第一節(jié) 白炭黑的簡介

白炭黑是白色粉末狀X-射線無定形硅酸和硅酸鹽產(chǎn)品的總稱，主要是指沉淀二氧化硅、氣相二氧化硅和超細(xì)二氧化硅凝膠，也包括粉末狀合成硅酸鋁和硅酸鈣等。白炭黑是多孔性物質(zhì)，其組成可用SiO2·nH2O表示，其中nH2O是以表面羥基的形式存在。能溶于苛性堿和氫氟酸，不溶于水、溶劑和酸（氫氟酸除外）。耐高溫、不燃、無味、無嗅、具有很好的電絕緣性。（商業(yè)計劃書）

第二節(jié) 白炭黑的生產(chǎn)工藝

1.氣相法

氣相法白炭黑是硅的氯化物（四氯化硅或三氯一甲基硅烷）在空氣和氫氣混合氣流中經(jīng)高溫 水解生成的一種無定型粉末，往往是球形顆粒，表面帶有羥基和吸附水，粒徑在7 ～40nm 之間，比表面積大，化學(xué)純度高， SiO2含量超過百分制九十九。氣相法白炭黑根據(jù)是否進行過表面處理可分為親水型和疏水型，根據(jù)比表面的大小又可分為不同的型號。國內(nèi)氣相法 白炭黑市場幾乎被國外的幾個大公司如德固薩、卡博特、瓦克所壟斷。

氣相白炭黑（二氧化硅）的主要生產(chǎn)工藝，是通過伴隨氫氧燃燒過程的四氯化硅的水解反應(yīng)，生成由N2、O2、H2O、HCl和SiO2組成的氣固混合物，在冷卻過程中，氣體中的固相SiO2經(jīng)過一組管狀聚集器粒子相互碰撞而發(fā)生聚集，生成適宜粒度分布的大顆粒。將固體與氣相分離，并用加熱和蒸汽氣提的方法，將吸附于固體中的HCl除去，得到氣相二氧化硅產(chǎn)品。

2.沉淀法

沉淀法又叫硅酸鈉酸化法，采用水玻璃溶液與酸反應(yīng)，經(jīng)沉淀、過濾、洗滌、干燥和煅燒而得到白炭黑。國內(nèi)大部分生產(chǎn)企業(yè)采用沉淀法。其主要原料為石英砂、純堿、工業(yè)鹽酸、硫酸、硝酸或二氧化碳。生產(chǎn)流程主要包括沉淀、過濾、干燥和造粒等步驟。先采用燃油或優(yōu)質(zhì)煤在高溫下將石英砂與純堿反應(yīng)制備得到工業(yè)水玻璃；工業(yè)水玻璃用水配制成一定濃度的稀溶液，然后在一定條件下加入某種酸，生成水合二氧化硅沉淀后，根據(jù)成品要求，在輥筒壓濾機或者板式壓濾機中經(jīng)過濾、洗滌，除去多余的水分和反應(yīng)副產(chǎn)物，得到白炭黑濾餅； 再經(jīng)過干燥（通常為噴霧干燥）得到成品。若進一步進行研磨或造粒處理，可得到一系列規(guī)格的產(chǎn)品。

第三節(jié) 白炭黑 行業(yè) 市場發(fā)展 概況

2013年以來，中國白炭黑產(chǎn)能和產(chǎn)量增速趨緩， 行業(yè) 開工率約50%。2015年，中國白炭黑產(chǎn)能約224.3萬噸，產(chǎn)量約118.4萬噸，分別同比增長2.80%和1.46%。

在綠色輪胎發(fā)展的大趨勢下，中國高分散白炭黑 市場發(fā)展 潛力巨大。以炭黑為主業(yè)的黑貓股份目前計劃在山東濟寧建設(shè)8萬噸/年高分散白炭黑項目；遠(yuǎn)翔新材計劃未來2-3年建成10萬噸綠色輪胎專用高分散白炭黑生產(chǎn)線。

除了國內(nèi)企業(yè)，國外企業(yè)也看好綠色輪胎對白炭黑的巨大需求。2015年4月，索爾維位于韓國群山市的白炭黑項目開工建設(shè)，項目年產(chǎn)8萬噸高分散白炭黑；2015年7月，索爾維位于波蘭的白炭黑項目投產(chǎn)，項目年產(chǎn)高分散白炭黑8.5萬噸，公司產(chǎn)能擴大至46.5萬噸。另外，贏創(chuàng)工業(yè)位于巴西阿美里卡納的高分散白炭黑項目也正在建設(shè)中。

第四節(jié) 白炭黑的發(fā)展前景

（1）受多晶硅產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能過剩影響，氣相法白炭黑生產(chǎn)原料四氯化硅供應(yīng)日益緊張，且價格一路上揚，為此，從事氣相法白炭黑生產(chǎn)的外資企業(yè)，大都計劃提高全球范圍內(nèi)氣相法白炭黑產(chǎn)品的銷售價格。

（2）傳統(tǒng)的氣相法白炭黑的生產(chǎn)原料為四氯化硅或甲基三氯硅烷，受光伏產(chǎn)業(yè)不景氣影響，四氯化硅供給明顯不足，未來三氯氫硅廠家可以介入這個領(lǐng)域，以三氯氫硅為原料生產(chǎn)氣相法白炭黑產(chǎn)品，國外已有這方面的先例。其優(yōu)點：可以盤活三氯氫硅的存量資產(chǎn)，保證裝置的完好率和生產(chǎn)率；可以為氣相法白炭黑生產(chǎn)提供穩(wěn)定、充足的原料；氯化氫可以循環(huán)利用，既可以降低三氯氫硅的成本，又可以減輕白炭黑副產(chǎn)鹽酸的市場壓力，形成良性循環(huán)；可以根據(jù)多晶硅市場情況，迅速轉(zhuǎn)產(chǎn)多晶硅用的三氯氫硅；相對于其他三氯氫硅企業(yè)，可以實現(xiàn)差異化，有很強的市場適應(yīng)能力，用三氯氫硅生產(chǎn)氣相法白炭黑比四氯化硅更有利于產(chǎn)品鏈循環(huán)，可以消除與四氯化硅的成本差異。

（3）氣相法白炭黑表面化學(xué)改性是解決氣相法白炭黑粉體團聚的主要措施之一。氣相法白炭黑表面化學(xué)改性是指利用有機物與硅羥基反應(yīng)，把有機基團以化學(xué)鍵連接到氣相法白炭黑表面， 從而使氣相法白炭黑表面呈現(xiàn)永久的疏水性質(zhì)。通過改性可明顯提高氣相法白炭黑粉體儲運和應(yīng)用性能。經(jīng)過表面處理后，降低了氣相法白炭黑表面羥基數(shù)量，提高了其與有機物的相容性及分散性，使氣相法白炭黑粉體表面產(chǎn)生新的物理、化學(xué)、機械性能。

（4）橡膠工業(yè)是白炭黑的主要消費市場，占白炭黑消費總量的70%以上。橡膠加工領(lǐng)域也是白炭黑最具潛力的市場，2010年一股新的輪胎投資熱在全球，特別是亞洲興起，世界著名輪胎公司幾乎全部宣布擴建或新建輪胎項目。輪胎企業(yè)投資總額在 80 億美元以上，主要集中在以我國和印度為主的亞洲（比例近50%）。吸引輪胎投資最多的地點為我國，估計在 30 億美元以上。世界十大輪胎公司都相繼宣布在我國新建、擴建輪胎項目，印度也成為投資熱土。 普利司通、米其林、印度JK 輪胎 、印度阿波羅 、 度 Balkrishna 工業(yè)公司等都已公布了巨大的輪胎新建項目。我國和印度輪胎巨大的新增產(chǎn)能，必然給白炭黑這一配套原材料帶來巨大的發(fā)展機會。

雖然，我國在白炭黑的生產(chǎn)工藝和設(shè)備上都進行了許多改進和提高，但與國際水平相比仍有很大差距，我們?nèi)孕杓涌彀l(fā)展大容積反應(yīng)器以及與之配套的設(shè)備能力，提高設(shè)備質(zhì)量，進行合理的工藝改造，提高國產(chǎn)白炭黑的產(chǎn)品質(zhì)量和品種，以適應(yīng)快速發(fā)展的國民經(jīng)濟的需要。當(dāng)前，我國可再生能源越來越受到重視和政策扶持，利用多晶硅工業(yè)副產(chǎn)四氯化硅作為原料生產(chǎn)氣相法白炭黑應(yīng)該引起高度重視。

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