项目简介:
白炭黑即水合二氧化硅,是微细粉末状或超细粒子状的二氧化硅。白炭黑广泛应用于橡胶、硅橡胶、电缆料与不饱和聚酯树脂、胶粘剂、油漆涂料、油墨和复印机墨粉、食品、饲料皮革、化妆品等,起到补强、增稠、防沉、抗结块、控制体系流变和触变等作用。
白炭黑经典的制造方法主要分两类,即气相法和沉淀法。沉淀法白炭黑的生产成本低、设备投资少,普通沉淀白炭黑的售价为4000~6000元/吨,经颗粒细化处理的沉淀白炭黑的售价为8000~19000元/吨。气相白炭黑的生产成本高、设备投资大,其产品售价为26000~60000元/吨。采用有效的加工方法,改变沉淀白炭黑的团聚状态、大幅度减少堆积密度和颗粒度、提高比表面,提升产品的补强、防沉、增稠、控制体系流变和触变等性能,以超过目前颗粒细化沉淀白炭黑、接近或达到气相白炭黑的性能水平,具有实际意义和经济价值。
本项目采用现代非平衡态机械制粉技术,以沉淀法白炭黑为原料,获得超细白炭黑粉体。产品的堆积密度仅为原料的1/5~1/2(依原料的初始粒度和比表面),达到或接近气相白炭黑水平。粉体平均粒度显著减少,粒度分布均匀性显著提高,比表面显著增加。产品的平均粒度小于2微米,小于目前市售超细白炭黑的平均粒度5微米。比表面增加26%左右。初步的应用评价表明,在丁苯橡胶中的补强效果与气相产品接近,在粘接剂和涂料中优于目前沉淀白炭黑,可以替代气相白炭黑使用。
性能指标:
堆积密度
通过针对性的研究获得的超细白炭黑制备技术可以实现普通沉淀法的高效破团聚,产物的堆积密度为原料的1/3~1/5。
比表面
比表面是白炭黑的重要指标之一,它反映了颗粒表面相占体相的比例,一般说来,颗粒越细比表面越大。氮气吸附法BET比表面测得的结果表明普通白炭黑样品经处理后比表面由191.8729m2/g增加到243.5245m2/g,结果表明通过处理产物比表面的显著增加。
现有结果表明,本项目中建立的超细白炭黑加工方法是将沉淀白炭黑深加工的有效新技术,目前尚无类似的技术报道。该技术解决了超细粉体的加工难题,将提供给体系的能量用于颗粒的破碎而非颗粒之间的键合与团聚,在传统球磨介质加工体系中超细粉体间的聚合与团聚在粉体较细时成为主要过程。
本技术的特点可概括为:
(1)可以实现超细粉体高效、低成本加工。
(2)加工过程在封闭的设备中进行,无超细粉体外逸,既有利于工作环境又可保证产品无损失,产品理论收率100%。
(3)产品无需分级处理,处理后样品不仅具有超细粒度,而且粒度分布更集中。
(4)设备成本低、过程易控制、扩大产能快。
(5)主要消耗为提供电机的电能,无三废排放。
目前项目已经完成中试研究,拥有成熟的工艺。基于现有基础,在设备到位后,工艺微调预期可以在3个月内完成,即可进行生产。
产量及经济分析:
设备10台,每年按300天计,年产量为1000吨。
依照现有工艺放大,单台生产设备工作功率10千瓦,产量333公斤/天,电费按1元/度计算,吨产品耗电720元。人工、管理、折旧等未计入。
原料JB258普通白炭黑售价(税后)6000元/吨,经气流粉碎细粒度产品JB278售价16500元/吨。经本项目工艺处理的JB258的粒度、比表面、堆积密度均优于JB278,按照JB278的相同售价,吨产品毛利为8000元左右,利润空间较大。


