詳(xiang)細(xi)介(jie)紹炭黑(hei)生(sheng)產(chan)工藝

生產顏料炭黑(hei)的原料是石(shi)油產品(pin)和瀝青煤(mei)焦(jiao)油(you)產(chan)品(pin)。通過烴類在高溫(wen)下不*燃燒(shao)或熱解而成。
 
1、燈黑(hei)生(sheng)產(chan)工藝
 
歷*zui早的炭黑(hei)生(sheng)產(chan)法(fa)是燈黑(hei)生(sheng)產(chan)工藝，在該工藝過(guo)程(cheng)中(zhong)，原料(liao)在直徑(jing)大至(zhi)1.5m的平坦的燃燒(shao)鐵盤(pan)上燃燒(shao)，含有(you)炭黑(hei)的燃燒(shao)氣體由(you)內(nei)鋪有(you)磚塊的排氣罩收(shou)集，然後(hou)通(tong)過(guo)彎管（彎(wan)折1/4）和通火(huo)管到達沈積的裝置。為了控(kong)制(zhi)所產(chan)炭黑(hei)的特(te)性(xing)，應(ying)當保證(zheng)在燃燒(shao)盤(pan)和排氣罩(zhao)之(zhi)間(jian)的間隙(xi)附(fu)近，原料(liao)主要(yao)作(zuo)不(bu)*燃燒(shao)。而在稍進(jin)管道(dao)裏面，燃燒(shao)在氧(yang)氣(qi)不(bu)足(zu)下發生熱烈解(jie)，因(yin)而形(xing)成較(jiao)大的炭黑(hei)顆(ke)粒(li)，由(you)於這(zhe)些(xie)原(yuan)因，組(zu)成較(jiao)寬範圍(wei)的粒(li)徑(jing)分(fen)布(bu)，主要(yao)特(te)征(zheng)為顆(ke)粒(li)粗大(da)。由(you)於在燃燒(shao)盤(pan)和排氣罩(zhao)間(jian)隙(xi)間(jian)形(xing)成的顆粒(li)只(zhi)有(you)小(xiao)部分(fen)能與空氣中(zhong)的氧(yang)份接觸(chu)，因(yin)此這(zhe)些(xie)炭黑(hei)只(zhi)有(you)少量(liang)的表(biao)面氧(yang)化(hua)物，相(xiang)應(ying)的PH值呈中(zhong)性(xing)，並且(qie)揮(hui)發份極(ji)少。
 
2、 氣黑(hei)的生產工藝
 
氣(qi)黑(hei)此(ci)名(ming)稱(cheng)源(yuan)於其(qi)生(sheng)產(chan)過程(cheng)：原(yuan)料烴加熱時先(xian)氣(qi)化(hua)，然後(hou)由(you)可(ke)自燃的氣體（供以能量(liang)）作(zuo)為載體帶(dai)到燃燒(shao)器(qi)內(nei)，炭黑(hei)在這些(xie)蝙(bian)蝠形(xing)的燃燒(shao)器(qi)所發(fa)出(chu)的大量(liang)扇形(xing)的火(huo)焰中(zhong)生成。由(you)於每(mei)束(shu)火(huo)焰都(dou)較(jiao)小(xiao)且(qie)在空氣(qi)中(zhong)燃燒(shao)，炭黑(hei)的形(xing)成，與(yu)燈黑(hei)生(sheng)產(chan)工藝很(hen)不同(tong)（不*燃燒(shao)）。在此炭黑(hei)顆(ke)粒(li)很(hen)細(xi)，根(gen)據(ju)不同(tong)種類，平均(jun)粒(li)徑(jing)在10~30nm之間(jian)，氣黑(hei)平均(jun)粒(li)徑(jing)為13nm。燃燒(shao)的火(huo)焰上(shang)，是(shi)壹個緩(huan)慢(man)旋轉的充水轉鼓(gu)，炭黑(hei)在轉鼓(gu)上沈(chen)積，在經(jing)刮到把炭黑(hei)刮走(zou)，當溫度(du)仍(reng)高時(shi)，新生成炭黑(hei)與(yu)空(kong)氣(qi)中(zhong)的氧(yang)接觸(chu)，於(yu)是發(fa)生(sheng)部(bu)分(fen)氧(yang)化(hua)，形(xing)成了大量(liang)的酸(suan)性(xing)基團(tuan)，相(xiang)應(ying)氣黑(hei)PH值(zhi)介(jie)於(yu)酸(suan)性(xing)範圍(wei)。並可(ke)得到約6%的揮(hui)發份，代表(biao)其表(biao)面氧(yang)化(hua)物含(han)量(liang)。
 
3、槽(cao)黑(hei)的生產工藝
 
這(zhe)種(zhong)生產工藝以天(tian)然氣(qi)作(zuo)原(yuan)料(liao)，槽(cao)黑(hei)的工藝與(yu)氣(qi)黑(hei)生(sheng)產(chan)工藝的氣體燃燒(shao)過程(cheng)相(xiang)似，天然(ran)氣(qi)燃燒(shao)，發出(chu)許(xu)多扇形(xing)火(huo)焰，得(de)到的產品與氣(qi)黑(hei)類似，而不(bu)同(tong)的是這裏采用了平坦的水冷U形(xing)槽(cao)作(zuo)為炭黑(hei)的沈積槽(cao)。由(you)於生(sheng)態和經(jing)濟(ji)原因(yin)，許(xu)多年(nian)前(qian)就(jiu)停(ting)止了這種(zhong)方(fang)法(fa)的使用。而氣(qi)黑(hei)的生產不會(hui)對(dui)生(sheng)態環(huan)境(jing)造成影(ying)響，而此(ci)氣法(fa)炭黑(hei)工藝仍(reng)在運(yun)用。
 
4、爐黑(hei)生(sheng)產(chan)工藝
 
氣(qi)黑(hei)是(shi)在開放(fang)大氣中(zhong)生產(chan)的，但爐黑(hei)生(sheng)產(chan)工藝則(ze)是(shi)在缺氧(yang)條件(jian)下(xia)的密閉爐中(zhong)進行的。使用的不是許(xu)多束(shu)小(xiao)火(huo)，而是(shi)壹團(tuan)大(da)火(huo)焰，以油(you)類作(zuo)原(yuan)料(liao)，並加入可(ke)燃氣體使(shi)之達(da)到爐內(nei)所需溫(wen)度(du)。而改(gai)變(bian)爐黑(hei)生(sheng)產(chan)工藝條件(jian)，可(ke)得到所需要(yao)之(zhi)顏料黑(hei)。比(bi)如(ru)：不(bu)同(tong)條件(jian)下(xia)，炭黑(hei)可(ke)達到廣(guang)闊(kuo)的平均(jun)粒(li)徑(jing)範圍(wei)，從(cong)80nm到小(xiao)至15nmj，更(geng)直(zhi)到細(xi)小(xiao)至氣黑(hei)那(na)樣小(xiao)的顆粒(li)。但對(dui)於(yu)同(tong)壹粒(li)徑(jing)，氣黑(hei)和爐黑(hei)還是(shi)有(you)區(qu)別(bie)的，主要(yao)是(shi)表(biao)面化(hua)學不同(tong)。爐黑(hei)產(chan)品(pin)較(jiao)為粗糙(cao)，平均(jun)粒(li)徑(jing)為40nm。此(ci)外，當采用爐黑(hei)生(sheng)產(chan)工藝時(shi)，可(ke)加入少量(liang)的堿性(xing)化(hua)合物(wu)或(huo)其(qi)它添(tian)加劑(ji)以改(gai)變(bian)聚集體的聚集度和類型(xing)，由(you)此可(ke)得到高結(jie)構或低(di)結構的炭黑(hei)。
 
由(you)於爐黑(hei)是(shi)在幾乎(hu)低於(yu)大氣壓及(ji)空氣(qi)不(bu)足條件(jian)下(xia)生產出來的。所以它們(men)大(da)部分(fen)缺(que)乏酸(suan)性(xing)表(biao)面氧(yang)化(hua)物，然(ran)而卻(que)發現(xian)了其面所提(ti)到的呈堿(jian)性(xing)反應(ying)的吡喃酮(tong)結(jie)構。關於(yu)爐黑(hei)的堿性(xing)PH值，是(shi)因為在終(zhong)止炭黑(hei)生(sheng)成時(shi)噴射(she)淬化(hua)冷水中(zhong)加入堿(jian)土，以及(ji)為降(jiang)低(di)結構而添(tian)加的堿性(xing)鹽。另(ling)外，如(ru)果(guo)此爐黑(hei)不(bu)再進行氧(yang)化(hua)後處理，則其揮(hui)發份含(han)量(liang)較(jiao)低(di)。