一、炭黑那幾種制方法

1. 簡(jiǎn)介：

2. 炭黑（carbon black，又名碳黑），是一種黑色粉末狀的無(wú)定形碳。炭黑是由平均直徑為2~3nm的球狀或鏈狀粒子聚積而成的，內(nèi)部是含有直徑3~500nm的微結(jié)晶結(jié)構(gòu)，可以和各種游離基反應(yīng)。炭黑主要作為橡膠增強(qiáng)劑使用，用于汽車(chē)輪胎的制造、塑料添加劑、染料、印刷油墨等工業(yè)。

3. 2.制作：

4. 炭黑的生產(chǎn)顏料炭黑是石油產(chǎn)品和瀝青煤焦油產(chǎn)品。它在低于大氣壓及空氣不足條件下無(wú)法生產(chǎn)出來(lái)，而是通過(guò)烴類(lèi)在高溫下不完全燃燒或熱解而成。

5. 1）燈黑生產(chǎn)工藝：歷史上最早的炭黑生產(chǎn)法是燈黑生產(chǎn)工藝，在該工藝過(guò)程中，原料在直徑大至1.5m的平坦的燃燒鐵盤(pán)上燃燒，含有炭黑的燃燒氣體由內(nèi)鋪有磚塊的排氣罩收集，然后通過(guò)彎管（彎折1/4）和通火管到達(dá)沉積的裝置。為了控制所產(chǎn)炭黑的特性，應(yīng)當(dāng)保證在燃燒盤(pán)和排氣罩之間的間隙附近，原料主要作不完全燃燒。而在稍進(jìn)管道里面，燃燒在氧氣不足下發(fā)生熱烈解，因而形成較大的炭黑顆粒，由于這些原因，組成較寬范圍的粒徑分布，主要特征為顆粒粗大。由于在燃燒盤(pán)和排氣罩間隙間形成的顆粒只有小部分能與空氣中的氧份接觸，因此這些炭黑只有少量的表面氧化物，相應(yīng)的PH值呈中性，并且揮發(fā)份極少。

6. 2) 氣黑的生產(chǎn)工藝：氣黑此名稱(chēng)源于其生產(chǎn)過(guò)程：原料烴加熱時(shí)先氣化，然后由可自燃的氣體（供以能量）作為載體帶到燃燒器內(nèi)，炭黑在這些蝙蝠形的燃燒器所發(fā)出的大量扇形的火焰中生成。由于每束火焰都較小且在空氣中燃燒，炭黑的形成，與燈黑生產(chǎn)工藝很不同（不完全燃燒）。在此炭黑顆粒很細(xì)，根據(jù)不同種類(lèi)，平均粒徑在10~30nm之間，氣黑平均粒徑為13nm。燃燒的火焰上，是一個(gè)緩慢旋轉(zhuǎn)的充水轉(zhuǎn)鼓，炭黑在轉(zhuǎn)鼓上沉積，在經(jīng)刮到把炭黑刮走，當(dāng)溫度仍高時(shí)，新生成炭黑與空氣中的氧接觸，于是發(fā)生部分氧化，形成了大量的酸性基團(tuán)，相應(yīng)氣黑PH值介于酸性范圍。并可得到約6%的揮發(fā)份，代表其表面氧化物含量。

7. 3） 槽黑的生產(chǎn)工藝：這種生產(chǎn)工藝以天然氣作原料，槽黑的工藝與氣黑生產(chǎn)工藝的氣體燃燒過(guò)程相似，天然氣燃燒，發(fā)出許多扇形火焰，得到的產(chǎn)品與氣黑類(lèi)似，而不同的是這里采用了平坦的水冷U形槽作為炭黑的沉積槽。由于生態(tài)和經(jīng)濟(jì)原因，許多年前就停止了這種方法的使用。而氣黑的生產(chǎn)不會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成影響，而此氣法炭黑工藝仍在運(yùn)用。

8. 4） 爐黑生產(chǎn)工藝：氣黑是在開(kāi)放大氣中生產(chǎn)的，但爐黑生產(chǎn)工藝則是在缺氧條件下的密閉爐中進(jìn)行的。使用的不是許多束小火，而是一團(tuán)大火焰，以油類(lèi)作原料，并加入可燃?xì)怏w使之達(dá)到爐內(nèi)所需溫度。而改變爐黑生產(chǎn)工藝條件，可得到所需要之顏料黑。比如：不同條件下，炭黑可達(dá)到廣闊的平均粒徑范圍，從80nm到小至15nmj，更直到細(xì)小至氣黑那樣小的顆粒。但對(duì)于同一粒徑，氣黑和爐黑還是有區(qū)別的，主要是表面化學(xué)不同。爐黑產(chǎn)品較為粗糙，平均粒徑為40nm。此外，當(dāng)采用爐黑生產(chǎn)工藝時(shí)，可加入少量的堿性化合物或其它添加劑以改變聚集體的聚集度和類(lèi)型，由此可得到高結(jié)構(gòu)或低結(jié)構(gòu)的炭黑。

9.

二、怎么從粉煤灰中提取炭黑

炭黑工業(yè)制法是油類(lèi)或者燃?xì)忸?lèi)在反應(yīng)爐高溫燃燒，中間噴急冷水使反應(yīng)終止，然后這些煙氣經(jīng)過(guò)袋濾器、造粒機(jī)、干燥劑生成炭黑。

粉煤灰的成分是無(wú)法制備炭黑的，炭黑是一些烴類(lèi)粘連產(chǎn)物。

三、關(guān)于炭黑生產(chǎn)工藝的問(wèn)題

干法產(chǎn)品的是酸性的，濕法是堿性的

槽法是以天然氣為原料，通過(guò)數(shù)以千計(jì)的瓷質(zhì)火嘴，在自然通風(fēng)的“火房”內(nèi)與空氣進(jìn)行不完全燃燒，形成魚(yú)尾形擴(kuò)散火焰，其還原層與緩慢往復(fù)運(yùn)動(dòng)的槽鋼相接觸，使裂解生成的炭黑沉積在槽鋼表面，通過(guò)設(shè)置在漏斗上的刮刀，將炭黑刮下，落入漏斗內(nèi)，而后用螺旋輸送器輸出、造粒為產(chǎn)品。因其原料主要使用以甲烷為主的天然氣或煤層氣，故又稱(chēng)為天然氣槽法炭黑。

槽法炭黑與爐法炭黑及熱裂解炭黑相比，其粒子較細(xì)而比表面積較大。同時(shí)，由于采用特定的生產(chǎn)方式，其表面受到氧化，含有較多的含氧官能團(tuán)而呈酸性。這類(lèi)炭黑粒子的聚結(jié)程度較低。因含有較多的含氧官能團(tuán)，可延緩橡膠的硫化速度，提高聚烯烴的耐候性以及賦予油墨良好的流動(dòng)性和印刷性能。

槽法炭黑與粒徑相當(dāng)?shù)臓t法炭黑相比，硫化膠具有較高的拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率，抗撕裂和抗切割性能也很好。槽法炭黑用純天然氣生產(chǎn)，表面多環(huán)芳烴含量極低，故可直接用于與食品接觸的橡膠制品。

將炭黑在惰性氣體中于2500～3000℃高溫下煅燒，生成一種具有均勻石墨化表面的規(guī)則多面體。可作為氣相色譜吸附劑，用來(lái)分離極性化合物等。

標(biāo)簽：炭黑工藝生產(chǎn)