饲料级二氧化硅微造粒干燥技术及生产应用优点

邵

（江苏省连云港市动物卫生监督所，江苏连云港 222001）

饲料级二氧化硅微造粒干燥技术及生产应用优点

（江苏省连云港市动物卫生监督所，江苏连云港 222001）

水合二氧化硅，又名白炭黑或轻质二氧化硅，通过研发采用微造粒干燥技术，化学合成粒径在290μm左右的新二氧化硅产品，新产品流动角小于35度，具有较好的流动性、分散性，全面提高了产品的质量与技术含量，完全满足饲料级二氧化硅产品高端市场的新需求，技术推广应用市场前景远大。

二氧化硅；合成技术；应用

水合二氧化硅，又名白炭黑或轻质二氧化硅，主要成分是二氧化硅，化学表达式一般写成SiO2· nH2O，外观为白色高度分散的无定形粉末，质轻而松散，比重为2.319～2.653，熔点为1750℃。不溶于水、溶剂和绝大多数酸（氢氟酸除外），能溶于苛性碱和氢氟酸。耐高温、不燃、无味、无嗅、具有很好的电绝缘性、多孔性，内表面积大，有吸水性，无毒。其性能与炭黑相似，但呈白色。其宏观结构类似于炭黑，粒子呈球状，单子粒子之间以面相接触，呈链状联结结构（二次结构）。原始粒子极微细，在空气中吸收水分后形成聚集的细粒子。白炭黑微粒表面存在羟基，这些基团的存在使白炭黑表面有很强的亲水性，表面积和分散能力都较大，机械强度和抗撕指标均很高。高温不分解，绝缘性高，具有粒子小，比表面积大，结构性高等特点。水合二氧化硅用途十分广泛，主要用作橡胶工业优良的浅色补强剂，润滑剂、绝缘材料等，也作为载体应用于农药、饲料、食品等行业。

常用饲料级二氧化硅技术生产现状。目前，国内饲料级二氧化硅生产所用的原料水玻璃，又名泡花碱，无色、青绿色或棕色的固体或黏稠液体，是由硅石（石英砂）、纯碱（土碱）在熔化窖中共熔、冷却、粉碎制得，其燃料为煤、天然气、煤气均可。水玻璃生产工艺可分为干法和湿法两种，通过沉淀法的生产技术、设备简单，产品活性不高，颗粒不易控制，亲和力差，补强性能低，颗粒表面水性羟基键合严重，消弱了产品的结合力。二次结晶生产超细白炭黑便是在沉淀法生产技术前提下进行了品种处理的改良技术。采用二次结晶新工艺，可以全自动工艺化生产。其SiO2含量在94%以上，粒径最粗为13μm左右，最细可达纳米级。

国内普遍生产的沉淀水合二氧化硅其成品粒径一般在100～150μm，流动助剂粒径过小，主要集中在饲料添加剂低端市场，而高端市场大部分的需求都是依靠进口。随着国际市场饲料级二氧化硅需求不断增加，欧美的大型饲料生产企业每年的需求缺口达到3万多吨，国际市场产品潜在经济效益巨大。国内企业生产饲料级二氧化硅粒径过小，无法适应作为饲料载体添加使用，需要国家大量外汇进口此添加剂，价格受到国际市场供求制约大。

新型饲料级二氧化硅技术研发推介。通过研发采用微造粒干燥技术，化学合成新粒径二氧化硅产品，生产出粒径在290μm左右的新产品，该粒径二氧化硅新产品流动角小于35度，具有很好的流动性、分散性，大大提高了产品的整体质量，增加了科技含量，完全满足饲料级二氧化硅产品高端市场的新需求，能较好应用于饲料生产，改写该类产品在饲料生产中添加依靠进口的历史，打破国际市场对中国饲料级二氧化硅产品的供应垄断，既打破国外料级二氧化硅产品的供应垄断，降低国内饲料添加使用成本，又满足国内饲料行业生产需求，提升饲料产品整体质量。

新型饲料级二氧化硅产品生产工艺。水合二氧化硅制造方法有3种；即气相法、沉淀法和离解法。沉淀法白炭黑的生产技术、设备简单，产品活性不高，颗粒不易控制，亲和力差，补强性能低，颗粒表面亲水性集团键合严重，削弱了产品的结合力。微造粒干燥技术是对沉淀法生产工艺的全面改进提高，将原料硅酸钠和工艺水（生产过程用水）从贮槽中用泵打入反应槽，通入蒸汽（压力为2～5kg）升温至80～100℃，然后加入硫酸进行恒温反应，时间为4h。反应结束后利用浆料泵通过换热器进入均整槽，然后利用浆料泵将均整槽中浆料压入压滤机内,泵送液时间为15min，开启泵进行压滤水洗,压滤水洗时间控制在40～50min，压滤机活动头打开进行人工下料，整个过程需3h，滤饼通过皮带机经过液化器进入浆料槽浆化经高速搅拌后打成硅浆,通过浆料泵将硅浆送入干燥器内进行干燥（温度范围600～800℃）。干燥后的产品利用袋滤器收集后进入贮仓,通过包装机对产品进行包装，产品经检验合格后入库。

新型饲料级二氧化硅合成技术优势。针对饲料级二氧化硅添加应用要求，采用科学的反应配方，通过微造粒干燥技术，控制二氧化硅原始粒子结构，化学合成新粒径二氧化硅产品，全面增加成品的流动性。

（1）增大二氧化硅粒径。目前国内生产的粒径约为100～150二氧化硅产品，流动角一般在40度以上，不利于载体产品在饲料中的分散。通过技术研发改进，采用化学合成技术，生产出粒径约290μm的二氧化硅新产品，提高整体分散性，完全适应饲料级添加使用。

（2）增加产品流动性。新技术工艺生产出的粒径约290μm的二氧化硅新产品，流动角小于35度，具有稳定的流动性和分散性。生产测试验证显示，290μm粒径的二氧化硅产品，筛上率达97.3%，流动角小于35度，流动性较普通产品提高3.8%，吸附性提高7.4%，生产技术达国内领先水准，能较好的满足饲料级二氧化硅产品高端市场的新需求。

（3）拓展产品市场。新产品具有稳定的流动性和分散性，适应了国内饲料载体领域发展新需求，占据了国内高端产品市场，确立国内产品领先地位。同时拓展国际二氧化硅产品市场，产品大量出口到DSM欧州有限公司、PPG工业公司等企业，创收巨大的国际外汇。

新型饲料级二氧化硅载体应用优势。饲料级二氧化硅在饲料添加剂领域主要作用是，用于各种维生素、香味素、大蒜素、防酶剂、酸味剂、抗氧化剂中等的良好载体，具有抗氧保鲜作用，制粒干燥时间相对减少2/3。在抗结块剂中加入本产品具有很好的分散性，特别适用于容易回潮结块的水溶性抗生素，维生素，蛋白酶，多糖酶的成品吹干，抗结块，能迅速恢复原状，成品后不易受潮。二氧化硅饲料添加剂用于饲料中，可以明显提高饲料添加剂的品质，由于二氧化硅具有良好的吸附性和流动性，能吸附用于饲料的微量营养成分如VE等，形成易于流动的粉体，可以均匀地分散到饲料中提高饲料利用率，从而减少饲料消耗，降低生产成本。

新型饲料级二氧化硅市场前景强劲。随着国内外畜牧业持续稳定发展，饲料产业随之提质扩量；加之水合二氧化硅产品应用领域不断扩大，产品市场需求量不断攀升，预计将以6%～7%的年需求率增长，新研发的微造粒干燥技术，化学合成粒径在290μm左右的新二氧化硅产品，较好的适应了饲料产业对水合二氧化硅产品的新需求，助推饲料产业向高端产品方向发展。水合二氧化硅生产前景较为强劲，发展后劲十足，持续飞涨的市场需求行情必将助推国内企业做大做强做优，抢抓国际市场产品潜在的巨大经济契机。

参考资料

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[5]王宝君，等.白炭黑的应用与制备方法[J].世界地质，2006，01.

10．3969/J.ISSN．1671-6027．2015．09.005

邵（1971～），江苏赣榆人，本科，高级兽医师，副所长。主要从事动物防疫监督、兽药饲料监管及畜产品质量建设与监管工作，主要开展畜禽养殖新技术研发、新模式引进及推广应用，畜产品质量检测技术研发与应用，新饲料兽药产品研发、推广及应用等研究工作。主持或参与科技项目12项，发表各类专业论文30多篇，申获国家实用专利4个。