白炭黑(水合二氧化硅)作为常用的橡胶和涂料补强剂，应用量较大。目前制备白炭黑的原料主要为水玻璃(硅酸钠的水溶液)。近年来，更多的含硅工业废物如磷渣等被应用于制备白炭黑。如以蒙脱石为原料的碱浸法、以四氯化硅为原料的气相法、以水玻璃为原料的沉淀法等。对各种方法对比发现，提高沉淀法白炭黑的性能，使之接近气相法制备白炭黑，是今后白炭黑生产的重要发展方向。白炭黑的制造方法分三类：气相法、沉淀法和离解法。
1气相法
化学反应如下：SiCl4+2H2+O2—SiO2+4HCl
空气和氢气分别经过加压、分离、冷却脱水、硅胶干燥、除尘过滤后送入合成水解炉。将四氯化硅原料送至精馏塔精馏后，在蒸发器中加热蒸发，并以干燥、过滤后的空气为载体，送至合成水解炉。四氯化硅在高温下气化(火焰温度1000~1800°C)后，与一定量的氢和氧(或空气)在1800°C左右的高温下进行气相水解；此时生成的气相二氧化硅颗粒极细。与气体形成气溶胶，不易捕集，故使其先在聚集器中。聚集成较大颗粒，然后经旋风分离器收集，再送入脱酸炉，用含氨空气吹洗气相二氧化硅至PH值为4~6即为成品。流程图如图1：
气相法所用原材料贵，设备要求高，技术复杂，生产成本高，大大限制了它的应用和生产范围。气相法白炭黑的质量（粒径、表面积、纯度等）与原料（包括氢气和氧气）的纯度、原材料的配比、进料温度、氢气和氧气的流量、合成炉和分离器的结构与精度等因素有关。
徐洁明等研究了利用粉煤灰与氟化钙等反应，用气相法直接制备纳米级SiO2的工艺条件，通过控制酸解和水解的速度，并在水解过程中加入乙醇作为分散剂，制备白炭黑。结果表明：使用乙醇作为分散剂可以有效防止对纳米颗粒的团聚，制备出的白炭黑粒径可控制在10~20cm，纯度高达99.95%。样品指标参数如表1：
2沉淀法
2.1盐酸法
将氯化钠水溶液和经稀释的硅酸钠水溶液按比例投入搅拌罐内，充分搅拌均匀，使含有结晶水的二氧化硅(SiO2·nH2O)结晶析出。然后，在搅拌下用稀盐酸调整反应液的PH值为中性。在室温下静置6~12h，随后过滤沉淀下来的含水二氧化硅，并用去离子水洗涤3~5次，使产品中的Na+含量小于0.5%，再干燥至含水率小于6%，并粉碎至细度小于20 μm，即得到成品。
盐酸法关键在于防止硅酸聚集成硅凝胶，在制备过程中，要严格控制PH且尽量选取接近凝胶点为最佳控制值，其次再沉淀过程要控制温度50~80℃，PH在6.0-8.0，必要时加入NaCl，以使原极粒子沉淀下来。
2.2硫酸法
化学反应如下：
Na2SiO3+H2SO4一Na2S04+H2SiO3
H2SiO3一SiO2·nH2O
将一定浓度的水玻璃溶液滴入5.5 mol/L硫酸中，调节PH至2.0，酸溶胶的配制时间控制在18～30 min。配制好的酸溶胶搅拌30min，再陈化1h备用。接着把5度Be水玻璃装入三口烧瓶中预热(40°C)，加入一定量18.8%的氯化钠溶液，以及适量复合分散剂PVP和CTAB，搅拌20 min。之后滴入上述配置好的酸化水玻璃，调节到所需要的PH值。当PH达到11时，开始升温，到所需要的反应温度后搅拌反应30min，陈化30min。所得沉淀用乙醇洗涤，并进行离心，弃去上层清液，微波干燥20min，对所得到白色颗粒进行研磨制得产品。
甘露等采用一种改进的化学共沉淀法，以稻壳灰与碱反应的滤液为原料，选取了氯化铵代替传统用酸(硫酸或盐酸)作沉淀剂，制备出了高纯、球状的纳米SiO2颗粒；陈荣等系统地研究了以水玻璃溶液(即硅酸钠溶液)和硫酸为原料合成沉淀法白炭黑的工艺；张庆军等系统研究了用硫酸沉淀法制备纳米白炭黑的方法和工艺路线。
硫酸法是目前生产白炭黑的主要方法，国外主要以浓硫酸法，而国内恰好相反，稀硫酸法带入反应系统的水量大，后序脱水，洗涤，干燥负担大，相应产品损失量大，原料和能源的消耗大。流程图如图2：
图2硫酸法制备白炭黑流程图
2.3碳化法
工艺以CO2混合气体和水玻璃为原料，并在反应中引入助剂来控制白炭黑粒子的微观结构。试验对工艺条件进行了探索，得出最佳实验条件为：水玻璃浓度35 g/L，反应温度70 °C，助剂量0.7%，反应时间为60min。碳化法流程图如图3：
图3碳化法制备白炭黑流程图
谢宇充通过工业水玻璃加碱后制备的水玻璃模拟酸渣，硫酸钠合成的低模数水玻璃， 在接近石灰窑尾气CO2体积分数下，采用碳化法制备白炭黑。结果表明：粒径与吸油值呈负相关，90℃粒径达到最小值7.34μm， 吸油值达到最大值3.538 mL/g。水玻璃体积分数影响产品粒径，V（水）/V（水玻璃）在0~2，颗粒粒径与硅酸钠体积分数正相关。70℃时， 加入电解质，孔体积增大，结构变得疏松，吸油值增大至3.343 mL/g。
CO2法原料消耗极高，产品回收率低，所以已经被淘汰。
沉淀法中还有硝酸沉淀法和溶胶—凝胶法等，硝酸沉淀法由于硝酸价钱贵，质量一般，虽然无离子水及焙烧，已经很少用了。溶胶法制备白炭黑流程如图4：
图4溶胶法生产白炭黑工艺流程图 苏晓霞等用高温煅烧、酸浸、碱溶等提纯手段脱出残余物中的油分及Fe等显色金属氧化物，得较纯净的硅酸钠水溶液，采用溶胶一凝胶法制备白炭黑。结果表明，残余物在900℃煅烧2h后用质量分数20％的HCl溶液在80～90℃酸浸3h，盐酸用量为6mL/g固体原料，二氧化硅获得率为50％；在碱溶除杂后的硅酸钠溶液中加入表面活性剂，在50℃下。控制体系pH=7～9，反应时间0.5h，制得的溶胶白炭黑，经共沸干燥及在400℃煅烧2h，获平均粒径为3.5μm的球形白炭黑。
3离解法
该法主要是以非金属矿为原料制备白炭黑，又可以分为酸离解法和碱离解法。易发成等主要利用了酸离解法从埃洛石粘土制备了白炭黑；王平等利用碱离解法从粉煤灰中制备了白炭黑。酸碱离解法主要原理就是利用化学法分理出非金属矿中的SiO2，从而制备出白炭黑。
在酸离解法中，利用金属氧化物容易和H2SO4反应，生成可溶性的金属离子，采用过滤而使Al2O3，Fe2O3和SiO2分离，另外，在此反应中也可以使SiO2从晶体结构转变为无定形结构从而得到白炭黑。其反应方程式为：
Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O
Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O
碱离解法主要利用是利用油页岩灰中的SiO2，Al2O3和NaOH发生反应，分别生成水溶性的Na2SiO3和NaAlO2，进行过滤操作而使NaSiO3，NaAlO2与油页岩灰中的其他成分分离，再控制溶液的PH值在一定的范围内，而使Na2SiO3转变为H2SiO3沉淀，就得到可白炭黑产品，反应方程式为：
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
NaSiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl
李燕等以茂名油页岩渣为原料，利用碱离解法制备白炭黑。考察了碱离解温度、碱离解时间、碱浓度、原料煅烧温度和原料煅烧时间等各种因素对SiO2：产品浸出率的影响规律。最佳工艺条件为：碱浓度3.3 mol/L、碱离解时间3h、碱离解温度70℃、煅烧温度900℃、煅烧时间 ，该条件下白炭黑的产率可达16％，白炭黑白度为92。
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