炭黑造粒学术资讯 - 科技工作者之家

炭黑造粒可以分为原生炭黑造粒和热解炭黑造粒，一方面是针对粉状炭黑容易污染环境，另一方面是针对客户对炭黑形态的要求。

目前原生炭黑造粒技术已经很普遍，但是对于热解炭黑造粒技术的研究还在进一步的探究中，目前国内已有公司拥有这项技术。

简介炭黑造粒（pelletization of carbon black）将流动性差、易飞扬的粉装炭黑在造粒机内，依靠其连续的回转，使之成为颗粒状的过程。造粒后炭黑便于运输和使用，同时也减少了对作业环境的污染。炭黑造粒分湿法造粒和干法造粒两种。

从收集系统分离出来的炭黑是疏松的粉末，视比重仅0.03-0.1克/毫升。为了便于运输和使用，减少作业环境的污染，除少量特殊用途外，必须把炭黑造粒。经造粒后的炭黑，视比重通常为0.3-0.5克/毫升。

炭黑物化性质炭黑的物化性质，特别是结构性和表面性质直接影响造粒过程的难易。一般说来，高结构品种，由于其链枝结构比较发达，在造粒过程中，容易互相“钩住”，妨碍粉末粒子间的彼此接近，从而影响造粒过程。若炭黑表面含氧官能团较多，其吸湿性较强。这时，在水分子的氢键作用下，使炭黑粉末互相接近而造粒。因此，槽法炭黑由于结构低、表面挥发分高而比炉法炭黑容易造粒。炭黑的性质，特别是结构性对于法造粒过程的影响较大，而对湿法造粒的影响则不甚明显。1

干法造粒干法造粒过程，一般釆用转鼓式造粒机。粉状炭黑在造粒机中自由滚动、互相碰撞，在分子间力(范德华力)的作用下形成球状颗粒。干法造粒过程，通常分为压实，形成核心和核心长大三个阶段。炭黑在造粒机中的造粒过程如下图所示。

当造粒机转动时，炭黑床层随着倾斜到一定角度，当倾斜角超过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，使炭黑床面又恢复到原来的位置。随着，转鼓的连续运转，炭黑床面不断地重复这个过程，使炭黑造粒。实验表明，转鼓转速、炭黑床层厚度和母粒回流量均影响过程的效率。

在一定范围内，提高转鼓转速，会提高造粒效率。但是，转鼓转速不能过高。因为随着转速的增加，炭黑所受到的离心力也增大。当离心力等于或超过炭黑自身重力的话，炭黑则附着于转鼓壁上，造粒过程就停止。2

湿法造粒湿法造粒过程，是把粉状炭黑和适量的水在造粒机中混合，搅拌成球状颗粒，湿粒子再经干燥除去水分成合格产品。湿法造粒过程受炭黑结构性的影响较小，粒子坚牢度高。还可以在造粒水中加入某些处理剂或在干燥过程中对炭黑进行改性处理。如代槽炉黑，就是由低结构中超耐磨炉黑在湿法造粒时于造粒水中添加4%的硝酸而制得的产品。

湿法造粒过程的工艺流程如下图所示。