炭黑是一種重要的工業(yè)原料，廣泛應用于橡膠、塑料、油墨等領域。它的生產工藝多樣，主要包括爐法、槽法、噴霧法、燈煙法、輥法、混氣法、熱裂解法、乙炔法和等離子體法等。根據(jù)生產方式的不同，這些工藝可以分為不完全燃燒法和熱裂解法兩大類。以下是幾種常見的炭黑生產工藝的詳細介紹。

1. 爐法炭黑

爐法炭黑是通過在反應爐內將天然氣或高芳烴油進行不完全燃燒或熱解而生成的。這種方法生產的炭黑被稱為爐黑，是目前產量最大、品種最豐富的炭黑類型。爐法炭黑的顯著特點是顆粒的熔融或聚并程度可以根據(jù)不同的應用需求進行調節(jié)。以卡博特公司為例，其生產炭黑的工藝就屬于加熱爐工藝。

所用生產原料：爐炭黑以油為主要原料，在缺氧條件下于密閉爐內進行高溫燃燒，過程中還會加入可燃氣體以達到爐內所需溫度。

2. 槽法炭黑

槽法炭黑主要是以天然氣為原料，通過在槽鋼上燃燒產生炭黑。與爐黑和熱裂解黑相比，槽法炭黑的顆粒更為細小，比表面積更大。同時，由于其特殊的生產工藝，炭黑表面含有較多的氧化物官能團，呈現(xiàn)酸性。這種炭黑的顆粒聚并程度較低，因含氧官能團豐富，在橡膠中可以延緩硫化速度，并提高聚烯烴的耐候性，此外在油墨中還可以賦予優(yōu)良的流動性和印刷性能。

所用生產原料：槽法炭黑以天然氣為原料，工藝過程類似于氣體制黑，但不同的是，槽法使用了一個扁平的水冷U形槽作為炭黑的沉積槽。

3. 乙炔法炭黑

乙炔法炭黑是通過乙炔的熱分解生成的炭黑。這種炭黑具有獨特的結構，粒徑小，且表面積大。由于其高純度和獨特的結構，乙炔法炭黑廣泛應用于導電材料、電子產品及特種橡膠中。

所用生產原料：乙炔法炭黑以乙炔氣體為原料，在無氧條件下高溫熱解生成炭黑。這種工藝生產出的炭黑純度高，粒徑細小，適用于對性能要求較高的特殊工業(yè)領域。

4. 氣法炭黑

氣法炭黑是通過天然氣在空氣中不完全燃燒生成的。這種炭黑具有良好的著色力和分散性，廣泛用于高質量的油墨、涂料和塑料著色中。氣法炭黑顆粒均勻，且表面性質可以通過調節(jié)生產條件進行控制。

所用生產原料：氣法炭黑以天然氣為主要原料，通過控制空氣供給和燃燒溫度，得到不同性能的炭黑產品。

5. 燈煙法炭黑

燈法炭黑通過讓碳氫化合物在缺氧條件下燃燒，燃燒后的炭煙通過收集裝置沉積而成。這種炭黑粒徑小，分散性好，主要用于油墨和高檔涂料的生產。

所用生產原料：燈煙法炭黑生產中，原料放置在直徑大達1.5米的扁平燃燒鐵板上燃燒，炭黑隨燃燒氣體被排煙罩收集，經過彎頭和消防管道輸送到沉積裝置中，最終收集成品炭黑。

6. 熱裂解法炭黑

熱裂解法炭黑是通過對天然氣、焦爐煤氣或重質液態(tài)烴進行無氧無焰高溫熱解而生成的。這種炭黑的比表面積最低，基本上是以單個球形顆粒存在，不熔融或聚并成團聚體，表面氧含量也很少。

所用生產原料：熱裂解法炭黑以天然氣、焦爐煤氣或重質液態(tài)烴為原料，在無氧條件下進行高溫熱解，生成粒徑大、比表面積低的炭黑。

結語

不同的炭黑生產工藝適用于不同的應用領域，根據(jù)產品需求選擇適當?shù)墓に嚳梢詢?yōu)化炭黑的性能和品質。在實際生產中，選擇適合的工藝不僅能提高生產效率，還能確保產品質量的穩(wěn)定性和一致性。