白炭黑的生产工艺及发展前景的商业计划书

第一节 白炭黑的简介

白炭黑是白色粉末状X-射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称，主要是指沉淀二氧化硅、气相二氧化硅和超细二氧化硅凝胶，也包括粉末状合成硅酸铝和硅酸钙等。白炭黑是多孔性物质，其组成可用SiO2·nH2O表示，其中nH2O是以表面羟基的形式存在。能溶于苛性碱和氢氟酸，不溶于水、溶剂和酸（氢氟酸除外）。耐高温、不燃、无味、无嗅、具有很好的电绝缘性。（商业计划书）

第二节 白炭黑的生产工艺

1.气相法

气相法白炭黑是硅的氯化物（四氯化硅或三氯一甲基硅烷）在空气和氢气混合气流中经高温 水解生成的一种无定型粉末，往往是球形颗粒，表面带有羟基和吸附水，粒径在7 ～40nm 之间，比表面积大，化学纯度高， SiO2含量超过百分制九十九。气相法白炭黑根据是否进行过表面处理可分为亲水型和疏水型，根据比表面的大小又可分为不同的型号。国内气相法 白炭黑市场几乎被国外的几个大公司如德固萨、卡博特、瓦克所垄断。

气相白炭黑（二氧化硅）的主要生产工艺，是通过伴随氢氧燃烧过程的四氯化硅的水解反应，生成由N2、O2、H2O、HCl和SiO2组成的气固混合物，在冷却过程中，气体中的固相SiO2经过一组管状聚集器粒子相互碰撞而发生聚集，生成适宜粒度分布的大颗粒。将固体与气相分离，并用加热和蒸汽气提的方法，将吸附于固体中的HCl除去，得到气相二氧化硅产品。

2.沉淀法

沉淀法又叫硅酸钠酸化法，采用水玻璃溶液与酸反应，经沉淀、过滤、洗涤、干燥和煅烧而得到白炭黑。国内大部分生产企业采用沉淀法。其主要原料为石英砂、纯碱、工业盐酸、硫酸、硝酸或二氧化碳。生产流程主要包括沉淀、过滤、干燥和造粒等步骤。先采用燃油或优质煤在高温下将石英砂与纯碱反应制备得到工业水玻璃；工业水玻璃用水配制成一定浓度的稀溶液，然后在一定条件下加入某种酸，生成水合二氧化硅沉淀后，根据成品要求，在辊筒压滤机或者板式压滤机中经过滤、洗涤，除去多余的水分和反应副产物，得到白炭黑滤饼； 再经过干燥（通常为喷雾干燥）得到成品。若进一步进行研磨或造粒处理，可得到一系列规格的产品。

第三节 白炭黑行业市场发展概况

2013年以来，中国白炭黑产能和产量增速趋缓，行业开工率约50%。2015年，中国白炭黑产能约224.3万吨，产量约118.4万吨，分别同比增长2.80%和1.46%。

在绿色轮胎发展的大趋势下，中国高分散白炭黑市场发展潜力巨大。以炭黑为主业的黑猫股份目前计划在山东济宁建设8万吨/年高分散白炭黑项目；远翔新材计划未来2-3年建成10万吨绿色轮胎专用高分散白炭黑生产线。

除了国内企业，国外企业也看好绿色轮胎对白炭黑的巨大需求。2015年4月，索尔维位于韩国群山市的白炭黑项目开工建设，项目年产8万吨高分散白炭黑；2015年7月，索尔维位于波兰的白炭黑项目投产，项目年产高分散白炭黑8.5万吨，公司产能扩大至46.5万吨。另外，赢创工业位于巴西阿美里卡纳的高分散白炭黑项目也正在建设中。

第四节 白炭黑的发展前景

（1）受多晶硅产业产能过剩影响，气相法白炭黑生产原料四氯化硅供应日益紧张，且价格一路上扬，为此，从事气相法白炭黑生产的外资企业，大都计划提高全球范围内气相法白炭黑产品的销售价格。

（2）传统的气相法白炭黑的生产原料为四氯化硅或甲基三氯硅烷，受光伏产业不景气影响，四氯化硅供给明显不足，未来三氯氢硅厂家可以介入这个领域，以三氯氢硅为原料生产气相法白炭黑产品，国外已有这方面的先例。其优点：可以盘活三氯氢硅的存量资产，保证装置的完好率和生产率；可以为气相法白炭黑生产提供稳定、充足的原料；氯化氢可以循环利用，既可以降低三氯氢硅的成本，又可以减轻白炭黑副产盐酸的市场压力，形成良性循环；可以根据多晶硅市场情况，迅速转产多晶硅用的三氯氢硅；相对于其他三氯氢硅企业，可以实现差异化，有很强的市场适应能力，用三氯氢硅生产气相法白炭黑比四氯化硅更有利于产品链循环，可以消除与四氯化硅的成本差异。

（3）气相法白炭黑表面化学改性是解决气相法白炭黑粉体团聚的主要措施之一。气相法白炭黑表面化学改性是指利用有机物与硅羟基反应，把有机基团以化学键连接到气相法白炭黑表面， 从而使气相法白炭黑表面呈现永久的疏水性质。通过改性可明显提高气相法白炭黑粉体储运和应用性能。经过表面处理后，降低了气相法白炭黑表面羟基数量，提高了其与有机物的相容性及分散性，使气相法白炭黑粉体表面产生新的物理、化学、机械性能。

（4）橡胶工业是白炭黑的主要消费市场，占白炭黑消费总量的70%以上。橡胶加工领域也是白炭黑最具潜力的市场，2010年一股新的轮胎投资热在全球，特别是亚洲兴起，世界著名轮胎公司几乎全部宣布扩建或新建轮胎项目。轮胎企业投资总额在 80 亿美元以上，主要集中在以我国和印度为主的亚洲（比例近50%）。吸引轮胎投资最多的地点为我国，估计在 30 亿美元以上。世界十大轮胎公司都相继宣布在我国新建、扩建轮胎项目，印度也成为投资热土。 普利司通、米其林、印度JK 轮胎 、印度阿波罗 、 度 Balkrishna 工业公司等都已公布了巨大的轮胎新建项目。我国和印度轮胎巨大的新增产能，必然给白炭黑这一配套原材料带来巨大的发展机会。

虽然，我国在白炭黑的生产工艺和设备上都进行了许多改进和提高，但与国际水平相比仍有很大差距，我们仍需加快发展大容积反应器以及与之配套的设备能力，提高设备质量，进行合理的工艺改造，提高国产白炭黑的产品质量和品种，以适应快速发展的国民经济的需要。当前，我国可再生能源越来越受到重视和政策扶持，利用多晶硅工业副产四氯化硅作为原料生产气相法白炭黑应该引起高度重视。

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