz von (Industrie-)Gütern
JP3480083B2 (ja) * 1994-10-11 2003-12-15 信越化学工業株式会社 微細シリカの製造方法
KR19990082608A (ko) 1996-12-16 1999-11-25 알프레드 엘. 미첼슨 게르마늄 도핑 실리카 제조용 원료 및 제조방법
JP4350168B2 (ja) 1997-03-07 2009-10-21 コーニング インコーポレイテッド チタニアドープ溶融シリカの製造方法
DE29712026U1 (de) * 1997-07-09 1998-11-12 Ebara Germany Gmbh Brenner für die Verbrennung von Abgasen mit mindestens einer kondensationsfähigen Komponente
JP4352355B2 (ja) * 1998-09-16 2009-10-28 日本アエロジル株式会社 超微粒子状二酸化珪素とその製造方法
EP1122212B1 (de) * 1999-11-11 2003-07-09 Degussa AG Nanostrukturierte Teilchen bestehend aus Russ und pyrogene Kieselsäure enthaltendem Kompositmaterial
JP3750728B2 (ja) 2000-12-05 2006-03-01 信越化学工業株式会社 微細シリカの製造方法
WO2005104139A1 (ja) * 2004-04-21 2005-11-03 Nuclear Fuel Industries, Ltd. 高温ガス炉用被覆燃料粒子の製造装置
CN101679047B (zh) 2006-04-28 2012-08-29 卡伯特公司 制造热解二氧化硅的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2153671A1 (de) * 1971-10-28 1973-05-17 Degussa Verfahren zur herstellung von feinverteilten oxiden
DE2620737A1 (de) * 1976-05-11 1977-12-01 Wacker Chemie Gmbh Verfahren zur herstellung von siliciumdioxid

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL112542C (de) * 1952-04-02

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2153671A1 (de) * 1971-10-28 1973-05-17 Degussa Verfahren zur herstellung von feinverteilten oxiden
DE2620737A1 (de) * 1976-05-11 1977-12-01 Wacker Chemie Gmbh Verfahren zur herstellung von siliciumdioxid

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0092024A1 (de) * 1980-04-25 1983-10-26 Degussa Aktiengesellschaft Pyrogen hergestellte Kieselsäure und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE3050746C2 (de) 1980-04-25 1985-03-14 Degussa Ag, 6000 Frankfurt Verfahren zur pyrogenen Herstellung von Kieselsäure
DE3016010A1 (de) 1980-04-25 1981-10-29 Degussa Ag, 6000 Frankfurt Pyrogen hergestellte kieselsaeure und verfahren zu ihrer herstellung
EP0064611A2 (de) * 1981-05-07 1982-11-17 Siemens Aktiengesellschaft Elektrisch isolierende Einkapselungsmasse für Halbleiteranordnungen
EP0064611A3 (en) * 1981-05-07 1983-11-09 Siemens Aktiengesellschaft Electrically insulating encapsulating substance for semiconductor devices
EP0111008A1 (de) * 1982-06-01 1984-06-20 MITSUI TOATSU CHEMICALS, Inc. Herstellungsverfahren von metallkarbiden und deren vorprodukte
EP0111008B1 (de) * 1982-06-01 1989-12-27 MITSUI TOATSU CHEMICALS, Inc. Herstellungsverfahren von metallkarbiden und deren vorprodukte
AU638702B2 (en) * 1989-03-15 1993-07-08 Tsl Group Plc Vitreous silica products
US5785941A (en) * 1993-07-08 1998-07-28 Wacker Chemie Gmbh Process for preparing finely divided silica and apparatus for carrying out the process
US5976480A (en) * 1995-08-18 1999-11-02 Degussa-Huls Ag Pyrogenic silica, process for the production thereof and use
DE19530339A1 (de) * 1995-08-18 1997-02-20 Degussa Pyrogene Kieselsäure, Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung
US6322765B1 (en) 1996-02-15 2001-11-27 Wacker-Chemie Gmbh Process for preparing silicon dioxide
EP0790213A1 (de) 1996-02-15 1997-08-20 Wacker-Chemie GmbH Verfahren zur Herstellung von Siliciumdioxid
WO2007101790A1 (de) * 2006-03-03 2007-09-13 Wacker Chemie Ag Verfahren zur wiederverwertung von hochsiedenden verbindungen innerhalb eines chlorsilanverbundes
US7803342B2 (en) 2006-03-03 2010-09-28 Wacker Chemie Ag Process for recycling high-boiling compounds within an integrated chlorosilane system
US11053152B2 (en) 2015-12-18 2021-07-06 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Spray granulation of silicon dioxide in the preparation of quartz glass
US10676388B2 (en) 2015-12-18 2020-06-09 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Glass fibers and pre-forms made of homogeneous quartz glass
US10730780B2 (en) 2015-12-18 2020-08-04 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Preparation of a quartz glass body in a multi-chamber oven
US10618833B2 (en) 2015-12-18 2020-04-14 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Preparation of a synthetic quartz glass grain
US11236002B2 (en) 2015-12-18 2022-02-01 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Preparation of an opaque quartz glass body
US11299417B2 (en) 2015-12-18 2022-04-12 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Preparation of a quartz glass body in a melting crucible of refractory metal
US11339076B2 (en) 2015-12-18 2022-05-24 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Preparation of carbon-doped silicon dioxide granulate as an intermediate in the preparation of quartz glass
US11492285B2 (en) 2015-12-18 2022-11-08 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Preparation of quartz glass bodies from silicon dioxide granulate
US11492282B2 (en) 2015-12-18 2022-11-08 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Preparation of quartz glass bodies with dew point monitoring in the melting oven
US11708290B2 (en) 2015-12-18 2023-07-25 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Preparation of a quartz glass body in a multi-chamber oven
US11952303B2 (en) 2015-12-18 2024-04-09 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Increase in silicon content in the preparation of quartz glass

Also Published As

Publication number Publication date
JPS55121911A (en) 1980-09-19
FR2451343A1 (fr) 1980-10-10
GB2049641A (en) 1980-12-31
DE2909815C2 (de) 1984-11-22
JPS5854085B2 (ja) 1983-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2909815C2 (de) Verfahren zur Herstellung von hochdispersem Siliciumdioxid
DE2620737C2 (de) Verfahren zum Herstellen von hochdispersem Siliciumdioxid
EP0759410B1 (de) Pyrogene Kieselsäure, Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung
EP1486461B1 (de) Flammenhydrolytisch hergestelltes Siliciumdioxid, Verfahren zu seiner Herstellung und Verwendung
EP1693343B1 (de) Pyrogen hergestelltes Siliciumdioxidpulver
EP0579049A1 (de) Verfahren zur Hydrophobierung von pyrogen hergestelltem Siliciumdioxid
EP1991502B1 (de) Verfahren zur wiederverwertung von hochsiedenden verbindungen innerhalb eines chlorsilanverbundes
DE1163784B (de) Verfahren zur Oberflaechenbehandlung von hochdispersen Oxyden
EP0044903B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur pyrogenen Herstellung von Siliciumdioxid
EP0015315B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Kieselsäure mittels Flammenhydrolyse
DE2709137A1 (de) Verfahren zur herstellung von hydrogensilanen
DE4240741A1 (de) Verfahren zur Hydrophobierung von pyrogen hergestelltem Siliciumdioxid
DE2630744A1 (de) Verfahren zur umwandlung von organosiloxanen
EP1179534B1 (de) Verfahren zum Aufarbeiten von Rückständen der Direktsynthese von Organochlorsilanen
DE19919635A1 (de) Silicium-Aluminium-Mischoxid
EP3424883A1 (de) Sprühverdampfung eines flüssigen rohstoffes zur herstellung von siliciumdioxid und metalloxiden
DE19605672C1 (de) Verfahren zur Herstellung von Siliciumdioxid
DE102011121356A1 (de) Verfahren zur Herstellung von synthetischem Quarzglas
EP2697164A1 (de) Verfahren zur herstellung von chlorsilanen mittels hochsiedender chlorsilane oder chlorsilanhaltiger gemische
JPH02188421A (ja) 非晶質シリカ球状微粒子およびその製造方法
DE1567490C3 (de) Verfahren zur Herstellung von feinverteiltem Sihciumdioxyd
EP3580173A1 (de) Verfahren zur herstellung von hochdispersem siliciumdioxid
EP3592701A1 (de) Verfahren zur herstellung von pyrogener kieselsäure
DE1767078C3 (de) Verfahren zur Herstellung von Siliciumtetrahalogeniden
JPS5934645B2 (ja) 酸化チタン含有微粉末シリカの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee