項目簡(jiǎn)介:
白炭黑即水合二氧化硅,是微細粉末狀或超細粒子狀的二氧化硅。白炭黑廣泛應用于橡膠、硅橡膠、電纜料與不飽和聚酯樹(shù)脂、膠粘劑、油漆涂料、油墨和復印機墨粉、食品、飼料皮革、化妝品等,起到補強、增稠、防沉、抗結塊、控制體系流變和觸變等作用。
白炭黑經(jīng)典的制造方法主要分兩類(lèi),即氣相法和沉淀法。沉淀法白炭黑的生產(chǎn)成本低、設備投資少,普通沉淀白炭黑的售價(jià)為4000~6000元/噸,經(jīng)顆粒細化處理的沉淀白炭黑的售價(jià)為8000~19000元/噸。氣相白炭黑的生產(chǎn)成本高、設備投資大,其產(chǎn)品售價(jià)為26000~60000元/噸。采用有效的加工方法,改變沉淀白炭黑的團聚狀態(tài)、大幅度減少堆積密度和顆粒度、提高比表面,提升產(chǎn)品的補強、防沉、增稠、控制體系流變和觸變等性能,以超過(guò)目前顆粒細化沉淀白炭黑、接近或達到氣相白炭黑的性能水平,具有實(shí)際意義和經(jīng)濟價(jià)值。
本項目采用現代非平衡態(tài)機械制粉技術(shù),以沉淀法白炭黑為原料,獲得超細白炭黑粉體。產(chǎn)品的堆積密度僅為原料的1/5~1/2(依原料的初始粒度和比表面),達到或接近氣相白炭黑水平。粉體平均粒度顯著(zhù)減少,粒度分布均勻性顯著(zhù)提高,比表面顯著(zhù)增加。產(chǎn)品的平均粒度小于2微米,小于目前市售超細白炭黑的平均粒度5微米。比表面增加26%左右。初步的應用評價(jià)表明,在丁苯橡膠中的補強效果與氣相產(chǎn)品接近,在粘接劑和涂料中優(yōu)于目前沉淀白炭黑,可以替代氣相白炭黑使用。
性能指標:
堆積密度
通過(guò)針對性的研究獲得的超細白炭黑制備技術(shù)可以實(shí)現普通沉淀法的高效破團聚,產(chǎn)物的堆積密度為原料的1/3~1/5。
比表面
比表面是白炭黑的重要指標之一,它反映了顆粒表面相占體相的比例,一般說(shuō)來(lái),顆粒越細比表面越大。氮氣吸附法BET比表面測得的結果表明普通白炭黑樣品經(jīng)處理后比表面由191.8729m2/g增加到243.5245m2/g,結果表明通過(guò)處理產(chǎn)物比表面的顯著(zhù)增加。
現有結果表明,本項目中建立的超細白炭黑加工方法是將沉淀白炭黑深加工的有效新技術(shù),目前尚無(wú)類(lèi)似的技術(shù)報道。該技術(shù)解決了超細粉體的加工難題,將提供給體系的能量用于顆粒的破碎而非顆粒之間的鍵合與團聚,在傳統球磨介質(zhì)加工體系中超細粉體間的聚合與團聚在粉體較細時(shí)成為主要過(guò)程。
本技術(shù)的特點(diǎn)可概括為:
(1)可以實(shí)現超細粉體高效、低成本加工。
(2)加工過(guò)程在封閉的設備中進(jìn)行,無(wú)超細粉體外逸,既有利于工作環(huán)境又可保證產(chǎn)品無(wú)損失,產(chǎn)品理論收率100%。
(3)產(chǎn)品無(wú)需分級處理,處理后樣品不僅具有超細粒度,而且粒度分布更集中。
(4)設備成本低、過(guò)程易控制、擴大產(chǎn)能快。
(5)主要消耗為提供電機的電能,無(wú)三廢排放。
目前項目已經(jīng)完成中試研究,擁有成熟的工藝?;诂F有基礎,在設備到位后,工藝微調預期可以在3個(gè)月內完成,即可進(jìn)行生產(chǎn)。
產(chǎn)量及經(jīng)濟分析:
設備10臺,每年按300天計,年產(chǎn)量為1000噸。
依照現有工藝放大,單臺生產(chǎn)設備工作功率10千瓦,產(chǎn)量333公斤/天,電費按1元/度計算,噸產(chǎn)品耗電720元。人工、管理、折舊等未計入。
原料JB258普通白炭黑售價(jià)(稅后)6000元/噸,經(jīng)氣流粉碎細粒度產(chǎn)品JB278售價(jià)16500元/噸。經(jīng)本項目工藝處理的JB258的粒度、比表面、堆積密度均優(yōu)于JB278,按照JB278的相同售價(jià),噸產(chǎn)品毛利為8000元左右,利潤空間較大。