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昆明理工大学开发一种碳化法白炭黑生产方法
发布时间:2026/05/29    作者: 无    来源: 信息员 订阅

中国国家知识产权局2026-03-17发布中国专利授权公告:昆明理工大学开发的一种白炭黑比表面积的测试方法,以专利授权公告号CN 121672544予以公布;申请日为2025-11-22。

本发明公开了一种碳化法白炭黑生产方法,属于精细无机化工领域。本发明旨在解决现有碳化法生产中因凝胶解离团聚包裹,导致洗涤困难、白炭黑比表面积低,以及副产低价值钠盐废水处理成本高等问题。

本发明的核心在于采用串联鼓泡塔实现碳化-洗涤协同工艺,并创新性地使用碳酸氢钠为电解质和十二烷基苯磺酸钠为分散剂。具体方法为:以模数2.8-3.2的工业水玻璃为原料,用去离子水稀释至浓度5-15wt%后,与碳酸氢钠(4-6wt%)、十二烷基苯磺酸钠(0.005-0.01wt%)一同加入第一个主碳化鼓泡塔。在50-80℃、300-350r/min搅拌条件下通入高浓度CO₂,当pH降至9.0±0.2时,将浆料过滤得到一次滤饼。随后,一次滤饼经重新打浆后泵入第二个鼓泡塔,在相同条件下继续碳化洗涤至pH为8.2±0.2,二次过滤得到二次滤饼。二次滤饼再次打浆后进入第三个鼓泡塔,最终碳化至pH为7.6±0.2。所得三次滤饼经去离子水调浆、80-90℃陈化20-24小时,再用无水乙醇浸泡、过滤、干燥后得到白炭黑产品。工艺中产生的滤液可循环利用,其中一次滤液浓缩后回收的碳酸氢钠可返回主碳化塔作为电解质,二次、三次滤液可分别用于前序步骤的打浆用水,正常生产时仅需在第三塔补加分散剂。本发明通过三级串联鼓泡反应耦合洗涤,缩短了pH调控时间,避免了凝胶过度团聚;采用碳酸氢钠替代传统强酸,副产的碳酸氢钠具有回收价值,实现了资源循环利用。该方法有效提高了洗涤效率和产品比表面积,所制备的白炭黑各项性能指标(如氮吸附比表面积≥191 m²/g)稳定满足HG/T-3061-2020橡胶配合剂水合二氧化硅A类标准,为碳化法白炭黑的产业化提供了新途径。