Objemový oxid kremičitý, široko používaný materiál v rôznych priemyselných odvetviach, má fascinujúci výrobný proces. Ako veľkoobjemový dodávateľ oxidu kremičitého som nadšený, že sa s vami môžem podeliť o podrobnosti o tom, ako sa táto základná látka vyrába.
1. Úvod do sypkého oxidu kremičitého
Oxid kremičitý, tiež známy ako oxid kremičitý (SiO₂), je chemická zlúčenina, ktorá sa hojne vyskytuje v zemskej kôre. Existuje v rôznych formách, vrátane kryštalickej a amorfnej. Objemový oxid kremičitý sa vzťahuje na veľké množstvá oxidu kremičitého, ktoré sa používajú v priemysle, ako je guma, plasty, farby, nátery a elektronika. Jeho jedinečné vlastnosti, ako je vysoká tepelná stabilita, chemická inertnosť a dobrá mechanická pevnosť, z neho robia ideálny materiál pre mnohé aplikácie.
2. Zdroje surovín
Prvým krokom pri výrobe sypkého oxidu kremičitého je získanie surovín. Primárnym zdrojom oxidu kremičitého je kremenný piesok, čo je prirodzene sa vyskytujúci minerál zložený hlavne z oxidu kremičitého. Kremenný piesok možno ťažiť z lomov po celom svete. Na výrobu vysokokvalitného sypkého oxidu kremičitého sa uprednostňuje kremenný piesok vysokej čistoty, pretože obsahuje menej nečistôt.
Ďalším zdrojom oxidu kremičitého je kremelina. Kremelina je sedimentárna hornina vytvorená zo skamenených zvyškov rozsievok, druhu rias. Má vysoký obsah oxidu kremičitého a poréznu štruktúru, vďaka čomu je vhodný na určité aplikácie, ako je filtrácia.
3. Fyzikálna a chemická predúprava
Keď sú suroviny získané, musia prejsť predúpravou, aby sa odstránili nečistoty a pripravili sa na ďalšie spracovanie.
Fyzická predbežná úprava
Fyzikálne metódy predbežnej úpravy zahŕňajú premývanie, preosievanie a magnetickú separáciu. Pranie sa používa na odstránenie nečistôt, hliny a iných jemných častíc zo surovín. Preosievanie sa používa na oddelenie častíc na základe ich veľkosti, čím sa zabezpečí, že v následných procesoch sa použijú len častice vhodnej veľkosti. Magnetická separácia sa používa na odstránenie železa a iných magnetických nečistôt zo surovín.
Chemická predbežná úprava
Chemická predúprava zahŕňa použitie chemikálií na reakciu a odstránenie špecifických nečistôt. Kyslé lúhovanie sa môže použiť napríklad na odstránenie oxidov kovov zo surovín. V procesoch kyslého lúhovania sa bežne používa kyselina chlorovodíková alebo kyselina sírová. Suroviny sa zmiešajú s roztokom kyseliny a oxidy kovov reagujú s kyselinou za vzniku rozpustných solí, ktoré je možné odstrániť filtráciou.
4. Výrobné metódy
Existuje niekoľko spôsobov výroby oxidu kremičitého a výber spôsobu závisí od požadovaných vlastností konečného produktu a špecifickej aplikácie.
Zrážková metóda
Precipitačná metóda je jednou z najbežnejších metód výroby objemového oxidu kremičitého. Pri tomto spôsobe sa rozpustný kremičitan, ako je kremičitan sodný (Na2Si03), nechá reagovať s kyselinou, ako je kyselina sírová (H2S04), za vzniku zrazeniny oxidu kremičitého.
Reakcia môže byť vyjadrená nasledujúcou rovnicou:
Noni (humóa₄ ₃pl → S 一₂↓ → Suio → Suio → Suio → Suio → S ios
Reakcia sa uskutočňuje v reaktore za kontrolovaných podmienok, ako je teplota, pH a rýchlosť miešania. Zrazenina oxidu kremičitého sa potom premyje, filtruje a suší, čím sa získa konečný produkt. Vlastnosti oxidu kremičitého vyrobeného precipitačným spôsobom možno kontrolovať úpravou reakčných podmienok. Podrobnejšie informácie o metóde zrážania nájdete naSpôsob zrážania na prípravu oxidu kremičitého používaného v silikónovej gume.
Sol - gélová metóda
Metóda sol - gél je ďalšou dôležitou metódou výroby oxidu kremičitého. Pri tomto spôsobe sa alkoxid kovu, ako je tetraetylortosilikát (TEOS), hydrolyzuje a kondenzuje za vzniku silikagélu.
Hydrolytická reakcia môže byť vyjadrená nasledujúcou rovnicou:
Si(OC₂H5)4+ 4H2O → Si(OH)4+ 4C2H5OH
Kondenzačná reakcia potom prebieha medzi silanolovými skupinami (Si - OH) za vzniku trojrozmernej sieťovej štruktúry:
nSi(OH)4 → (SiO₂)n+ 2nH20
Silikagél sa potom suší a kalcinuje, aby sa odstránili organické zložky a získal sa konečný silikagélový produkt. Metóda sol - gél umožňuje presnú kontrolu štruktúry pórov a veľkosti častíc oxidu kremičitého, vďaka čomu je vhodný pre aplikácie, ako sú katalyzátory a adsorbenty.
Metóda dymového oxidu kremičitého
Mikronizovaný oxid kremičitý sa vyrába vysokoteplotnou hydrolýzou chloridu kremičitého (SiCl4) v kyslíkovo-vodíkovom plameni.
Reakcia môže byť vyjadrená nasledujúcou rovnicou:
Sicl4+ 2H2+ O2 → SiOd+ 4HCL
Vysokoteplotný plameň poskytuje energiu potrebnú na uskutočnenie reakcie. Výsledné častice mikronizovaného oxidu kremičitého sú veľmi malé, typicky v rozsahu 7 až 40 nanometrov, a majú veľký povrch. Mikronizovaný oxid kremičitý sa široko používa v aplikáciách, ako sú zahusťovadlá, činidlá proti usadzovaniu a vystužovacie plnivá.
5. Po ošetrení
Potom, čo je oxid kremičitý vyrobený, môže prejsť dodatočnou úpravou, aby sa zlepšili jeho vlastnosti a aby bol vhodnejší pre špecifické aplikácie.
Úprava povrchu
Povrchová úprava je bežnou metódou dodatočnej úpravy. Zahŕňa úpravu povrchu oxidu kremičitého rôznymi chemikáliami, aby sa zmenili jeho povrchové vlastnosti. Napríklad silánové spojovacie činidlá možno použiť na modifikáciu povrchu oxidu kremičitého, čím sa zlepší jeho kompatibilita s organickými polymérmi. Toto je obzvlášť dôležité v aplikáciách, ako je guma a plasty, kde je potrebné, aby bol oxid kremičitý dobre dispergovaný v polymérnej matrici.
Brúsenie a klasifikácia
Mletie sa používa na zníženie veľkosti častíc oxidu kremičitého a zlepšenie jeho disperzie. Klasifikácia sa potom použije na oddelenie častíc na základe ich veľkosti, čím sa zabezpečí, že konečný produkt bude mať úzku distribúciu veľkosti častíc.
6. Kontrola kvality
Kontrola kvality je nevyhnutnou súčasťou procesu výroby oxidu kremičitého vo veľkom. Vykonávajú sa rôzne testy, aby sa zabezpečilo, že výrobok spĺňa požadované špecifikácie.
Chemická analýza
Chemická analýza sa používa na určenie chemického zloženia oxidu kremičitého vrátane obsahu oxidu kremičitého, nečistôt a iných prvkov. Na chemickú analýzu sa bežne používajú techniky, ako je röntgenová fluorescencia (XRF) a hmotnostná spektrometria s indukčne viazanou plazmou (ICP - MS).
Testovanie fyzikálnych vlastností
Testovanie fyzikálnych vlastností zahŕňa meranie veľkosti častíc, povrchovej plochy, hustoty a pórovitosti oxidu kremičitého. Na testovanie fyzikálnych vlastností sa používajú techniky ako laserová difrakcia, BET povrchová analýza a ortuťová intruzívna porozimetria.
7. Záver
Záverom možno povedať, že výroba sypkého oxidu kremičitého je zložitý proces, ktorý zahŕňa viacero krokov, od získavania surovín až po následné spracovanie a kontrolu kvality. Ako veľkoobjemový dodávateľ oxidu kremičitého sme odhodlaní vyrábať vysokokvalitné produkty oxidu kremičitého, ktoré spĺňajú rôznorodé potreby našich zákazníkov. Či už pracujete v gumárenskom, plastovom, náterovom alebo elektronickom priemysle, naše veľkoobjemové kremičité produkty vám môžu poskytnúť výkon a spoľahlivosť, ktoré požadujete.
Ak máte záujem o nákup voľne loženého oxidu kremičitého pre vaše podnikanie, pozývame vás, aby ste nás kontaktovali a podrobne prediskutovali. Náš tím odborníkov je pripravený pomôcť vám pri výbere najvhodnejšieho kremičitého produktu pre vašu konkrétnu aplikáciu a poskytnúť vám konkurencieschopné ceny a vynikajúce služby zákazníkom.
Referencie
- Iler, RK Chémia oxidu kremičitého: rozpustnosť, polymerizácia, koloidné a povrchové vlastnosti a biochémia. John Wiley & Sons, 1979.
- Brinker, CJ, & Scherer, GW Sol - Gel Science: The Physics and Chemistry of Sol - Gel Processing. Academic Press, 1990.
- Kloprogge, JT, & Frost, RL "Syntéza a charakterizácia kremičitých materiálov." Journal of Materials Science, 2001, 36(20): 4927 - 4938.