張海達(dá)1 ，王智博2(1：自貢海仕達(dá)科貿(mào)有限公司，四川 自貢 643000;2：撫順振興化工工程設(shè)計(jì)有限公司，遼寧 撫順 113006)

　　摘? 要：本文介紹了爐法色素炭黑的爐型、用途、品種和分析項(xiàng)目，分享了提高爐法色素炭黑品質(zhì)的經(jīng)驗(yàn)和方法。

關(guān)鍵詞：色素炭黑;甲苯透光率;黑度;著色力;多環(huán)芳烴;重金屬

　　1? 前? 言

爐法色素炭黑應(yīng)用于油墨、涂料、塑料、皮革 和化纖等行業(yè)，是用途最廣泛的基礎(chǔ)黑色化工原 材料，與人們的生活息息相關(guān)。

色素炭黑分為接觸法和爐法色素炭黑兩大 類。接觸法炭黑如天然氣槽法炭黑是爐法炭黑誕 生之前就有的炭黑品種，原料為氣態(tài)烴，如天然 氣、混氣(所謂混氣即以煤氣或氫氣為載體，在氣 化釜內(nèi)與液態(tài)烴如蒽油加熱氣化的部分混合在一 起形成的原料氣)。爐法色素炭黑是色素炭黑中 品種最多、用量最大的色素炭黑，分為高、中、普 通(或低)色素炭黑，以液態(tài)烴為原料生產(chǎn)的，如 煤焦油、乙烯焦油、蒽油或其混合油。本文主要就 爐法色素炭黑的有關(guān)問題進(jìn)行探討。

2? 爐法色素炭黑的現(xiàn)狀

爐法色素炭黑屬于特種炭黑，目前的產(chǎn)業(yè)政 策對其規(guī)模和造粒方式?jīng)]有限制。 國內(nèi)爐法色素炭黑的反應(yīng)爐仍為常稱的“三 段式反應(yīng)爐”，即燃燒段、喉管段和反應(yīng)冷卻段， 見圖 1。

使用的燃料有天然氣、煤氣和燃料油，根據(jù)可 利用的資源情況及價(jià)格確定。因?yàn)楣芫W(wǎng)天然氣熱 值高并且較穩(wěn)定、燃燒不易結(jié)焦是最好的燃料。使 用的原料油有煤焦油、蒽油、乙烯焦油或其混合 油，多采用蒽油。添加劑多采用碳酸鉀，急冷水有 使用自來水、軟水和純凈水，依炭黑灰分要求高低 而定。

爐法色素炭黑有干法和濕法兩種造粒方式。 高、中、低色素炭黑干法都有生產(chǎn)，干法造粒炭黑 容易分散。高色素和中色素炭黑因市場小和分散 要求高多采用干法造粒，應(yīng)下游用戶的要求，高色 素炭黑不造粒直接包裝原生粉的情況增多。濕法 造粒一般適用于低色素炭黑，低色素炭黑是用量 最大的，物理化學(xué)指標(biāo)近似于橡膠用炭黑如N330、 N220、N326和N219等，也可以說大量的低色素炭 黑被這 4 款橡膠用炭黑替代了。

爐法色素炭黑的工藝流程見圖2。流程中有高 溫空氣預(yù)熱器，多采用800℃級，干法生產(chǎn)線在線 余熱鍋爐采用的不多，安裝在高色素和中色素炭 黑生產(chǎn)線上的余熱鍋爐產(chǎn)汽量效果較好，低色素 炭黑生產(chǎn)線上安裝余熱鍋爐幾乎不產(chǎn)汽，并且容 易堵管影響正常生產(chǎn)，不建議納入流程。風(fēng)送系 統(tǒng)采用熱風(fēng)輸送居多，都有微米粉碎機(jī)，采用分級 磨的生產(chǎn)線不多。對于造粒炭黑，包裝機(jī)有噸袋 包裝機(jī)和小袋包裝機(jī)如 20kg 裝，干法造粒炭黑因 含粉相對較多，不適合氣流填充式包裝機(jī)，多采用 螺桿送料包裝機(jī)，原生粉采用真空包裝機(jī)。

　　3? 色素炭黑標(biāo)準(zhǔn)及建議

色素炭黑質(zhì)量指標(biāo)執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T7044- 2013，這是最新標(biāo)準(zhǔn)，在這之前被淘汰的標(biāo)準(zhǔn)版本 有 GB/T7044-1986，GB/T7044-1996 和 GB/T7044- 2003。

現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T7044-2013 對色素炭黑的 分類見表 1[1]，色素炭黑的技術(shù)指標(biāo)見表 2[1]。

根據(jù)表1，無論是接觸法或爐法色素炭黑按黑 度和粒徑分為高(H)、中(M)、普通(R)色素 三大類。

根據(jù)表2，無論是接觸法或爐法色素炭黑的技 術(shù)指標(biāo)共11項(xiàng)，包括黑度(反射率)、著色力、吸油 值、加熱減量、揮發(fā)分、灰分、流動度(35℃)、 pH 值、總比表面積、45μm 篩余物和雜質(zhì)。接觸 法色素炭黑有 5 個(gè)品種，即 C111、C121、C311、 C321、C611;爐法色素炭黑有6個(gè)品種，即F111、 F121、F311、F315、F615、F625。其中各有2個(gè)后 處理品種(比如臭氧氧化處理)，包括C121、C321、 F121、F625。

由于爐法色素炭黑是用途最廣泛的特種炭 黑，現(xiàn)有國標(biāo)中的6個(gè)品種和11項(xiàng)指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿 足用戶和生產(chǎn)的需要，國內(nèi)、外炭黑生產(chǎn)廠家根據(jù) 用戶的特殊需求紛紛建立自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng) 的實(shí)驗(yàn)室。所以，今天的色素炭黑市場上可以看 到各種品牌的色素炭黑，即使是相同用途的色素 炭黑，也會有 N 個(gè)不同的品牌，真是令人眼花繚 亂!

要規(guī)范特種炭黑包括爐法色素炭黑建立完善 的、全面的和適用的國家標(biāo)準(zhǔn)，如橡膠用炭黑國家 標(biāo)準(zhǔn) GB3778-2011 那樣，確實(shí)有難度。這就出現(xiàn) 了兩種聲音，其一認(rèn)為，隨著色素炭黑的應(yīng)用領(lǐng) 域、產(chǎn)品的品種和質(zhì)量要求越來越清晰，就應(yīng)該與 時(shí)俱進(jìn)逐步完善色素炭黑標(biāo)準(zhǔn)，使得色素炭黑的 生產(chǎn)和應(yīng)用有章可循;其二認(rèn)為，色素炭黑應(yīng)用領(lǐng) 域太廣，用量又小，還涉及到技術(shù)秘密，修訂國家 標(biāo)準(zhǔn)的意義不大，各色素炭黑生產(chǎn)廠家根據(jù)各自 的用戶要求，建立各自的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或按協(xié)議定制 就行了，國外企業(yè)多年來也是這么運(yùn)作的。作者 認(rèn)為，已有的色素炭黑國家標(biāo)準(zhǔn)對色素炭黑行業(yè) 的發(fā)展還是做出了巨大貢獻(xiàn)的，不是可有可無的 事情。色素炭黑在這 10 年間發(fā)展這么快并且是整 個(gè)炭黑行業(yè)的利潤增長點(diǎn)，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)該及 時(shí)更新。

4? 爐法色素炭黑的重金屬和多環(huán)芳烴檢測

爐法色素炭黑的 11 項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)及用戶有特殊 要求的甲苯透光率和色相(如紅相、黃相、藍(lán)相) 在爐法色素炭黑生產(chǎn)廠家的實(shí)驗(yàn)室一般都是能分 析出結(jié)果的。用于皮革色漿和玩具等領(lǐng)域的爐法 色素炭黑對重金屬和多環(huán)芳烴是有嚴(yán)格要求的， 在標(biāo)準(zhǔn)GB/T7044-2013沒有這方面的內(nèi)容。對于重 金屬和多環(huán)芳烴的分析，這是很多炭黑生產(chǎn)廠家 的實(shí)驗(yàn)室不具備的分析能力，這就需要外送具有 權(quán)威和公信力的機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)，如 SGS。

SGS是瑞士通用公證行，在我國上海、深圳等 大城市有公司開展業(yè)務(wù)，如通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)(上 海)有限公司。同時(shí)，SGS也能分析炭黑原料油， 比如比重，水分，粘度，元素，餾程，芳烴，瀝青 質(zhì)，灰分和重金屬等。

SGS分析色素炭黑的重金屬通常包括鎘(Cd)， 鉛(Pb)，汞(Hg)，六價(jià)鉻(CrVI)。色素炭黑 中每項(xiàng)重金屬的含量不得超過 2mg/kg。

SGS 分析色素炭黑的 18 項(xiàng)多環(huán)芳烴(PAHs) 通常包括萘(NAP)，苊烯(ANY)，苊(ANA)， 芴(FLU)，菲(PHE)，蒽(ANT)，熒蒽(FLT)， 芘(PYR)，苯 并(a)蒽(BaA)，苯 并(a)芘 (BaP)，苯并(e)芘(BeP)，屈(CHR)，苯并 (k)熒蒽(BkF)，苯并(b)熒蒽(BbF)，苯并 (j)熒蒽(BjF)，茚苯(1,2,3-c,d)芘(IPY)，二 苯并(a,h)蒽(DBA)，苯并(g,h,i)苝(BPE)。 色素炭黑中每項(xiàng)多環(huán)芳烴(PAHs)的含量不得超 過 0.1mg/kg。

德國產(chǎn)品安全委員會(AFPS)對GS認(rèn)證多環(huán) 芳烴(PAHs)的要求見表 3。

爐法色素炭黑是否進(jìn)行重金屬和多環(huán)芳烴檢 測，首先取決于下游用戶的應(yīng)用領(lǐng)域需要，其次對 于炭黑生產(chǎn)企業(yè)而言，全面掌握產(chǎn)品的質(zhì)量信息， 做到心中有數(shù)，這對原料采購、生產(chǎn)和銷售可以說 是必不可少的。

　　5? 爐法色素炭黑品質(zhì)提高的途徑

爐法色素炭黑的品質(zhì)需要匹配炭黑的用途和 用戶的特殊要求，一般應(yīng)從以下途徑來提高炭黑 的品質(zhì)。

　　5.1? 原料油

爐法色素炭黑用原料油有蒽油(現(xiàn)行國家標(biāo) 準(zhǔn)是GB/T24211-2009，見表7)、乙烯焦油(現(xiàn)行 國家標(biāo)準(zhǔn)是GB/T 9581-2011，見表8)和煤焦油(現(xiàn) 行標(biāo)準(zhǔn)是 YB/T5075-93，見表 9)，乙烯焦油是石 油系原料油，煤焦油是煤焦化系原料油，蒽油是煤 焦油蒸餾中所切取的沸點(diǎn)范圍為 300~450℃餾分 產(chǎn)物。

炭黑用焦化原料油有國家標(biāo)準(zhǔn) GB8353-1987 (已作廢，見表 4)、中華人民共和國冶金行業(yè)標(biāo) 準(zhǔn)YB/T 5174-1993(已作廢，見表5)和現(xiàn)行的YB/ T 5174-2016(見表6)。這三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)雖然標(biāo)準(zhǔn)名稱 相同，但技術(shù)指標(biāo)相差很大，作廢的GB8353-1987 和 YB/T 5174-1993 應(yīng)該是蒽油的范疇，而現(xiàn)行的 YB/T 5174-2016是橡膠用炭黑油標(biāo)準(zhǔn)，360℃前餾 出物低而瀝青含量高，與煤焦油一樣，不適用于作 爐法色素炭黑的原料。

現(xiàn)行的蒽油國家標(biāo)準(zhǔn)是 GB/T24211-2009，見 表 7?？梢钥吹?，GB/T24211-2009 標(biāo)準(zhǔn)的360℃前 餾出物≥ 50%，還不如作廢的炭黑用焦化原料油 GB8353-1987 和 YB/T 5174-1993 中 的 二 級 品 ≥60%，這說明現(xiàn)行的蒽油國家標(biāo)準(zhǔn)降低了蒽油的 品質(zhì)，對生產(chǎn)高品質(zhì)的爐法色素炭黑是不利的。

原料油是生產(chǎn)爐法色素炭黑最關(guān)鍵的因素， 沒有合格的原料，要生產(chǎn)好的炭黑是不可能的。對 爐法色素炭黑而言，最理想的原料油是蒽油，其次 是乙烯焦油，最差的是煤焦油。蒽油和乙烯焦油 基本上可涵蓋高、中、低色素炭黑的生產(chǎn)，但乙烯 焦油收率低，成本高，使用的廠家很少。煤焦油和 炭黑油因?yàn)r青含量高對產(chǎn)品的品質(zhì)影響很大，用 煤焦油和炭黑油生產(chǎn)的色素炭黑如果僅從炭黑的 理化指標(biāo)上看可能與蒽油生產(chǎn)的炭黑有些指標(biāo)近 似，但在應(yīng)用體系中的表現(xiàn)完全不是那么回事，所 以本文不推薦使用。即使是按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)采購的蒽 油，一般來講用于橡膠用炭黑和低色素炭黑沒有 問題，但用于高色素炭黑和化纖長絲用爐法色素 炭黑原料油，是有問題的?，F(xiàn)行蒽油標(biāo)準(zhǔn)360℃前 餾出物≥50%，可見瀝青含量是相當(dāng)高的，目前國 內(nèi)蒽油供給廠家是不會為下游生產(chǎn)爐法色素炭黑 的工廠定制蒽油的，因?yàn)槲覈妮煊褪琴u方市場， 并且很難改變這一現(xiàn)狀。這就要靠色素炭黑生產(chǎn) 廠家自己去解決所需品質(zhì)的原料油，即對蒽油使 用前進(jìn)行精制，怎樣精制才能生產(chǎn)高品質(zhì)的色素 炭黑?因是商業(yè)秘密，本文不便在此表述。但至少 我們知道，國內(nèi)的內(nèi)資企業(yè)幾乎沒有對蒽油精制 過，基本上是買什么用什么，甚至連原料油的數(shù)據(jù) 如元素分析、餾程和重金屬等都不掌握，多為分析 水分和比重了事，互相模仿，低質(zhì)產(chǎn)品惡性競爭， 這就是與知名外企爐法色素炭黑質(zhì)量差別的根源 所在。

　　5.2? 黑度

黑度在一定范圍內(nèi)與炭黑的粒徑和分布是正 相關(guān)的，粒徑越小、分布越均勻黑度越黑。控制爐 法色素炭黑的黑度除原料油的因素外，主要是控 制反應(yīng)溫度，即風(fēng)油比。生產(chǎn)高色素炭黑需要有 較高的反應(yīng)溫度，很短的反應(yīng)時(shí)間，相應(yīng)的反應(yīng)爐 要能耐 2000℃以上的理論燃燒溫度。采用小直徑 喉管，提高喉管的流速對黑度的提高有所幫助，這 需要配壓力更高的主供風(fēng)機(jī)，建議主供風(fēng)機(jī)的升 壓不要低于 98kPa(表壓)。

5.3? DBP

吸油值 DBP 的控制是行業(yè)中眾所周知的，安 全可靠的是用碳酸鉀水溶液，通過控制添加的量 和濃度來提高或降低 DBP。一般爐法色素炭黑的 DBP都不高，需要加堿液，特別是高色素炭黑DBP 甚至低到40，需要加較多的添加劑，這使得炭黑的 灰分高。高色素炭黑更多的是不需要造粒，直接 包裝原生粉，原生粉中堿金屬鉀含量高炭黑容易 自燃，這是生產(chǎn)中需要注意的事項(xiàng)。

為了充分發(fā)揮堿液的效率，本文不建議使用 添加劑槍，堿液直接加入原料油噴入喉管前的總 管上，并設(shè)靜態(tài)混合器。這樣可以避免添加劑槍 堵塞、燒壞對生產(chǎn)的影響，對穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量和降低 添加劑帶來的灰分能起到一定的作用。另外需要 注意的是，添加劑碳酸鉀要充分溶解于水才能使 用，添加劑罐需要帶攪拌器和罐壁外有蒸汽加熱 盤管并保溫，利于碳酸鉀的溶解。

　　5.4? 著色力

著色力是爐法色素炭黑的重要技術(shù)指標(biāo)，除 原料油的品質(zhì)外，操作工藝參數(shù)對著色力影響較 大，其它因素的影響是有限的。無論使用蒽油或 是乙烯焦油，原料油中的瀝青含量對著色力是沒 有幫助的，瀝青含量高會影響著色力降低，反之亦 然。提高反應(yīng)溫度和喉管流速利于著色力的提高。 其次喉管對著色力也有一定影響，保持圖1所示突 擴(kuò)形喉管的設(shè)計(jì)輪廓對穩(wěn)定和提高著色力有好 處。對于耐火材料喉管，生產(chǎn)高色素炭黑是在高 溫和高流速工況下運(yùn)行，無論什么耐沖刷的耐火 材料，都會脫落變形，造成著色力降低。解決這個(gè)問題可以使用金屬水夾套喉管，如果習(xí)慣于使用 耐火材料喉管，需要勤觀察喉管的狀況，在其他因 素沒有變化的情況下如果著色力降低，應(yīng)及時(shí)更 換喉管。本文推薦使用金屬水夾套喉管，但需要 保證喉管不得缺水和足夠的冷卻水量，防止喉管 燒穿。

　　5.5? 加熱減量

炭黑的加熱減量主要是炭黑中的水分，水分 含量高會影響炭黑的分散。爐法色素炭黑的生產(chǎn) 盡可能減少往炭黑反應(yīng)爐中加水，這就需要在流 程中設(shè)高溫空氣預(yù)熱器、原料油預(yù)熱器和余熱鍋 爐等換熱設(shè)備，去袋濾器的煙氣管道盡可能加長 散熱，少噴或不噴二次急冷水。風(fēng)送系統(tǒng)不要用 煙氣輸送，建議采用熱風(fēng)輸送，以使炭黑的水分含 量降到最低。另外，炭黑的防潮包裝也是必須的。

　　5.6? 灰分

爐法色素炭黑的灰分來源于原料油中的灰 分、添加劑、急冷水、反應(yīng)爐耐火材料、濾袋和碳 鋼設(shè)備等。

要降低炭黑的灰分，首先要控制原料油的灰 分，這就需要對原料油進(jìn)行灰分項(xiàng)分析，不滿足要 求的原料油不用。

添加劑也是增加炭黑灰分的一大原因，除上 述5.3節(jié)提到的提高添加劑的效率減少灰分外，不 得使用不合格的碳酸鉀，一般使用化學(xué)純，高純炭 黑最好使用分析純。

急冷水中含有的泥沙和陰陽離子都會造成炭 黑的灰分增加，應(yīng)根據(jù)炭黑的使用要求和經(jīng)濟(jì)性， 選擇使用不同水質(zhì)的急冷水，如高純炭黑使用純 凈水，其它的可使用軟化水或自來水。

反應(yīng)爐脫落的耐火材料可能成為炭黑的雜質(zhì) 和增加炭黑的灰分，爐法色素炭黑在選擇反應(yīng)爐 耐火材料上應(yīng)充分考慮到運(yùn)行工況，以及采用 5.4 節(jié)推薦的金屬喉管，以降低因耐火材料造成的灰 分增加。

濾袋的基材是玻璃纖維，玻璃纖維掉進(jìn)炭黑 也是灰分的組成部分，最好采用耐高溫的覆膜濾 袋，延長使用壽命，減少玻璃纖維的脫落。

鐵銹也是炭黑的灰分組成之一，爐法色素炭 黑生產(chǎn)裝置即使有磁選機(jī)，也不推薦使用碳鋼設(shè) 備。炭黑生產(chǎn)的弱酸腐蝕是不可避免的，碳鋼設(shè) 備腐蝕會很嚴(yán)重，一段時(shí)間廠家為了節(jié)省投資包 括袋濾器在內(nèi)的大量設(shè)備和管道采用碳鋼材質(zhì)， 鐵銹成為灰分的主要來源，犧牲產(chǎn)品質(zhì)量的手段 是不可取的。

5.7? 甲苯透光率

爐法色素炭黑的甲苯透光率顯示炭黑受污染 的程度，也可間接認(rèn)為炭黑表面殘留的油膜或未 裂解的多環(huán)芳烴，甲苯透光率越高說明炭黑裂解 的更充分。爐法色素炭黑從高色素到低色素，甲 苯透光率是逐漸降低的。在相同原料油的情況下， 這是炭黑反應(yīng)工況造成的，高色素炭黑原料油處 理量小，反應(yīng)溫度高，原料油裂解更充分;反之， 低色素炭黑原料油處理量大，反應(yīng)溫度低，原料油 裂解不充分，有油膜或多環(huán)芳烴殘留。

要提高爐法色素炭黑的甲苯透光率，除采用 瀝青含量低的原料油外，反應(yīng)爐由一次急冷分成 兩次冷卻。這需要加長反應(yīng)爐的停留段，一次急 冷水在反應(yīng)段后面的常規(guī)急冷段噴入，目的是終 止反應(yīng)。這里對終止炭黑反應(yīng)溫度應(yīng)該有個(gè)新的 認(rèn)識，之前認(rèn)為炭黑終止反應(yīng)的溫度為950℃，這 實(shí)際上是不正確的，作者在X廠的色素炭黑線上將 一次急冷后的溫度控制在 1200℃，二次急冷在空 氣預(yù)熱器進(jìn)口的反應(yīng)爐停留段位置噴入，考慮足 夠的氣化空間，將進(jìn)空氣預(yù)熱器的煙氣溫度控制 在空氣預(yù)熱器要求的溫度比如900℃，這一改變并 未影響炭黑的質(zhì)量指標(biāo)，反而提高了甲苯透光率， 因?yàn)闊煔庠诟邷囟蔚耐Ａ魰r(shí)間越長，炭黑中殘留 的未裂解多環(huán)芳烴變得更少。這個(gè)道理在實(shí)驗(yàn)室 中也能驗(yàn)證，炭黑通過加溫時(shí)間增長、加溫溫度越 高(當(dāng)然是在著火溫度以下)，炭黑的甲苯透光率 會上升。

　　5.8? 多環(huán)芳烴

SGS檢測的炭黑18項(xiàng)多環(huán)芳烴，實(shí)際上就是殘 留在炭黑中的未裂解物。可以用提高爐法色素炭黑 甲苯透光率的方法降低炭黑中的多環(huán)芳烴含量。

5.9 色相

爐法色素炭黑的色相主要有紅、黃、藍(lán)三種，一般蒽油原料偏藍(lán)相的多，偶爾會遇到紅相和黃 相，乙烯焦油生產(chǎn)的色素炭黑具有較好的藍(lán)相。應(yīng) 用體系通常要求為藍(lán)相，如果偏紅或偏黃，除更換 不同產(chǎn)地的原料油外，可以配一些乙烯焦油將炭 黑的色相變?yōu)樗{(lán)相。

5.10? 重金屬

爐法色素炭黑的重金屬指的是鎘(Cd)、鉛 (Pb)、汞(Hg)、六價(jià)鉻(CrVI)。如果下游用 戶有重金屬含量要求，就必須首先對原料油進(jìn)行 SGS重金屬檢測，只有原料油合格了才能生產(chǎn)，產(chǎn) 品出來再檢測造成重金屬超標(biāo)，必然會造成經(jīng)濟(jì) 損失。如果原料油中的六價(jià)鉻(CrVI)不超標(biāo)或未 檢出，而產(chǎn)品中檢出六價(jià)鉻(CrVI)或超標(biāo)，得考 慮炭黑反應(yīng)爐。因?yàn)槟透邷氐姆磻?yīng)爐使用了高含 鉻材料。

5.11? pH 值

pH值代表炭黑的酸堿度。爐法色素炭黑的pH 值一般呈堿性，要呈酸性必須經(jīng)過后處理，比如臭 氧和高錳酸鉀等氧化。粒狀炭黑采用臭氧氧化的 程度里外不均，粉狀氧化更均勻。臭氧 O3氧化后 變成氧氣O2，幾乎沒有環(huán)保問題，但容易著火甚至 爆炸，粉狀炭黑比粒狀炭黑更容易發(fā)生著火或爆 炸，氧化速度的有效控制至關(guān)重要。高錳酸鉀溶 液可以比較均勻的氧化，但需要干燥，廢液的處理 存在環(huán)保問題，各有利弊。

　　5.12? 揮發(fā)分

揮發(fā)分是炭黑表面的含氧官能團(tuán)。爐法色素 炭黑的揮發(fā)分都較低，一般不會超過 1%，提高揮 發(fā)分的方法同降低 pH 值的方法，即氧化。揮發(fā)分 與pH值是有關(guān)聯(lián)的，pH值越高揮發(fā)分越少，反之 亦然。

　　5.13 流動度

流動度是炭黑在應(yīng)用體系中的表現(xiàn)。流動度 與炭黑的pH值和揮發(fā)分相互關(guān)聯(lián)，pH值低和揮發(fā) 分高，流動度就好，反之亦然。所以，要改善爐法 色素炭黑的流動度最有效的方法是氧化后處理。

　　5.14? 篩余物

炭黑的篩余物一般來源于原料油的結(jié)焦、耐 火材料脫落和碳鋼設(shè)備的鐵銹等因素，現(xiàn)在的炭 黑裝置耐火材料都用得比較高檔，設(shè)備管道材質(zhì) 基本上都采用了不銹鋼，所以在正常生產(chǎn)中篩余 物以焦粒為主。通常減少炭黑篩余物的方法是在 風(fēng)送系統(tǒng)中安裝錘式粉碎機(jī)，但這是“馬后炮”式 的事后處理，效果也是有限的。要根本解決篩余 物的問題，應(yīng)從原料油和操作工藝入手。結(jié)焦主 要來源于難裂解的瀝青，所以說原料油的精制是 重中之重的問題。其次是操作，比如原料油的油 壓、油溫、油噴嘴的角度、爐溫和喉管流速等，這 些因素對篩余物的影響行業(yè)同仁都是很有經(jīng)驗(yàn) 的。對于化纖長絲用爐法色素炭黑，對篩余物的 要求非常高，甚至要求低于 3ppm 以下，除要有優(yōu) 質(zhì)原料油外，有必要在風(fēng)送系統(tǒng)中安裝細(xì)川密克 朗的分級磨才能保證。

　　5.15? 雜質(zhì)

炭黑中的雜質(zhì)主要有硬炭、鐵屑、爐料碎屑 等，硬炭是在炭黑生成反應(yīng)過程中原料油滴未 經(jīng)氣化直接炭化形成的焦粒狀物質(zhì)。硬炭的多 少取決于原料油的品質(zhì)、霧化和工藝條件等因 素，風(fēng)送系統(tǒng)還要配置粉碎機(jī)或分級磨。爐法色 素炭黑的雜質(zhì)在正常生產(chǎn)的情況下不多，只有 設(shè)備損壞或裝置檢修后偶爾發(fā)生。爐法色素炭 黑生產(chǎn)嚴(yán)禁落地炭黑的回用，杜絕系統(tǒng)外雜質(zhì)， 這是管理問題。

　　6? 結(jié)? 語

我國色素炭黑在近 10 年來有了長足的發(fā)展， 值得可喜可賀!但必須清楚的認(rèn)識到我國高端爐 法色素炭黑的品種和質(zhì)量與國外的差距。從近 10 年進(jìn)口的特種炭黑包括爐法色素炭黑可以看到， 有近 10 萬噸[2]的特種炭黑包括爐法色素炭黑都只 能進(jìn)口，無法替代，更不用說趕超，這就是我們需 要共同繼續(xù)努力的方向。

　　參考資料

[1] 鄧毅等，色素炭黑(GB/T7044-2013)。

[2] 李炳炎等，中國炭黑工業(yè)十年進(jìn)展(1988）