一种二氧化硅沉淀反应器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种二氧化硅沉淀反应器，包括釜体和设置在所述釜体内部用于搅拌所述釜体内反应介质的搅拌器，搅拌器为折叶涡轮搅拌器，包括搅拌杆，搅拌杆的侧壁沿轴向方向上设置有多组搅拌桨，所述每组搅拌桨由若干个搅拌桨叶组成；釜体纵截面呈阶梯形，釜体从上至下至少分为两段，每段阶梯纵截面相同，每段阶梯的横截面的直径比相邻下方阶梯的横截面的直径小，搅拌桨叶的形状相同，从上至下所述搅拌桨叶的面积从大至小顺次递减。本实用新型涉及的这种二氧化硅沉淀反应器，二氧化硅的分散性好，且易于沉淀和收集。
【专利说明】 一种二氧化娃沉淀反应器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及合成反应【技术领域】，特别是涉及一种生产二氧化硅的沉淀反应器。
【背景技术】
[0002]沉淀水合二氧化硅，又称白炭黑，其化学式为Si02.η Η20。白炭黑是橡胶工业重要的补强材料，将白炭黑用于轮胎胎面，可以显著降低轮胎的滚动阻力，同时能保持较好的抗冰滑性和抗湿滑性，其耐磨性仅有稍许降低。
[0003]以水玻璃为原料的硫酸沉淀法是目前国内外已实现工业化的生产白炭黑的现行工艺，在沉淀反应器中，向一定浓度的水玻璃中分段加入一定浓度的浓硫酸，并控制整个反应过程中的PH值，反应方程式为:Na20.mSi02+H2S04+n H20 — mSi02.(η+1)H20丨+Na2S04，将所得的稀二氧化硅桨液经过过滤器洗涤过滤出Na2S04母液，得到的二氧化硅滤饼再经过浆化罐处理得到浓二氧化硅浆液，并通过干燥器进行干燥实现固液分离，最终制得产品白炭黑。
[0004]传统的沉淀法制备二氧化硅工艺虽然简单，但是生产高分散产品却很难，而分散性差直接影响了白炭黑的补强性，造成这种状况的原因主要有以下两个方面:首先是粘度的影响，水玻璃水溶液的粘度并不是很大，但是当初级粒子和固相沉淀生成后料液粘度会大幅度上升，达到水玻璃溶液粘度的上百倍甚至几百倍，粘度的迅速增大，严重影响了继续加入的硫酸与水玻璃料液的充分混合接触，所以极易出现硫酸或水玻璃局部过浓而引起整体反应不均一的现象，从而造成产品结构紧实，一次初生粒子大，团聚后粒子更大，不易在橡胶中分散；其次，硅酸聚合反应强烈地受到PH影响，不同的pH反应速率相差很大，并存在一个反应最快的极大值点对应的pH。水玻璃溶液碱性很强，pH—般在1(Γ12之间，所以酸化反应过程中的pH会经过或接近最大聚合速率点对应的pH。在此pH附近娃酸凝胶时间仅为几秒甚至更短，如果反应介质不能瞬间快速混合反应，不仅会影响产品品质，而且极易生成硅酸凝胶，引起整体反应不均一。
实用新型内容
[0005]实用新型的目的是提供一种二氧化硅沉淀反应器，用以解决现有沉淀法制备的二氧化硅分散性差的问题，为了进一步加强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，为本实用新型要研究的课题。
[0006]为解决以上技术问题，本实用新型提供如下技术方案:一种二氧化硅沉淀反应器，包括釜体和设置在所述釜体内部用于搅拌所述釜体内反应介质的搅拌器，所述搅拌器为折叶涡轮搅拌器，包括搅拌杆，所述搅拌杆的侧壁沿轴向方向上设置有多组搅拌桨，所述每组搅拌桨由若干个搅拌桨叶组成；所述釜体纵截面呈阶梯形，所述釜体从上至下至少分为两段，每段阶梯纵截面相同，每段阶梯的横截面的直径比相邻下方阶梯的横截面的直径小，所述搅拌桨叶的形状相同，从上至下所述搅拌桨叶的面积从大至小顺次递减。进一步地，所述釜体的阶梯设有两道阶梯。
[0007]进一步地，所述搅拌桨的组数为4组。
[0008]进一步地，所述搅拌桨叶为螺旋式叶片。
[0009]本实用新型涉及的这种二氧化硅沉淀反应器，二氧化硅的分散性好，且易于沉淀和收集。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型一种二氧化硅沉淀反应器结构示意图。
【具体实施方式】
[0011]如图1所示，一种二氧化硅沉淀反应器，包括釜体3和设置在所述釜体内部用于搅拌所述釜体内反应介质的搅拌器，顶部设有进夜孔2和出气孔1，所述搅拌器4为折叶涡轮搅拌器，包括搅拌杆，所述搅拌杆的侧壁沿轴向方向上设置有多组搅拌桨，所述每组搅拌桨由若干个搅拌桨叶组成；所述釜体纵截面呈阶梯形，阶梯形的釜体纵截面上部为面积较小端，下部为面积较大端；设在面积较小端处的搅拌桨叶为大叶片，设在面积较大端的搅拌桨叶为小叶片。实际上，但搅拌器开始搅动使，使釜体3内的液体在搅拌器的搅动下快速旋转，是整个釜体3内的溶液开始浑浊，并在溶液中每种混合物在离心力及各个密度的特别性质下，开始分层，但是不利于混合和分散，因此，本实用新型设计了阶梯形的釜体3，所述釜体的阶梯设有两道阶梯，如图所示的阶梯31和阶梯32。该阶梯形状的釜体是搅拌器在高速旋转下，在阶梯交界处，混合出现紊流，紊流使溶液内各个物料在力的作用下分散并充分混合。其中，所述搅拌桨的组数为4组。设在最底端的搅拌桨叶5小于其它三组叶片。可知，沉淀在本装置中的功能是必要的，因此，其最底端的搅拌桨叶必须使溶液进一步的沉静下来，并从釜体3的底部出口 6收集沉淀物。但如何完全沉静下来，必然导致沉淀的速度减慢，因而，使用较小叶片。为了使该物料能够有序混合反应并沉淀，因此，应该设计的搅拌桨叶片的尺寸适应于该釜体3的截面形状，以达到最终的有序混合并沉淀。
[0012]本实用新型所述的【具体实施方式】并不构成对本申请范围的限制，凡是在本实用新型构思的精神和原则之内，本领域的专业人员能够作出的任何修改、等同替换和改进等均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种二氧化硅沉淀反应器，包括釜体和设置在所述釜体内部用于搅拌所述釜体内反应介质的搅拌器，所述搅拌器为折叶涡轮搅拌器，包括搅拌杆，所述搅拌杆的侧壁沿轴向方向上设置有多组搅拌桨，所述每组搅拌桨由若干个搅拌桨叶组成；其特征在于，所述釜体纵截面呈阶梯形，所述釜体从上至下至少分为两段，每段阶梯纵截面相同，每段阶梯的横截面的直径比相邻下方阶梯的横截面的直径小，所述搅拌桨叶的形状相同，从上至下所述搅拌桨叶的面积从大至小顺次递减。
2.根据权利要求1所述的一种二氧化硅沉淀反应器，其特征在于，所述釜体的阶梯设有两道阶梯。
3.根据权利要求1所述的一种二氧化硅沉淀反应器，其特征在于，所述搅拌桨的组数为4组。
4.根据权利要求3所述的一种二氧化硅沉淀反应器，其特征在于，所述搅拌桨叶为螺旋式叶片。
【文档编号】B01J19/18GK204093444SQ201420395391
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年7月17日 优先权日:2014年7月17日
【发明者】王永庆 申请人:确成硅化学股份有限公司