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二氧化硅又稱硅石，化學(xué)式SiO2，SiO2中Si—O鍵的鍵能很高，熔點(diǎn)、沸點(diǎn)較高(熔點(diǎn)1723℃，沸點(diǎn)2230℃)。自然界中存在有結(jié)晶二氧化硅和無(wú)定形二氧化硅兩種。
結(jié)晶二氧化硅因晶體結(jié)構(gòu)不同，分為石英、鱗石英和方石英三種。純石英為無(wú)色晶體，大而透明棱柱狀的石英叫水晶。若含有微量雜質(zhì)的水晶帶有不同顏色，有紫水晶、茶晶、墨晶等。普通的砂是細(xì)小的石英晶體，有黃砂(較多的鐵雜質(zhì))和白砂(雜質(zhì)少、較純凈)。二氧化硅晶體中，硅原子的4個(gè)價(jià)電子與4個(gè)氧原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，硅原子位于正四面體的中心，4個(gè)氧原子位于正四面體的4個(gè)頂角上，整個(gè)晶體是一個(gè)巨型分子，SiO2是表示組成的最簡(jiǎn)式不表示單個(gè)二氧化硅分子，僅是表示二氧化硅晶體中硅和氧的原子個(gè)數(shù)之比。
無(wú)定形二氧化硅包括自然界存在的硅藻土，是低等水生植物硅藻的遺體，為白色固體或粉末狀，多孔、質(zhì)輕、松軟的固體，吸附性強(qiáng)。
硅石的用途有如下九個(gè)方面：
【用途一】
廣泛用于冶金、耐火材料、化工、磨料和建筑等行業(yè)
【用途二】
白炭黑約70%用作天然橡膠和合成橡膠的補(bǔ)強(qiáng)填料，其它用于合成樹(shù)脂的填料、油墨增稠劑、涂料中顏料的防沉淀劑、消光劑、車輛及金屬軟質(zhì)拋光劑以及乳化劑中的防沉降劑。還可用作農(nóng)藥載體和輕量新聞紙的填料。由于白炭黑電絕緣性好、生熱低、制品顏色淺和不污染等優(yōu)點(diǎn)，也廣泛用于膠管、膠帶、耐熱墊片、膠輥和醫(yī)療制品中。
【用途三】
用作彩電電纜、電線套管、橡膠透明底的填料。還用作增稠劑、觸變劑、抗沉淀劑、消光劑，塑料開(kāi)口劑，液體藥物吸附劑，化妝品及造紙?zhí)盍稀?/span>
【用途四】
作抗結(jié)劑，我國(guó)規(guī)定可用于作粉末香精，最大使用量為80g/kg；也可用于奶粉、可可粉、蛋粉、植脂性粉末和速溶咖啡等，最大使用量15.0g/kg。
【用途五】
用作橡膠的補(bǔ)強(qiáng)劑、防止塑料薄膜粘結(jié)的開(kāi)口劑、顏料的防沉降劑、涂料的消光劑、黏度調(diào)節(jié)劑、醫(yī)藥的賦形劑、催化劑載體及用于化妝品等。
【用途六】
抗結(jié)劑；懸混劑；消泡劑；載體；增稠劑；麥精飲料、果酒、醬油、醋、清涼飲料等助濾劑、澄清劑、香精香料吸附干燥劑。
GB 2760-90規(guī)定為加工助劑
【用途七】
用作天然橡膠和合成橡膠的補(bǔ)強(qiáng)填料、合成樹(shù)脂的填料、油墨增稠劑、涂料中顏料的防沉淀劑、消光劑、車輛及金屬軟質(zhì)拋光劑以及乳化劑中的防沉降劑。還可用作農(nóng)藥載體和輕量新聞紙的填料。
【用途八】
用于顯像管、投影管、視波管等玻璃平面與熒光粉之間的粘結(jié)。
【用途九】
防潮吸附劑。用于食品的防潮；工業(yè)發(fā)酵過(guò)程中吸附發(fā)酵品中的高分子蛋白質(zhì)；各種工業(yè)氣體(CO2、H2、O2等)的干燥和凈化劑。
硅石的制備包括如下方法：
【方法一】
1.濕法
硅酸鈉與硫酸或鹽酸反應(yīng)，并凝固成硅膠，再經(jīng)水洗、干燥、粉碎得產(chǎn)品。
Na2O·xSiO2+H2SO4→xSiO2+Na2SO4+H2O
2氣相法
在鐵硅合金中通人氯化氫制成四氯化硅，然后在氫、氧火焰(1000℃以上)中水解而得；
SiCl4+2H2O→SiO2+4HCl
生成的二氧化硅顆粒極細(xì)，與空氣形成氣溶膠。在聚集器中聚集成較大顆粒，然后經(jīng)旋風(fēng)分離器收集，再送入脫酸爐，用含氨空氣吹洗氣相二氧化硅至Ph值4～6即為成品。
【方法二】
鹽酸法將稀釋的水玻璃溶液加入中和槽，在攪拌下加入鹽酸，并加入晶種進(jìn)行中和反應(yīng)，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、噴霧干燥制得活性二氧化硅。
【方法三】
燃燒法將凈化后的四氯化硅、氫氣與空氣的均勻混合氣體送人燃燒室，在1000：左右由于氫氣在空氣中燃燒產(chǎn)生的水使四氯化硅高溫水解而生成二氧化硅，將含氣溶膠狀二氧化硅的燃燒氣送入冷凝室，二氧化硅凝集成粒子，經(jīng)旋風(fēng)分離器分離，尾氣經(jīng)水洗排放，得到的二氧化硅經(jīng)氨或干空氣脫酸制得氣相二氧化硅。其
SiCl4+2H2+O2[燃燒]→SiO2+4HCl
【方法四】
硝酸法水玻璃溶液和硝酸反應(yīng)生成二氧化硅，經(jīng)漂洗、酸洗、去離子水漂洗、脫水制得電子級(jí)二氧化硅。
Na2O?mSiO2+HNO3→SiO2?Nh2o+NaNO3
【方法五】
鹽酸分解法先將13°Bé的水玻璃溶液和8°Bé的氯化鈉水溶液進(jìn)行鹽析，再用31%的鹽酸(也可用硫酸，則稱硫酸分解法)分解，沉淀出微粒硅膠，經(jīng)水漂洗，脫水，干燥，粉碎，過(guò)篩，制得沉淀二氧化硅。
碳化法由硅砂與純堿高溫熔融，將熔融物溶解，通入二氧化碳?xì)?含CO2 30%～35%)進(jìn)行碳化中和6～8h，用水洗滌，加入硫酸調(diào)節(jié)至Ph值為6～8進(jìn)行第二次洗滌，脫水，干燥至含水量≤6%，粉碎至200～350目得沉淀二氧化硅成品。
稻殼法將稻殼在嚴(yán)格控制溫度的條件下炭化，以除去稻殼中的有機(jī)物，并使稻殼中的水合二氧化硅不被破壞。炭化后的稻殼在一定濃度的碳酸鈉水溶液中，在常壓一定溫度下溶煮，使炭化后稻殼中水合二氧化硅溶出，溶出率可達(dá)90%，溶出的水合二氧化硅經(jīng)過(guò)濾，洗滌，噴霧干燥，得到沉淀二氧化硅成品。
【其他方法】
分干式法和濕式法兩種。
干式法在鐵硅合金中通入氯化氫制成四氯化硅，然后在氫、氧焰中加熱分解而得。
濕法由硅酸鈉和硫酸或鹽酸分解、凝固形成硅膠，再用水洗滌、除去雜質(zhì)、干燥而成：
【其他方法】
將水玻璃的水溶液與稀硫酸混合，在一定的pH值下，于20～30℃下凝膠成型，用2%～2.3%硫酸液于25～30℃下浸泡3～5h，用55～65℃水洗至酸含量(4～6)×10。后，用篩子撈出，烘干至含水量≤10%，篩選后再烘干至含水量≤2%而成。
【其他方法】
鹽酸分解法。
Na2O·xSiO2+HCl+H2O→SiO2·nH2O+NaCl
操作方法：先將相對(duì)密度為1.100的水玻璃溶液（其中Na2O與SiO2質(zhì)量比在1:2.4～1:3.4，濃度在4%～10%為宜）和相對(duì)密度為1.060的氯化鈉水溶液進(jìn)行鹽析，再用31%的鹽酸（也可用硫酸，則稱硫酸分解法）分解，控制pH=6～9.5，沉淀出微粒硅膠，經(jīng)水漂洗、脫水、干燥、粉碎、過(guò)篩，制得沉淀二氧化硅。
炭化法。由硅砂與純堿高溫熔融，將熔融物溶解，通入二氧化碳?xì)猓ê珻O2 30%～35%）進(jìn)行碳化中和6～8h，用水洗滌，加入硫酸調(diào)節(jié)至pH值為6～8進(jìn)行第二次洗滌，脫水，干燥至含水量≤6%，粉碎于200～350目得沉淀二氧化硅成品。
稻殼法。將稻殼在嚴(yán)格控制溫度的條件下炭化，以除去稻殼中的有機(jī)物，并使稻殼中的水合二氧化硅不被破壞。炭化后的稻殼在一定濃度的碳酸鈉水溶液中，在常壓一定溫度下溶煮，使炭化后稻殼中水合二氧化硅溶出，溶出率可達(dá)90%，溶出的水合二氧化硅經(jīng)過(guò)濾，洗滌，噴霧干燥，得到沉淀二氧化硅成品。
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