飼料級(jí)二氧化硅微造粒干燥技術(shù)及生產(chǎn)應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)

邵

（江蘇省連云港市動(dòng)物衛(wèi)生監(jiān)督所，江蘇連云港 222001）

飼料級(jí)二氧化硅微造粒干燥技術(shù)及生產(chǎn)應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)

（江蘇省連云港市動(dòng)物衛(wèi)生監(jiān)督所，江蘇連云港 222001）

水合二氧化硅，又名白炭黑或輕質(zhì)二氧化硅，通過(guò)研發(fā)采用微造粒干燥技術(shù)，化學(xué)合成粒徑在290μm左右的新二氧化硅產(chǎn)品，新產(chǎn)品流動(dòng)角小于35度，具有較好的流動(dòng)性、分散性，全面提高了產(chǎn)品的質(zhì)量與技術(shù)含量，完全滿足飼料級(jí)二氧化硅產(chǎn)品高端市場(chǎng)的新需求，技術(shù)推廣應(yīng)用市場(chǎng)前景遠(yuǎn)大。

二氧化硅；合成技術(shù)；應(yīng)用

水合二氧化硅，又名白炭黑或輕質(zhì)二氧化硅，主要成分是二氧化硅，化學(xué)表達(dá)式一般寫(xiě)成SiO2· nH2O，外觀為白色高度分散的無(wú)定形粉末，質(zhì)輕而松散，比重為2.319～2.653，熔點(diǎn)為1750℃。不溶于水、溶劑和絕大多數(shù)酸（氫氟酸除外），能溶于苛性堿和氫氟酸。耐高溫、不燃、無(wú)味、無(wú)嗅、具有很好的電絕緣性、多孔性，內(nèi)表面積大，有吸水性，無(wú)毒。其性能與炭黑相似，但呈白色。其宏觀結(jié)構(gòu)類(lèi)似于炭黑，粒子呈球狀，單子粒子之間以面相接觸，呈鏈狀聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)（二次結(jié)構(gòu)）。原始粒子極微細(xì)，在空氣中吸收水分后形成聚集的細(xì)粒子。白炭黑微粒表面存在羥基，這些基團(tuán)的存在使白炭黑表面有很強(qiáng)的親水性，表面積和分散能力都較大，機(jī)械強(qiáng)度和抗撕指標(biāo)均很高。高溫不分解，絕緣性高，具有粒子小，比表面積大，結(jié)構(gòu)性高等特點(diǎn)。水合二氧化硅用途十分廣泛，主要用作橡膠工業(yè)優(yōu)良的淺色補(bǔ)強(qiáng)劑，潤(rùn)滑劑、絕緣材料等，也作為載體應(yīng)用于農(nóng)藥、飼料、食品等行業(yè)。

常用飼料級(jí)二氧化硅技術(shù)生產(chǎn)現(xiàn)狀。目前，國(guó)內(nèi)飼料級(jí)二氧化硅生產(chǎn)所用的原料水玻璃，又名泡花堿，無(wú)色、青綠色或棕色的固體或黏稠液體，是由硅石（石英砂）、純堿（土堿）在熔化窖中共熔、冷卻、粉碎制得，其燃料為煤、天然氣、煤氣均可。水玻璃生產(chǎn)工藝可分為干法和濕法兩種，通過(guò)沉淀法的生產(chǎn)技術(shù)、設(shè)備簡(jiǎn)單，產(chǎn)品活性不高，顆粒不易控制，親和力差，補(bǔ)強(qiáng)性能低，顆粒表面水性羥基鍵合嚴(yán)重，消弱了產(chǎn)品的結(jié)合力。二次結(jié)晶生產(chǎn)超細(xì)白炭黑便是在沉淀法生產(chǎn)技術(shù)前提下進(jìn)行了品種處理的改良技術(shù)。采用二次結(jié)晶新工藝，可以全自動(dòng)工藝化生產(chǎn)。其SiO2含量在94%以上，粒徑最粗為13μm左右，最細(xì)可達(dá)納米級(jí)。

國(guó)內(nèi)普遍生產(chǎn)的沉淀水合二氧化硅其成品粒徑一般在100～150μm，流動(dòng)助劑粒徑過(guò)小，主要集中在飼料添加劑低端市場(chǎng)，而高端市場(chǎng)大部分的需求都是依靠進(jìn)口。隨著國(guó)際市場(chǎng)飼料級(jí)二氧化硅需求不斷增加，歐美的大型飼料生產(chǎn)企業(yè)每年的需求缺口達(dá)到3萬(wàn)多噸，國(guó)際市場(chǎng)產(chǎn)品潛在經(jīng)濟(jì)效益巨大。國(guó)內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)飼料級(jí)二氧化硅粒徑過(guò)小，無(wú)法適應(yīng)作為飼料載體添加使用，需要國(guó)家大量外匯進(jìn)口此添加劑，價(jià)格受到國(guó)際市場(chǎng)供求制約大。

新型飼料級(jí)二氧化硅技術(shù)研發(fā)推介。通過(guò)研發(fā)采用微造粒干燥技術(shù)，化學(xué)合成新粒徑二氧化硅產(chǎn)品，生產(chǎn)出粒徑在290μm左右的新產(chǎn)品，該粒徑二氧化硅新產(chǎn)品流動(dòng)角小于35度，具有很好的流動(dòng)性、分散性，大大提高了產(chǎn)品的整體質(zhì)量，增加了科技含量，完全滿足飼料級(jí)二氧化硅產(chǎn)品高端市場(chǎng)的新需求，能較好應(yīng)用于飼料生產(chǎn)，改寫(xiě)該類(lèi)產(chǎn)品在飼料生產(chǎn)中添加依靠進(jìn)口的歷史，打破國(guó)際市場(chǎng)對(duì)中國(guó)飼料級(jí)二氧化硅產(chǎn)品的供應(yīng)壟斷，既打破國(guó)外料級(jí)二氧化硅產(chǎn)品的供應(yīng)壟斷，降低國(guó)內(nèi)飼料添加使用成本，又滿足國(guó)內(nèi)飼料行業(yè)生產(chǎn)需求，提升飼料產(chǎn)品整體質(zhì)量。

新型飼料級(jí)二氧化硅產(chǎn)品生產(chǎn)工藝。水合二氧化硅制造方法有3種；即氣相法、沉淀法和離解法。沉淀法白炭黑的生產(chǎn)技術(shù)、設(shè)備簡(jiǎn)單，產(chǎn)品活性不高，顆粒不易控制，親和力差，補(bǔ)強(qiáng)性能低，顆粒表面親水性集團(tuán)鍵合嚴(yán)重，削弱了產(chǎn)品的結(jié)合力。微造粒干燥技術(shù)是對(duì)沉淀法生產(chǎn)工藝的全面改進(jìn)提高，將原料硅酸鈉和工藝水（生產(chǎn)過(guò)程用水）從貯槽中用泵打入反應(yīng)槽，通入蒸汽（壓力為2～5kg）升溫至80～100℃，然后加入硫酸進(jìn)行恒溫反應(yīng)，時(shí)間為4h。反應(yīng)結(jié)束后利用漿料泵通過(guò)換熱器進(jìn)入均整槽，然后利用漿料泵將均整槽中漿料壓入壓濾機(jī)內(nèi),泵送液時(shí)間為15min，開(kāi)啟泵進(jìn)行壓濾水洗,壓濾水洗時(shí)間控制在40～50min，壓濾機(jī)活動(dòng)頭打開(kāi)進(jìn)行人工下料，整個(gè)過(guò)程需3h，濾餅通過(guò)皮帶機(jī)經(jīng)過(guò)液化器進(jìn)入漿料槽漿化經(jīng)高速攪拌后打成硅漿,通過(guò)漿料泵將硅漿送入干燥器內(nèi)進(jìn)行干燥（溫度范圍600～800℃）。干燥后的產(chǎn)品利用袋濾器收集后進(jìn)入貯倉(cāng),通過(guò)包裝機(jī)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行包裝，產(chǎn)品經(jīng)檢驗(yàn)合格后入庫(kù)。

新型飼料級(jí)二氧化硅合成技術(shù)優(yōu)勢(shì)。針對(duì)飼料級(jí)二氧化硅添加應(yīng)用要求，采用科學(xué)的反應(yīng)配方，通過(guò)微造粒干燥技術(shù)，控制二氧化硅原始粒子結(jié)構(gòu)，化學(xué)合成新粒徑二氧化硅產(chǎn)品，全面增加成品的流動(dòng)性。

（1）增大二氧化硅粒徑。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的粒徑約為100～150二氧化硅產(chǎn)品，流動(dòng)角一般在40度以上，不利于載體產(chǎn)品在飼料中的分散。通過(guò)技術(shù)研發(fā)改進(jìn)，采用化學(xué)合成技術(shù)，生產(chǎn)出粒徑約290μm的二氧化硅新產(chǎn)品，提高整體分散性，完全適應(yīng)飼料級(jí)添加使用。

（2）增加產(chǎn)品流動(dòng)性。新技術(shù)工藝生產(chǎn)出的粒徑約290μm的二氧化硅新產(chǎn)品，流動(dòng)角小于35度，具有穩(wěn)定的流動(dòng)性和分散性。生產(chǎn)測(cè)試驗(yàn)證顯示，290μm粒徑的二氧化硅產(chǎn)品，篩上率達(dá)97.3%，流動(dòng)角小于35度，流動(dòng)性較普通產(chǎn)品提高3.8%，吸附性提高7.4%，生產(chǎn)技術(shù)達(dá)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水準(zhǔn)，能較好的滿足飼料級(jí)二氧化硅產(chǎn)品高端市場(chǎng)的新需求。

（3）拓展產(chǎn)品市場(chǎng)。新產(chǎn)品具有穩(wěn)定的流動(dòng)性和分散性，適應(yīng)了國(guó)內(nèi)飼料載體領(lǐng)域發(fā)展新需求，占據(jù)了國(guó)內(nèi)高端產(chǎn)品市場(chǎng)，確立國(guó)內(nèi)產(chǎn)品領(lǐng)先地位。同時(shí)拓展國(guó)際二氧化硅產(chǎn)品市場(chǎng)，產(chǎn)品大量出口到DSM歐州有限公司、PPG工業(yè)公司等企業(yè)，創(chuàng)收巨大的國(guó)際外匯。

新型飼料級(jí)二氧化硅載體應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。飼料級(jí)二氧化硅在飼料添加劑領(lǐng)域主要作用是，用于各種維生素、香味素、大蒜素、防酶劑、酸味劑、抗氧化劑中等的良好載體，具有抗氧保鮮作用，制粒干燥時(shí)間相對(duì)減少2/3。在抗結(jié)塊劑中加入本產(chǎn)品具有很好的分散性，特別適用于容易回潮結(jié)塊的水溶性抗生素，維生素，蛋白酶，多糖酶的成品吹干，抗結(jié)塊，能迅速恢復(fù)原狀，成品后不易受潮。二氧化硅飼料添加劑用于飼料中，可以明顯提高飼料添加劑的品質(zhì)，由于二氧化硅具有良好的吸附性和流動(dòng)性，能吸附用于飼料的微量營(yíng)養(yǎng)成分如VE等，形成易于流動(dòng)的粉體，可以均勻地分散到飼料中提高飼料利用率，從而減少飼料消耗，降低生產(chǎn)成本。

新型飼料級(jí)二氧化硅市場(chǎng)前景強(qiáng)勁。隨著國(guó)內(nèi)外畜牧業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，飼料產(chǎn)業(yè)隨之提質(zhì)擴(kuò)量；加之水合二氧化硅產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，產(chǎn)品市場(chǎng)需求量不斷攀升，預(yù)計(jì)將以6%～7%的年需求率增長(zhǎng)，新研發(fā)的微造粒干燥技術(shù)，化學(xué)合成粒徑在290μm左右的新二氧化硅產(chǎn)品，較好的適應(yīng)了飼料產(chǎn)業(yè)對(duì)水合二氧化硅產(chǎn)品的新需求，助推飼料產(chǎn)業(yè)向高端產(chǎn)品方向發(fā)展。水合二氧化硅生產(chǎn)前景較為強(qiáng)勁，發(fā)展后勁十足，持續(xù)飛漲的市場(chǎng)需求行情必將助推國(guó)內(nèi)企業(yè)做大做強(qiáng)做優(yōu)，搶抓國(guó)際市場(chǎng)產(chǎn)品潛在的巨大經(jīng)濟(jì)契機(jī)。

參考資料

[1]周良玉，等.白炭黑的制備、表面改性及應(yīng)用研究進(jìn)展[J].材料導(dǎo)報(bào)，2003，11.

[2]王佼.白炭黑制備方法及表面改性研究進(jìn)展[J].北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，04.

[3]方彬，等.氣相法二氧化硅應(yīng)用機(jī)理及特征[J].無(wú)機(jī)鹽工業(yè)，2004，05.

[4]張桂華，等.國(guó)內(nèi)外氣相法白炭黑的生產(chǎn)及市場(chǎng)分析[J].無(wú)機(jī)鹽工業(yè)，2004，05.

[5]王寶君，等.白炭黑的應(yīng)用與制備方法[J].世界地質(zhì)，2006，01.

10．3969/J.ISSN．1671-6027．2015．09.005

邵（1971～），江蘇贛榆人，本科，高級(jí)獸醫(yī)師，副所長(zhǎng)。主要從事動(dòng)物防疫監(jiān)督、獸藥飼料監(jiān)管及畜產(chǎn)品質(zhì)量建設(shè)與監(jiān)管工作，主要開(kāi)展畜禽養(yǎng)殖新技術(shù)研發(fā)、新模式引進(jìn)及推廣應(yīng)用，畜產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用，新飼料獸藥產(chǎn)品研發(fā)、推廣及應(yīng)用等研究工作。主持或參與科技項(xiàng)目12項(xiàng)，發(fā)表各類(lèi)專(zhuān)業(yè)論文30多篇，申獲國(guó)家實(shí)用專(zhuān)利4個(gè)。