热解法氧化物是采用卤化物如四氯化硅、甲基三氯硅烷、四氯化钛、氯化铝等为主要原料,在高温下进行水解缩聚反应而制得氧化物粉体材料。其反应原理如下:
MClx H2 O2→M2Ox HCl
由反应式可知,在反应过程中将生成氯化氢气体,这些气体容易吸附在氧化物粉体材料表面而使得它们具有较强的酸性,从而影响了它们的应用。因此在生产过程中一般都需要采用一道脱酸工序来脱除吸附在粉体材料表面的酸性气体。
截至2011年11月脱酸技术是采用高温解吸以及辅助脱酸介质的方式进行脱酸,即采用煅烧、电加热、红外加热等方式,使得吸附在粉体表面的酸性气体在高温下进行解吸附,从而达到脱酸的目的。所用的脱酸设备均为立式或卧式脱酸炉,采用内加热、夹套加热或红外加热等方式。如ZL02149782.6,ZL200410051507.6是采用在脱酸炉内安装交叉排列的加热管,加热到450~750摄氏度,并辅以热空气、水蒸汽等脱酸介质进行脱酸,脱除的酸性气体随着脱酸介质一起排出。传统工艺中具有自身的缺陷,首先脱酸温度高,需要保持炉内温度在400~750摄氏度,脱酸过程中能耗大。其次是粉体材料容易随脱酸介质一起排走,因此有需要在脱酸炉的尾气出口处增加过滤器如布袋除尘器,容易造成过滤器堵塞,使系统压力不稳定,导致产品质量波动大。另外,传统工艺脱酸效率不高,为了保证有效脱除吸附在粉体材料表面的酸性气体,脱酸炉的高度(长度)都比较大,以保证粉体材料在炉体内的停留时间足够长,有时甚至需要采用二级、三级脱酸,才能保证脱酸后产品4%悬浮水溶液液的pH值大于3.6。
ZL200810058544.8是采用红外加热的方式进行脱酸。红外加热的原理是在微波交变电磁场作用下,粉体中的水分子、HCl分子迅速旋转,相互摩擦,产生热量,从而加热粉体,这就需要保证粉体的含水量比较高,通常在10%以上。而对于热解法生产的粉体材料,其生产过程中的水分含量是比较低的,同时粉体材料的结构也是由球状粒子相互聚集而成的松散枝状结构,若在含水量比较高的情况下,经过高温处理后,松散结构容易塌陷,结构被破坏,从而容易失去了热解法超细粉体材料特有的增稠、触变、消光等性质。另外,微波加热粉体单位时间处理效率相对较低,不利于大规模进行粉体脱酸。