環(huán)保廢砂漿制備白炭黑.pdf

1、在集成電路、太陽能等行業(yè)中，隨著晶硅的線切割，產(chǎn)生大量的廢砂漿。廢砂漿經(jīng)預(yù)處理，除去聚乙二醇和大顆粒碳化硅，剩余部分稱為環(huán)保廢砂漿，其主要成分為二氧化硅、硅、小顆粒碳化硅及少量金屬雜質(zhì)。然而，環(huán)保廢砂漿易自燃，人們對(duì)其回收利用研究的很少，一般封存填埋處理，不但造成資源浪費(fèi)，而且給環(huán)境帶來巨大的危害。本論文提出了采用環(huán)保廢砂漿制備附加值高、應(yīng)用廣泛的白炭黑，并分離利用碳化硅的資源化工藝，具有較為重要的環(huán)境保護(hù)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)意義。
　　首

2、先，采用硅鉬黃法、揮散法測定環(huán)保廢砂漿中各組分的含量，測定結(jié)果為：二氧化硅含量29％，硅含量53.5%，碳化硅含量17.5%。
　　然后，先通過單因素實(shí)驗(yàn)確定氫氧化鈉與廢砂漿的質(zhì)量比、反應(yīng)溫度及反應(yīng)時(shí)間的范圍，進(jìn)而采用響應(yīng)面優(yōu)化二氧化硅溶解率的工藝條件制備水玻璃。通過方差分析，三因素對(duì)溶解率的影響為：反應(yīng)時(shí)間>質(zhì)量比>反應(yīng)溫度，最佳工藝參數(shù)為：質(zhì)量比，1.73；反應(yīng)溫度，118.81℃；反應(yīng)時(shí)間，4 h；模型預(yù)測得到最優(yōu)溶解率為9

3、7.27%。在最佳優(yōu)化工藝條件下，做了三組驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，得到二氧化硅的平均溶解率為97.15%，與模型預(yù)測值相吻合。
　　以上述生產(chǎn)的水玻璃作為原材料，通過沉淀法制備白炭黑。研究反應(yīng)溫度、鹽酸濃度、陳化時(shí)間及反應(yīng)終點(diǎn)pH等因素對(duì)白炭黑比表面積及吸油值的影響，最佳工藝條件為：反應(yīng)溫度80℃，鹽酸濃度20%，陳化時(shí)間1.5 h，終點(diǎn)pH6；理化性能檢測表明白炭黑的各項(xiàng)指標(biāo)符合國家標(biāo)準(zhǔn)。利用FTIR、XRD和SEM對(duì)白炭黑分析表征，表明所制

4、備白炭黑為無定形態(tài)，且表面有團(tuán)聚現(xiàn)象產(chǎn)生。
　　最后，采用六甲基二硅胺烷、三甲基氯硅烷、十六烷基三甲基溴化銨和十二烷基苯磺酸鈉，對(duì)白炭黑進(jìn)行改性研究，測定改性后白炭黑的乙醇透光率與活化指數(shù)；通過FTIR及XRD對(duì)改性后的白炭黑進(jìn)行分析表征，結(jié)果說明改性后白炭黑在3400 cm-1左右的硅羥基和物理吸附水中羥基伸縮振動(dòng)吸收峰減弱，1630 cm-1左右的物理吸附水的彎曲振動(dòng)吸收峰也減弱，證明白炭黑已被改性，且白炭黑仍為無定形態(tài)；初步