[发明专利]生产白色微硅石的方法

说明书

〔技术领域〕 本发明涉及生产具有高的光反射性或白度的微硅石(microsilica)的方法。

〔背景技术〕 

微硅石通常是作为在电还原炉中生产高硅铸铁和硅的副产物而产生，在所述生产中，包含SiO₂源和一种或多种固态碳质还原剂的进料反应给出高硅铸铁或硅。在该方法中，作为炉中反应区的中间产物形成了气态SiO，该气体向上移动通过进料。部分该SiO气在反应区上的冷却器中发生冷凝，而剩余的部分SiO气从进料中逸出，并被炉中进料上方提供的空气氧化，形成颗粒状无定形SiO₂。然后在滤器，通常是袋滤器中从炉废气中回收颗粒状SiO₂。由此方法产生的微硅石其粒度大体在0.02～0.5微米，各颗粒基本上为球形。在近二十年已发现微硅石具有越来越多的用途如作为混凝土、耐火材料、陶瓷材料、油井粘合泥浆、塑料材料、纸和其它材料中的添加物质。

在用上述方法生产高硅铸铁和硅时，通常使用包含约65％重量煤的碳质还原材料，其中的剩余部分是焦炭和，任选地，木屑。已表示就高硅铸铁和硅的生产率和产率而言这种混合物可以给出最好可能的炉操作。

通过此方法回收的微硅石用其中将黑毡(black felt)的反射系数为0而BaSO₄的反射系数为98.6的方法测得的反射系数为30-50。因此，所生产的微硅石具有较深的颜色，这对于需要白色产品的许多微硅石应用场合是一个问题。所述微硅石具有如此低的反射性主要是由于所述微硅石颗粒的含碳量高达3％重量。

表1给出了在供生产75％高硅铸铁的炉中通过常规方法生产的微硅石的化学组成和一些其他性质。

表1

化合物                    ％重量

SiO₂                    86-90

SiC                      0.1-0.4

Fe₂O₃                 0.3-0.9

TiO                      0.02-0.06

Al₂O₃                 0.2-0.6

MgO                      2.5-3.5    

CaO                      0.2-0.5

Na₂O                   0.9-1.8

K₂O                    2.5-3.5

S                        0.2-0.4

C                        0.8-2.0

P                        0.03-0.08

点火损失(1000℃)          2.4-4.0

体密度，得自滤器，g/l     200-300

体密度，紧密的，g/l       500-700

实际密度g/cm³           2.20-2.25

比表面m²/g              18-22

主要粒度，

＜1μm的百分率              90

已试着用两种方法去解决低反射性微硅石的问题。一种方法是将作为生产高硅铸铁和硅的电熔炼炉中的副产物产生的微硅石在流化床中在最高达900℃的温度下热处理，以燃烧微硅石中所含的碳。该方法描述在日本专利公开No.11559/84中。另一种方法是，在所谓的微硅石产生器中从由SiO₂和Si组成的进料生产微硅石。在该方法中，除了微硅石，还产生了一小部分硅。上述两种方法部有缺点。微硅石的热处理意味着要进行非常昂贵和难以控制的额外步骤。不严格控制温度和保留时间，部分无定形SiO₂颗粒就会转变成结晶状态。这将给出一种具有完全不同性质的产品。此外，晶状SiO₂对健康构成危险。在微硅石产生器中生产微硅石是非常昂贵的，并难以设计高容量微硅石产生器。

〔发明公开〕

这样，需要提供一种能克服上述先有方法的缺点的、生产微硅石的方法。