喬習(xí)學(xué)，王婷婷，段曉娟，張?zhí)祧?(山西三強(qiáng)新能源科技有限公司，山西 清徐 030400)

摘? 要：從炭黑成品的金屬雜質(zhì)金屬元素成分和含量分析，再沿著主要接觸炭黑的設(shè)備元素成分，對(duì)應(yīng)的各種生產(chǎn) 條件最終尋求可以降低金屬雜質(zhì)方法，通過控制工藝條件、控制特殊環(huán)境的材料，選擇合適的金屬除雜設(shè)備，最終降低炭 黑中的金屬雜質(zhì)。

關(guān)鍵詞：炭黑;金屬雜質(zhì);工藝控制;材料

炭黑是重要的納米活性材料，主要應(yīng)用到橡 膠、橡塑制品、色母、色漿、電子原件等領(lǐng)域，添 加到這些應(yīng)用環(huán)境中可以賦予產(chǎn)品各種特殊的性 能，如加入膠料可以賦予橡膠優(yōu)異的物理性能，加 入色母可以賦予塑料制品優(yōu)異的染色和防紫外線 的能力，但是在其生產(chǎn)過程中帶入的金屬雜質(zhì)、硬 質(zhì)炭黑、灰分等會(huì)對(duì)其應(yīng)用造成嚴(yán)重的不良反應(yīng)。 本文主要從金屬雜質(zhì)的引入和控制方面，降低炭 黑生產(chǎn)過程中的雜質(zhì)含量，保證炭黑質(zhì)量。

　　1? 實(shí)? 驗(yàn)

工藝設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)跟蹤，采用軟質(zhì)炭黑生產(chǎn)線作 為試驗(yàn)基礎(chǔ)。工藝設(shè)計(jì)流程和監(jiān)控位置：

　　1.1? 根據(jù)生產(chǎn)線接觸炭黑的設(shè)備進(jìn)行元素成分 測(cè)定，詳細(xì)見下表：

　　1.2 對(duì)與以上設(shè)備的成分情況，各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng) 的金屬雜質(zhì)歸類，并跟蹤其金屬雜質(zhì)的成分。

采用隨機(jī)分配，對(duì)獲取的金屬雜質(zhì)測(cè)試成分， 監(jiān)測(cè)3個(gè)點(diǎn)的金屬雜質(zhì)成分見下表：

根據(jù)監(jiān)測(cè) 1 的成分分析結(jié)果，整體磁選出來 的雜質(zhì)更接近設(shè)備成分中的鑄造合金成分，設(shè)備 來源自風(fēng)機(jī)葉輪、氣密閥、主袋袋濾花板等。部 分成分摻雜了 304、310、321 等材料(比較少， 難以分辨)。

　　1.3 經(jīng)過磁選以后，再由高吸力磁排清理的金 屬雜質(zhì)。

根據(jù)監(jiān)測(cè) 2 的各種金屬雜質(zhì)成分分析結(jié)構(gòu)，測(cè)點(diǎn) 2 和測(cè)點(diǎn) 1 的結(jié)果十分接近，占比最大 仍為各種鑄造合金。

1.4 在上面兩道除雜過程以后，在包裝成品前在 再進(jìn)行金屬雜質(zhì)過濾清理。及監(jiān)測(cè)3的各種金屬雜 質(zhì)成分分析：

根據(jù)監(jiān)測(cè)3的各種金屬雜質(zhì)成分分析結(jié)構(gòu)，測(cè) 點(diǎn)1、2、3的結(jié)果十分接近，占比最大仍為各種鑄 造合金，部分成分摻雜了 304、310、321 等材料

　　2? 分? 析

根據(jù)以上的各種金屬雜質(zhì)成分對(duì)應(yīng)，我們發(fā) 現(xiàn)金屬雜質(zhì)占比中，很多部分應(yīng)該來著易氧化的 鑄造合金設(shè)備:氣密閥、氣密閥分離板、風(fēng)機(jī)葉輪、 鏈條等，而包含的一些不銹鋼部分，更多可能來自 粉碎機(jī)的篩網(wǎng)、風(fēng)機(jī)的外殼脫離等。

　　2.1 在工藝穩(wěn)定、生產(chǎn)品種一樣，通過統(tǒng)計(jì)監(jiān)測(cè) 1、2、3 的設(shè)備磁性與清理量，對(duì)照比較影響金屬 雜質(zhì)的來源。監(jiān)測(cè)點(diǎn)1使用5000-6000Gs的磁滾連 續(xù)作業(yè)，監(jiān)測(cè) 2 為 6000-8000Gs 的磁棒，每 2 小時(shí) 清理一次，監(jiān)測(cè)3為6000-8000Gs的磁棒，每10包 清理一次。

金屬雜質(zhì)在各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的清理占比見下圖：

根據(jù)表5中的統(tǒng)計(jì)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，磁選機(jī)在連續(xù)作 業(yè)的情況下，仍為清理金屬雜質(zhì)的重要設(shè)備，而個(gè) 別情況下磁棒也發(fā)揮了關(guān)鍵的作用。分析認(rèn)為， 磁選機(jī)工作的溫度較高，在150-200攝氏度，連續(xù) 作業(yè)會(huì)出現(xiàn)消磁。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)水洗篩余物含量與金屬雜質(zhì)重量， 發(fā)現(xiàn)水洗篩余物含量上升時(shí)，金屬雜質(zhì)含量會(huì)上 升。根據(jù)工藝實(shí)踐情況，在水洗篩余物上升后，篩 網(wǎng)物經(jīng)過風(fēng)機(jī)輸送、氣密閥分配、蛟龍分配、造粒 這些過程都會(huì)增大設(shè)備與硬碳之間的摩擦碰撞， 造成設(shè)備腐蝕的金屬雜質(zhì)脫離。

3? 措施與防護(hù)

(1)根據(jù)我們的實(shí)際情況，從選擇設(shè)備的材 質(zhì)方面改變，減少鑄造合金設(shè)備的使用量。(2)穩(wěn)定工藝生產(chǎn)，在生產(chǎn)初期控制水洗篩 余物的水平，不僅僅減少金屬雜質(zhì)，還可以保證設(shè) 備的使用壽命。

(3)磁選機(jī)進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，選擇耐高溫的磁 滾，并加大磁滾的接觸面積。

4? 結(jié)束語

炭黑作為流程性材料，生產(chǎn)過程中雜質(zhì)引入 造成的后果十分嚴(yán)重，這些雜質(zhì)會(huì)造成產(chǎn)品進(jìn)入 下一級(jí)材料單元引起負(fù)面作用。而我們的生產(chǎn)技 術(shù)改進(jìn)還存在很多的不足需要繼續(xù)去解決，在追 求卓越品質(zhì)的道路上繼續(xù)努力。