一種二氧化硅沉淀反應(yīng)器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種二氧化硅沉淀反應(yīng)器，包括釜體和設(shè)置在所述釜體內(nèi)部用于攪拌所述釜體內(nèi)反應(yīng)介質(zhì)的攪拌器，攪拌器為折葉渦輪攪拌器，包括攪拌桿，攪拌桿的側(cè)壁沿軸向方向上設(shè)置有多組攪拌槳，所述每組攪拌槳由若干個(gè)攪拌槳葉組成；釜體縱截面呈階梯形，釜體從上至下至少分為兩段，每段階梯縱截面相同，每段階梯的橫截面的直徑比相鄰下方階梯的橫截面的直徑小，攪拌槳葉的形狀相同，從上至下所述攪拌槳葉的面積從大至小順次遞減。本實(shí)用新型涉及的這種二氧化硅沉淀反應(yīng)器，二氧化硅的分散性好，且易于沉淀和收集。
【專利說(shuō)明】 一種二氧化娃沉淀反應(yīng)器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及合成反應(yīng)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種生產(chǎn)二氧化硅的沉淀反應(yīng)器。

【背景技術(shù)】
[0002]沉淀水合二氧化硅，又稱白炭黑，其化學(xué)式為Si02.η Η20。白炭黑是橡膠工業(yè)重要的補(bǔ)強(qiáng)材料，將白炭黑用于輪胎胎面，可以顯著降低輪胎的滾動(dòng)阻力，同時(shí)能保持較好的抗冰滑性和抗?jié)窕?，其耐磨性僅有稍許降低。
[0003]以水玻璃為原料的硫酸沉淀法是目前國(guó)內(nèi)外已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的生產(chǎn)白炭黑的現(xiàn)行工藝，在沉淀反應(yīng)器中，向一定濃度的水玻璃中分段加入一定濃度的濃硫酸，并控制整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中的PH值，反應(yīng)方程式為:Na20.mSi02+H2S04+n H20 — mSi02.(η+1)H20丨+Na2S04，將所得的稀二氧化硅槳液經(jīng)過(guò)過(guò)濾器洗滌過(guò)濾出Na2S04母液，得到的二氧化硅濾餅再經(jīng)過(guò)漿化罐處理得到濃二氧化硅漿液，并通過(guò)干燥器進(jìn)行干燥實(shí)現(xiàn)固液分離，最終制得產(chǎn)品白炭黑。
[0004]傳統(tǒng)的沉淀法制備二氧化硅工藝雖然簡(jiǎn)單，但是生產(chǎn)高分散產(chǎn)品卻很難，而分散性差直接影響了白炭黑的補(bǔ)強(qiáng)性，造成這種狀況的原因主要有以下兩個(gè)方面:首先是粘度的影響，水玻璃水溶液的粘度并不是很大，但是當(dāng)初級(jí)粒子和固相沉淀生成后料液粘度會(huì)大幅度上升，達(dá)到水玻璃溶液粘度的上百倍甚至幾百倍，粘度的迅速增大，嚴(yán)重影響了繼續(xù)加入的硫酸與水玻璃料液的充分混合接觸，所以極易出現(xiàn)硫酸或水玻璃局部過(guò)濃而引起整體反應(yīng)不均一的現(xiàn)象，從而造成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊實(shí)，一次初生粒子大，團(tuán)聚后粒子更大，不易在橡膠中分散；其次，硅酸聚合反應(yīng)強(qiáng)烈地受到PH影響，不同的pH反應(yīng)速率相差很大，并存在一個(gè)反應(yīng)最快的極大值點(diǎn)對(duì)應(yīng)的pH。水玻璃溶液堿性很強(qiáng)，pH—般在1(Γ12之間，所以酸化反應(yīng)過(guò)程中的pH會(huì)經(jīng)過(guò)或接近最大聚合速率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的pH。在此pH附近娃酸凝膠時(shí)間僅為幾秒甚至更短，如果反應(yīng)介質(zhì)不能瞬間快速混合反應(yīng)，不僅會(huì)影響產(chǎn)品品質(zhì)，而且極易生成硅酸凝膠，引起整體反應(yīng)不均一。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]實(shí)用新型的目的是提供一種二氧化硅沉淀反應(yīng)器，用以解決現(xiàn)有沉淀法制備的二氧化硅分散性差的問(wèn)題，為了進(jìn)一步加強(qiáng)二氧化硅的快速生成，并快速沉淀和收集，以克服二氧化硅分散性差的缺陷，為本實(shí)用新型要研究的課題。
[0006]為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:一種二氧化硅沉淀反應(yīng)器，包括釜體和設(shè)置在所述釜體內(nèi)部用于攪拌所述釜體內(nèi)反應(yīng)介質(zhì)的攪拌器，所述攪拌器為折葉渦輪攪拌器，包括攪拌桿，所述攪拌桿的側(cè)壁沿軸向方向上設(shè)置有多組攪拌槳，所述每組攪拌槳由若干個(gè)攪拌槳葉組成；所述釜體縱截面呈階梯形，所述釜體從上至下至少分為兩段，每段階梯縱截面相同，每段階梯的橫截面的直徑比相鄰下方階梯的橫截面的直徑小，所述攪拌槳葉的形狀相同，從上至下所述攪拌槳葉的面積從大至小順次遞減。進(jìn)一步地，所述釜體的階梯設(shè)有兩道階梯。
[0007]進(jìn)一步地，所述攪拌槳的組數(shù)為4組。
[0008]進(jìn)一步地，所述攪拌槳葉為螺旋式葉片。
[0009]本實(shí)用新型涉及的這種二氧化硅沉淀反應(yīng)器，二氧化硅的分散性好，且易于沉淀和收集。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型一種二氧化硅沉淀反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0011]如圖1所示，一種二氧化硅沉淀反應(yīng)器，包括釜體3和設(shè)置在所述釜體內(nèi)部用于攪拌所述釜體內(nèi)反應(yīng)介質(zhì)的攪拌器，頂部設(shè)有進(jìn)夜孔2和出氣孔1，所述攪拌器4為折葉渦輪攪拌器，包括攪拌桿，所述攪拌桿的側(cè)壁沿軸向方向上設(shè)置有多組攪拌槳，所述每組攪拌槳由若干個(gè)攪拌槳葉組成；所述釜體縱截面呈階梯形，階梯形的釜體縱截面上部為面積較小端，下部為面積較大端；設(shè)在面積較小端處的攪拌槳葉為大葉片，設(shè)在面積較大端的攪拌槳葉為小葉片。實(shí)際上，但攪拌器開(kāi)始攪動(dòng)使，使釜體3內(nèi)的液體在攪拌器的攪動(dòng)下快速旋轉(zhuǎn)，是整個(gè)釜體3內(nèi)的溶液開(kāi)始渾濁，并在溶液中每種混合物在離心力及各個(gè)密度的特別性質(zhì)下，開(kāi)始分層，但是不利于混合和分散，因此，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了階梯形的釜體3，所述釜體的階梯設(shè)有兩道階梯，如圖所示的階梯31和階梯32。該階梯形狀的釜體是攪拌器在高速旋轉(zhuǎn)下，在階梯交界處，混合出現(xiàn)紊流，紊流使溶液內(nèi)各個(gè)物料在力的作用下分散并充分混合。其中，所述攪拌槳的組數(shù)為4組。設(shè)在最底端的攪拌槳葉5小于其它三組葉片?？芍恋碓诒狙b置中的功能是必要的，因此，其最底端的攪拌槳葉必須使溶液進(jìn)一步的沉靜下來(lái)，并從釜體3的底部出口 6收集沉淀物。但如何完全沉靜下來(lái)，必然導(dǎo)致沉淀的速度減慢，因而，使用較小葉片。為了使該物料能夠有序混合反應(yīng)并沉淀，因此，應(yīng)該設(shè)計(jì)的攪拌槳葉片的尺寸適應(yīng)于該釜體3的截面形狀，以達(dá)到最終的有序混合并沉淀。
[0012]本實(shí)用新型所述的【具體實(shí)施方式】并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)范圍的限制，凡是在本實(shí)用新型構(gòu)思的精神和原則之內(nèi)，本領(lǐng)域的專業(yè)人員能夠作出的任何修改、等同替換和改進(jìn)等均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種二氧化硅沉淀反應(yīng)器，包括釜體和設(shè)置在所述釜體內(nèi)部用于攪拌所述釜體內(nèi)反應(yīng)介質(zhì)的攪拌器，所述攪拌器為折葉渦輪攪拌器，包括攪拌桿，所述攪拌桿的側(cè)壁沿軸向方向上設(shè)置有多組攪拌槳，所述每組攪拌槳由若干個(gè)攪拌槳葉組成；其特征在于，所述釜體縱截面呈階梯形，所述釜體從上至下至少分為兩段，每段階梯縱截面相同，每段階梯的橫截面的直徑比相鄰下方階梯的橫截面的直徑小，所述攪拌槳葉的形狀相同，從上至下所述攪拌槳葉的面積從大至小順次遞減。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二氧化硅沉淀反應(yīng)器，其特征在于，所述釜體的階梯設(shè)有兩道階梯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二氧化硅沉淀反應(yīng)器，其特征在于，所述攪拌槳的組數(shù)為4組。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種二氧化硅沉淀反應(yīng)器，其特征在于，所述攪拌槳葉為螺旋式葉片。
【文檔編號(hào)】B01J19/18GK204093444SQ201420395391
【公開(kāi)日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月17日
【發(fā)明者】王永慶 申請(qǐng)人:確成硅化學(xué)股份有限公司