炭黑制作原料有石油產(chǎn)品、瀝青煤焦油、N油、天然氣等炭含量極高的原料。

炭黑制作原理：

炭黑的生產(chǎn)制作原理是炭黑原料在低于大氣壓及空氣不足條件下無法生產(chǎn)出來，而是通過烴類在高溫下不完全燃燒或熱解而成。

燈煙法炭黑

燈煙法炭黑是用炭黑原料在直徑大至1．5m的平坦的燃燒鐵盤上燃燒，含有炭黑的燃燒氣體由內(nèi)鋪有磚塊的排氣罩收集，然后通過彎管(彎折1/4)和通火管到達(dá)沉積的裝置，最后進(jìn)行收集炭黑。

氣法炭黑

氣法炭黑采用原料烴，采用原料烴加熱時先氣化，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。

槽法炭黑

槽法炭黑是以天然氣作原料，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。

爐法炭黑

爐法炭黑是采用油做原料，生產(chǎn)工藝是在缺氧條件下的密閉爐中進(jìn)行的，使用的是一團(tuán)大火焰，以油類作原料，并加入可燃?xì)怏w使之達(dá)到爐內(nèi)所需溫度。

傳統(tǒng)白炭黑的生產(chǎn)工藝流程

沉淀法白炭黑通常是硅酸鈉(即水玻璃)和一種酸(多數(shù)情況是用硫酸)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生沉淀而生成的。硅酸鈉和硫酸之間的這種反應(yīng)的產(chǎn)物就是沉淀法白炭黑(學(xué)名水合硅酸或水合二氧化硅),反應(yīng)的副產(chǎn)物是硫酸鈉和水。為了控制這一工藝,必須考慮到沉淀法白炭黑的生成是一個可逆的過程,在特殊的條件下,如在ｐＨ值或溫度較高時,反應(yīng)將會向原材料的一方進(jìn)行。這個化學(xué)反應(yīng)是一個可被工藝參數(shù)影響的平衡狀態(tài)。

典型的白炭黑的生產(chǎn)工藝流程

第一步、沉淀

將由水玻璃和硫酸的水溶液同時在規(guī)定的濃度和反應(yīng)條件下加入帶有攪拌器的反應(yīng)器中。反應(yīng)時,在反應(yīng)器內(nèi)先生成基本粒子;伴隨著脫水,這些粒子隨即相互發(fā)生反應(yīng)而形成聚集體。在聚集體內(nèi),基本粒子通過硅烷醇鍵結(jié)合在一起。然后,聚集體相互碰撞、結(jié)合而形成附聚體。在這些附聚體中,聚集體因氫鍵或范德華力的相互作用而結(jié)合在一起,兩者的結(jié)合力要比硅烷醇鍵弱得多,因此這種結(jié)合是可逆的。附聚體在混煉過程中容易被破壞而分散為聚集體。在沉淀反應(yīng)過程中,最重要的工藝參數(shù)是ｐＨ值、反應(yīng)溫度(通常為50～90℃)、各組分的濃度、反應(yīng)時間、以及水玻璃和硫酸的計(jì)量和混合。這些工藝參數(shù)將影響生成白炭黑的表面積、結(jié)構(gòu)、分散性和硅烷醇基團(tuán)的濃度等等。

第二步、過濾

在板框式壓濾機(jī)或其他過濾設(shè)備中對獲得的懸浮液進(jìn)行過濾,并對濾餅進(jìn)行洗滌,以洗去硫酸鈉。在白炭黑的過濾過程中,最重要的工藝參數(shù)是填充和洗滌的時間、濾餅中的固體含量和殘存的硫酸鈉含量等等。

第三步、干燥

將含水濾餅進(jìn)行攪拌使其成為白炭黑的水懸浮液,然后進(jìn)行噴霧干燥,或采用其他干燥方式干燥。不同類型的干燥器的最簡單分類辦法是分為長期干燥器和短期干燥器,白炭黑在長期干燥器中的停留時間以小時計(jì),而在短期干燥器中的停留時間以秒計(jì)。在白炭黑的干燥過程中,最重要的工藝參數(shù)是干燥器的類型、干燥溫度、干燥前的固體含量和在干燥器中的停留時間等等。這些工藝參數(shù)將影響生成白炭黑的水分含量、表面積、結(jié)構(gòu)、分散性和粒徑的分布等等。

第四步、造粒

為了減少或消除產(chǎn)品輸送時的粉塵,將粉狀產(chǎn)品進(jìn)行造粒,使其成為片狀或粒狀。在造粒過程中,最重要的工藝參數(shù)是加料速率和粒化壓力。造粒過程將影響白炭黑的結(jié)構(gòu)、分散性、粒徑的分布和粉塵含量。