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炭黑的（一般信息，物理和化学特性，生产）
Release Time：2021-07-08炭黑的一般信息
炭黑 [CAS NO. 1333-86-4]实际上是胶体颗粒形式的纯元素碳，由气态或液态烃在受控条件下不完全燃烧或热分解产生。其物理外观为黑色、细碎的颗粒或粉末。炭黑在轮胎、橡胶和塑料制品、印刷油墨和涂料中的应用与比表面积、粒径和结构、导电性和颜色等性能有关。按年吨位计算，炭黑也是全球生产的前 50 种工业化学品。目前全球产量约为每年 180 亿磅 [810 万公吨]。大约 90% 的炭黑用于橡胶应用，9% 用作颜料，其余 1% 作为数百种不同应用的基本成分。
现代炭黑产品是 3500 多年前中国人首先生产的早期“灯黑”的直接后代。这些早期的灯黑纯度不高，化学成分与当前的炭黑有很大不同。自 1970 年代中期以来，大多数炭黑都是通过油炉工艺生产的，这通常被称为炉黑。
炭黑的物理和化学特性
炭黑不是煤烟或黑碳，这是两个最常见的通用术语，适用于含碳材料（如油、燃料油或汽油）不完全燃烧产生的各种不需要的含碳副产品，煤、纸、橡胶、塑料和废料。烟尘和炭黑还含有大量的二氯甲烷和甲苯萃取物，灰分含量可达 50% 或更多。炭黑在化学和物理上与煤烟和炭黑不同，大多数类型的碳元素含量超过 97%，呈腺泡状（葡萄状簇状）颗粒排列。相反，根据颗粒的来源和特性（形状、尺寸和异质性），通常不到 60% 的碳烟或黑碳的总颗粒质量由碳组成。对于商业炭黑，多环芳烃 (PAH) 等有机污染物只能在非常严格的实验室分析程序（使用有机溶剂和高温索氏提取）下提取。这些提取物虽然可能与来自煤烟的提取物相似，但它们是独一无二的，因为炭黑提取物的含量极少。水和体液不能有效去除炭黑表面的多环芳烃，因此，它们不被认为是生物可利用的。经常与炭黑混淆的另外两种商业含碳产品是活性炭和骨黑。每一种都采用不同于商业炭黑的工艺生产，并具有独特的物理和化学特性。
炭黑的生产
两种炭黑制造工艺(炉黑和热黑)几乎生产了世界上所有的炭黑，炉黑工艺是最常见的。
炉黑法以重芳烃油为原料。生产炉使用一个封闭的反应器，在精心控制的条件下(主要是温度和压力)雾化原料油。将初级原料引入热气体流(通过燃烧二次原料，如天然气或石油来实现)，在那里原料汽化，然后在气相中热解，形成微小的碳颗粒。在大多数炉式反应器中，反应速率由蒸汽或水喷雾控制。所产生的炭黑通过反应器输送，冷却，并在连续过程中收集到袋式过滤器中。残留气体，或尾气，从一个炉反应器包括各种气体，如一氧化碳和氢气。大多数炉黑厂使用一部分剩余气体来产生热量、蒸汽或电力。
热黑工艺使用天然气作为原料，主要由甲烷或重芳烃油组成。该过程使用一对炉，预热和炭黑生产之间大约每5分钟交替一次。天然气被注入内衬耐火材料的热炉中，在没有空气的情况下，耐火材料产生的热量将天然气分解为炭黑和氢气。气溶胶物质流用喷雾水淬灭，并在布袋室中过滤。出料后的炭黑可进行进一步处理，除去杂质，制粒，筛分，包装装运。氢气废气在空气中燃烧，预热第二个炉。
