硅石制备高纯超细二氧化硅的研究

论文摘要

21世纪高新技术的发展不仅对材料的化学组成提出一定的要求,而且对材料的形态有了严格规定。高纯、超细材料的研制、生产以及应用已成为现代高科技领域的重要组成部分。随着现代科学技术的不断发展,高纯超细二氧化硅除在电子行业与航天航空技术等方面广泛使用外,其在涂料、塑料、润滑剂、纳米生物材料等方面也使用很多,这使得高纯超细二氧化硅的制备工艺的研究与开发受到越来越广泛的关注。本论文在理论分析的基础上,采用高压碱浸法以及化学沉淀法,研究了高压碱浸过程中浸出温度、压力与时间,以及硅石粒度对硅石浸出率的影响。在高纯超细二氧化硅的制备过程中,以硅石的浸出液为原料,以硫酸等为沉淀剂,研究了酸浓度、滴定终点pH值、搅拌速度、超声波、陈化时间与温度、表面分散剂、不同种类的螯合剂对产品粒度及纯度的影响。此外还研究了酸种类对产品粒度、纯度以及形貌的影响。通过对化学沉淀反应过程中影响产品纯度和粒度分布的可能因素进行单因素实验研究,确定了硅石制取高纯超细二氧化硅过程中的最佳工艺条件。本实验使用ICP-AES、Variancary5000、SEM、TG-DTA、RISE-2002对产品性能进行了表征。实验结果表明,在本实验条件下,以冰乙酸为沉淀剂,可制得杂质总含量为0.0396%、平均粒径约400nnm的高纯超细二氧化硅产品；以硫酸为沉淀剂,可制得杂质总含量为0.0334%,平均粒径为28.35μm的高纯超细二氧化硅产品；以盐酸为沉淀剂,可制得杂质总含量为0.0462%,平均粒径为28.68μm的高纯超细二氧化硅产品。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 硅石
• 1.1.1 硅石的分类
• 1.1.2 硅石在资源分布
• 1.2 二氧化硅的性质
• 1.3 高纯超细二氧化硅的用途
• 1.3.1 涂料方面
• 1.3.2 塑料方面
• 1.3.3 润滑剂方面
• 1.3.4 纳米生物技术方面
• 1.3.5 其他方面的用途
• 1.4 高纯超细二氧化硅制备方法
• 1.4.1 沉淀法
• 1.4.2 溶胶-凝胶法
• 1.4.3 微乳液法
• 1.4.4 氟硅酸法
• 1.4.5 气相法
• 1.4.6 微波水热法
• 1.4.7 其他方法
• 1.5 研究目的及意义
• 1.6 研究内容
• 1.7 论文创新点
• 第二章 实验部分
• 2.1 硅石浸出试验
• 2.1.1 试验原料
• 2.1.2 主要设备及仪器
• 2.1.3 硅石浸出原理
• 2.1.4 硅石浸出工艺流程
• 2.1.5 实验步骤
• 2.2 高纯超细二氧化硅制备实验
• 2.2.1 试验原料
• 2.2.2 主要设备及仪器
• 2.2.3 超细高纯二氧化硅的制备原理
• 2.2.4 高纯超细二氧化硅的制备工艺
• 2.2.5 实验步骤
• 第三章 实验结果讨论
• 3.1 浸出过程影响因素
• 3.1.1 温度的影响
• 3.1.2 压力的影响
• 3.1.3 粒度的影响
• 3.1.4 时间的影响
• 3.1.5 杂质的浸出行为
• 3.2 高纯超细二氧化硅制备过程的影响因素
• 3.2.1 硫酸浓度对产品粒度分布的影响
• 3.2.2 滴定终点对产品粒度分布的影响
• 3.2.3 搅拌速度对产品粒度分布的影响
• 3.2.4 超声波对产品粒度分布的影响
• 3.2.5 陈化条件对产品粒度分布的影响
• 3.2.6 螯合剂对产品纯度和粒度分布的影响
• 3.2.7 表面分散剂对产品粒径的影响
• 3.2.8 沉淀剂对产品纯度、粒度以及形貌的影响
• 3.2.9 热处理
• 3.3 本章小结
• 第四章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 作者在攻读学位期间发表的学术论文