[科普中國]-炭黑造粒

炭黑造?？梢苑譃樵亢谠炝：蜔峤馓亢谠炝?，一方面是針對粉狀炭黑容易污染環(huán)境，另一方面是針對客戶對炭黑形態(tài)的要求。

目前原生炭黑造粒技術已經很普遍，但是對于熱解炭黑造粒技術的研究還在進一步的探究中，目前國內已有公司擁有這項技術。

簡介炭黑造粒（pelletization of carbon black）將流動性差、易飛揚的粉裝炭黑在造粒機內，依靠其連續(xù)的回轉，使之成為顆粒狀的過程。造粒后炭黑便于運輸和使用，同時也減少了對作業(yè)環(huán)境的污染。炭黑造粒分濕法造粒和干法造粒兩種。

從收集系統(tǒng)分離出來的炭黑是疏松的粉末，視比重僅0.03-0.1克/毫升。為了便于運輸和使用，減少作業(yè)環(huán)境的污染，除少量特殊用途外，必須把炭黑造粒。經造粒后的炭黑，視比重通常為0.3-0.5克/毫升。

炭黑物化性質炭黑的物化性質，特別是結構性和表面性質直接影響造粒過程的難易。一般說來，高結構品種，由于其鏈枝結構比較發(fā)達，在造粒過程中，容易互相“鉤住”，妨礙粉末粒子間的彼此接近，從而影響造粒過程。若炭黑表面含氧官能團較多，其吸濕性較強。這時，在水分子的氫鍵作用下，使炭黑粉末互相接近而造粒。因此，槽法炭黑由于結構低、表面揮發(fā)分高而比爐法炭黑容易造粒。炭黑的性質，特別是結構性對于法造粒過程的影響較大，而對濕法造粒的影響則不甚明顯。1

干法造粒干法造粒過程，一般釆用轉鼓式造粒機。粉狀炭黑在造粒機中自由滾動、互相碰撞，在分子間力(范德華力)的作用下形成球狀顆粒。干法造粒過程，通常分為壓實，形成核心和核心長大三個階段。炭黑在造粒機中的造粒過程如下圖所示。

當造粒機轉動時，炭黑床層隨著傾斜到一定角度，當傾斜角超過30°(即炭黑的安息角)后，所示BB'C平面中的炭黑靠自身重力撒落到平面AA'C中，使炭黑床面又恢復到原來的位置。隨著 ，轉鼓的連續(xù)運轉，炭黑床面不斷地重復這個過程，使炭黑造粒。實驗表明，轉鼓轉速、炭黑床層厚度和母?；亓髁烤绊戇^程的效率。

在一定范圍內，提高轉鼓轉速，會提高造粒效率。但是，轉鼓轉速不能過高。因為隨著轉速的增加，炭黑所受到的離心力也增大。當離心力等于或超過炭黑自身重力的話，炭黑則附著于轉鼓壁上，造粒過程就停止。2

濕法造粒濕法造粒過程，是把粉狀炭黑和適量的水在造粒機中混合，攪拌成球狀顆粒，濕粒子再經干燥除去水分成合格產品。濕法造粒過程受炭黑結構性的影響較小，粒子堅牢度高。還可以在造粒水中加入某些處理劑或在干燥過程中對炭黑進行改性處理。如代槽爐黑，就是由低結構中超耐磨爐黑在濕法造粒時于造粒水中添加4%的硝酸而制得的產品。

濕法造粒過程的工藝流程如下圖所示。

主要設備是攪齒式造粒機和轉鼓式干燥機。濕法造粒過程，通常分為脫氣、潤濕，造粒和密實四個階段。造粒作用主要發(fā)生在造粒機內壁周邊，借助于攪齒尖施加給濕炭黑的機械力，使炭黑造粒。2

本詞條內容貢獻者為:

張靜 - 副教授 - 西南大學