炭黑的多種生產(chǎn)工藝
炭黑的生產(chǎn)工藝是什么?簡單了解一下。生產(chǎn)顏料炭黑的原料有石油產(chǎn)品和瀝青煤焦油產(chǎn)品。它是碳?xì)浠衔镌诟邷叵虏煌耆紵驘峤庑纬傻摹?/span>
1)燈黑的生產(chǎn)工藝
歷史上的炭黑生產(chǎn)方法是燈黑生產(chǎn)工藝,原料在直徑達(dá)1.5米的平燒鐵板上燃燒。含炭黑的燃燒氣體由內(nèi)襯磚的排風(fēng)罩收集,然后通過彎頭(1/4彎頭)和排氣管到達(dá)沉積裝置。為了控制所生產(chǎn)的炭黑的特性,應(yīng)保證原料主要用于燃燒盤與排風(fēng)罩間隙附近的不完全燃燒。然而,在微進(jìn)氣管道中,燃燒發(fā)生在氧氣不足的情況下,導(dǎo)致大炭黑顆粒的形成。由于這些原因,形成了較大的粒徑分布范圍,以粗顆粒為主。由于圓盤和排氣罩之間形成的顆粒中只有很小一部分與空氣中的氧氣接觸,所以炭黑只有少量的表面氧化物,相應(yīng)的pH值為中性,揮發(fā)性物質(zhì)也很少。
2)氣黑的生產(chǎn)過程
氣黑的名稱來源于碳?xì)浠衔镌诩訜釙r(shí)被蒸發(fā),然后由自發(fā)氣體(能量)作為載體帶到燃燒器的過程。炭黑是由這些蝙蝠形狀的燃燒器發(fā)出的巨大的風(fēng)扇火焰形成的。由于每個(gè)火焰都很小,在空氣中燃燒,炭黑的形成方式與燈黑的生產(chǎn)過程(不完全燃燒)非常不同。其中炭黑的顆粒非常細(xì)小,根據(jù)不同類型,平均顆粒尺寸在10~30nm之間,氣黑的平均顆粒尺寸為13nm。在燃燒的火焰上是一個(gè)緩慢旋轉(zhuǎn)的充滿水的圓筒,上面沉積著炭黑。刮除炭黑時(shí),在溫度仍較高時(shí),新的炭黑與空氣中的氧氣接觸,發(fā)生部分氧化,形成大量的酸性基團(tuán),氣黑相應(yīng)的pH值在酸性范圍內(nèi)??傻玫郊s6%的揮發(fā)物,代表表面氧化物含量。
3)槽黑的生產(chǎn)工藝
本生產(chǎn)工藝以天然氣為原料,槽黑的工藝類似于燃?xì)夂谏a(chǎn)工藝中的燃?xì)馊紵に?。天然氣燃燒時(shí)發(fā)出許多扇形火焰,得到的產(chǎn)品與氣黑相似,但不同的是這里使用的是平面水冷u型槽作為炭黑沉積槽。由于生態(tài)和經(jīng)濟(jì)原因,這種方法多年前就停止使用了。生產(chǎn)氣炭黑不會(huì)影響生態(tài)環(huán)境,這種氣炭黑工藝目前仍在使用。
4)爐黑生產(chǎn)工藝
氣黑是在開放的氣氛下產(chǎn)生的,但爐黑是在封閉的爐內(nèi)缺氧條件下產(chǎn)生的。使用的不是許多束小火,而是一團(tuán)大火焰,使用石油作為原料,并加入可燃?xì)怏w,使其在爐中達(dá)到所需的溫度。通過改變爐黑的生產(chǎn)條件,可獲得顏料黑。
炭黑廠家提出因?yàn)闋t黑幾乎是在大氣壓力和空氣條件不足的情況下生產(chǎn)的。因此,它們大多數(shù)缺乏酸性的表面氧化物,而發(fā)現(xiàn)了前面提到的呈堿性反應(yīng)的吡喃酮結(jié)構(gòu)。關(guān)于爐黑的堿性pH值,是因?yàn)樵诮K止炭黑生成時(shí)噴射淬化冷水中加入堿土,以及為降低結(jié)構(gòu)而添加的堿性鹽。另外,如果此爐黑不再進(jìn)行氧化后處理,則其揮發(fā)份含量較低。