碳黑

　　碳黑（carbon black），又名炭黑，是一种无定形碳。轻、松而极细的黑色粉末，表面积非常大，范围从10~3000m2/g，是含碳物质（煤、天然气、重油、燃料油等）在空气不足的条件下经不完全燃烧或受热分解而得的产物。比重1.8-2.1。由天然气制成的称“气黑”，由油类制成的称“灯黑”，由乙炔制成的称“乙炔黑”。此外还有“槽黑”、“炉黑”。按碳黑性能区分有“补强碳黑”、“导电碳黑”、“耐磨碳黑”等。可作黑色染料，用于制造中国墨、油墨、油漆等，也用于做橡胶的补强剂。
　　碳黑生产方法
　　由天然气或高芳烃油料在反应炉中经不完全燃烧或热解生成碳黑，此种碳黑称为炉黑，是碳黑品种中产量大、品种多的一类。炉黑与槽黑及热裂黑的显著区别是，其粒子的熔结或聚结程度可根据不同用途来调节。所以，同一粒径范围的炉黑，又分为若干不同结构的衍生品种。另外，炉黑的含氧量通常比槽黑低（少于1%），表面呈中性或弱碱性。炉黑生产的特点是，燃料在反应炉中燃烧，提供原料裂解所需的热量。燃烧和裂解过程同时发生。根据所用原料形态的不同，炉黑生产可分为气炉法和油炉法两种。气炉法所用原料和燃料均是天然气。油炉法的燃料可以是天然气、焦炉气，也可以是液态烃，原料则选用高芳烃油料，如乙烯焦油和蒽油等。在炉黑生产工艺流程（见图）中，反应炉是核心设备。生产不同品种的炉黑需采用不同结构尺寸的反应炉。空气和燃料在反应炉中燃烧，原料经雾化后喷入燃烧的火焰中，经高温热解生成碳黑。碳黑悬浮于燃余气中形成烟气。烟气经急冷后送空气预热器、油预热器进一步降温，送入袋滤器，分离出的碳黑送到造粒机中造粒，然后在干燥机中干燥。
　　以天然气为主要原料，以槽钢为火焰接触面而生产碳黑，此种碳黑称为槽黑。与炉黑及热裂黑相比，其粒子较细而比表面积较大。同时，由于采用特定的生产方式，其表面受到氧化，含有较多的含氧官能团而呈酸性。这类碳黑粒子的聚结程度较低。因含有较多的含氧官能团，可延缓橡胶的硫化速度，提高聚烯烃的耐候性以及赋予油墨良好的流动性和印刷性能。
　　热裂法
　　以天然气、焦炉气或重质液态烃为原料，在无氧、无焰的情况下，经高温热解生成碳黑，称为热裂黑。它是碳黑品种中比表面积低的一类，基本上以单个球形粒子存在，不熔结或聚结成聚集体，其表面含氧量亦很少（0.1%～0.3%）。热裂黑主要有三个品种：中热裂黑、不污染的中热裂黑和细热裂黑。中热裂黑的氮吸附比表面积为6～10m2/g，细热裂黑则为10～15m2g。