炭黑

炭黑（Carbon black）又称乌烟、烟黑。化学式C。相对分子质量12.01。

1．产品性能

黑色粉状物。比表面积130一160m² /g。吸油量0.95一1.25mL/g。炭黑是一种粒子最细、遮盖力和着色力最好的颜料。相对密度1.8-2.1。耐热、耐碱、耐酸，对化学药品稳定。

2．生产方法

炭黑的生产一般采用固体、液体或气体的碳氢化合物为原料，供以适量空气，在约1200℃下，进行不完全燃烧，裂解而制得。目前工业上一般以萘、乙炔、石油、动物油、植物油和天然气等作为原料。

(1)天然气槽法以天然气为原料，用铁管送入燃烧室，燃烧室的形状长而矮，系用铁板制成，室内有若干个燃烧嘴。天然气以适当压力，由燃嘴喷出，在空气不足的情况下燃烧，即生成光亮而有黑烟的火焰，使之冲至槽铁的下方，此时燃烧的温度自1000℃以上降至500℃左右，炭黑堆积于此，槽铁可向前后移动，生成的炭黑用固定的刮刀刮入漏斗，送至中央包装室处理。此种炭黑质地松软，加以筛选，除去粒子和垢片后，送入磨粉机研磨，使粗细更为均匀，但体质仍极轻而松胀，应予震动使稍结实，然后向炭黑中加入少量水分，使成浆状，并用小的旋转针头，在其中旋转，使成极微小的丸粒，经干燥后即为成品。

(2)喷雾法以页岩原油为原料，经预热喷入反应炉，与空气在炉内不完全燃烧，热分解为炭黑烟气。经冷却、分离、收集、风选、压缩而制得产品。空气与原料的配方为3.1-3.3m³ /kg原料，反应炉温为1000℃左右，炭黑在高温区的停留时间为4-5s。

(3)油炉法以重油、渣油为原料，配以一定量空气（(3.0-3.3m³/kg重油）送入反应炉内，在1100℃左右进行不完全燃烧、裂解即产生炭黑。经急冷、收集、造粒等工序加工为成品。

(4）燃烧裂解法以防腐油、蔥油或二蔥油配入一定量的乙烯焦油为原料，经脱水、预热、水雾喷射到反应炉内，同时通入一定比例的煤气和空气，在1600℃左右进行不完全燃烧，再经裂解、冷却、分离收集、造粒、筛选、磁选后而得。

(5)滚筒法以蔥油或防腐油为原料，气化后同预热过的煤气混合，经小孔喷出，在火房内同空气接触进行不完全燃烧，裂解。部分炭黑在滚筒表面上收集，另一部分炭黑在燃余气中，经冷却、收集、输送、成粒等工序加工为成品。

(6)炉法炉法基本制造过程是将原料油（或气）和一定量的空气混合，通入密闭炉中进行燃烧裂解，生成的炭黑浮在燃余气中，经冷却后收集。以煤焦油系统或石油重油系统的油类为原料的称为油炉法；以天然气、油田气为原料的称为气炉法；原料以油为主，混以部分天然气或焦炉煤气的称为油气炉法。用不同原料、不同空气与原料配方、不同炉体结构及不同操作条件则生产不同品种炭黑。

一般以重油为主要原料、配入一定量的页岩油，经预热喷入反射炉，并与预热后的空气在炉内进行不完全燃烧，热分解为炭黑烟气，经冷却分离收集、造粒、筛洗、磁洗而得。

3．产品标准（GB 3778)

(1)产品标准

(2)比表面积测定

①原理。炭黑在CTAB水溶液中的吸附等温线具一个较长的单分子覆盖层的平段，通过机械振荡的方法使吸附很快地达到平衡，用超滤法（微孔滤膜过滤）滤除胶溶炭黑，然后用十二烷基硫酸钠滴定，以二氯荧光黄作为指示剂，测定未被吸附的CTAB量。

②试剂。十二烷基三甲基溴化铵(CTAB)；十二烷基硫酸钠（SDS)；二氯荧光黄指示剂。

③测定。取适量的炭黑试样放在（105±2)℃恒温干燥箱中干燥1h，将其取出后，放入干燥器中冷却至室温。称取干燥后的适量炭黑试样放入洁净干燥的150mL三角瓶中，同时加入30mL CTAB溶液，盖好瓶塞后，将其放在振荡机上振荡40min，倒入砂芯过滤器（微孔滤膜）中，真空抽滤，重复两次，收集滤液摇匀，用吸管吸取10mL CTAB滤液放入150mL三角烧瓶中，加入6滴二氯荧光黄指示剂后，用十二烷基硫酸钠滴定，使溶液由开始阶段的微黄指示剂转为粉红色，随着滴定的进行，粉红色逐渐消失而趋于橙红变到橙黄，最后变为黄色。这时要一滴一滴地加入滴定液进行滴定，并要激烈地摇动，直到混合物中出现明显的絮状聚沉物即为终点，记录滴定所消耗的十二烷基硫酸钠。

样品称量

④计算。炭黑CTAB比表面积

式中，V一滴定l0mL CTAB滤液消耗的滴定液体积，mL;

V_o—实验校正系数，为47.77;

M—试样质量，g;

α—实验校正系数，为2.0268。

4．产品用途

涂料工业用于制造黑色油漆，橡胶工业用作补强剂和着色剂，文教和轻工业等行业用于生产中国墨、油墨、皮革涂饰剂等。