喬習學，王婷婷，段曉娟，張?zhí)祧?(山西三強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金屬元素成分和含量分析，再沿著主要接觸炭黑的設備元素成分，對應的各種生產 條件最終尋求可以降低金屬雜質方法，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備，最終降低炭 黑中的金屬雜質。

關鍵詞：炭黑;金屬雜質;工藝控制;材料

炭黑是重要的納米活性材料，主要應用到橡 膠、橡塑制品、色母、色漿、電子原件等領域，添 加到這些應用環(huán)境中可以賦予產品各種特殊的性 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，但是在其生產過程中帶入的金屬雜質、硬 質炭黑、灰分等會對其應用造成嚴重的不良反應。 本文主要從金屬雜質的引入和控制方面，降低炭 黑生產過程中的雜質含量，保證炭黑質量。

　　1? 實? 驗

工藝設計監(jiān)測跟蹤，采用軟質炭黑生產線作 為試驗基礎。工藝設計流程和監(jiān)控位置：

　　1.1? 根據生產線接觸炭黑的設備進行元素成分 測定，詳細見下表：

　　1.2 對與以上設備的成分情況，各個檢測點對應 的金屬雜質歸類，并跟蹤其金屬雜質的成分。

采用隨機分配，對獲取的金屬雜質測試成分， 監(jiān)測3個點的金屬雜質成分見下表：

根據監(jiān)測 1 的成分分析結果，整體磁選出來 的雜質更接近設備成分中的鑄造合金成分，設備 來源自風機葉輪、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 經過磁選以后，再由高吸力磁排清理的金 屬雜質。

根據監(jiān)測 2 的各種金屬雜質成分分析結構，測點 2 和測點 1 的結果十分接近，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 再進行金屬雜質過濾清理。及監(jiān)測3的各種金屬雜 質成分分析：

根據監(jiān)測3的各種金屬雜質成分分析結構，測 點1、2、3的結果十分接近，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

根據以上的各種金屬雜質成分對應，我們發(fā) 現金屬雜質占比中，很多部分應該來著易氧化的 鑄造合金設備:氣密閥、氣密閥分離板、風機葉輪、 鏈條等，而包含的一些不銹鋼部分，更多可能來自 粉碎機的篩網、風機的外殼脫離等。

　　2.1 在工藝穩(wěn)定、生產品種一樣，通過統(tǒng)計監(jiān)測 1、2、3 的設備磁性與清理量，對照比較影響金屬 雜質的來源。監(jiān)測點1使用5000-6000Gs的磁滾連 續(xù)作業(yè)，監(jiān)測 2 為 6000-8000Gs 的磁棒，每 2 小時 清理一次，監(jiān)測3為6000-8000Gs的磁棒，每10包 清理一次。

金屬雜質在各個監(jiān)測點的清理占比見下圖：

根據表5中的統(tǒng)計結果發(fā)現，磁選機在連續(xù)作 業(yè)的情況下，仍為清理金屬雜質的重要設備，而個 別情況下磁棒也發(fā)揮了關鍵的作用。分析認為， 磁選機工作的溫度較高，在150-200攝氏度，連續(xù) 作業(yè)會出現消磁。

根據統(tǒng)計水洗篩余物含量與金屬雜質重量， 發(fā)現水洗篩余物含量上升時，金屬雜質含量會上 升。根據工藝實踐情況，在水洗篩余物上升后，篩 網物經過風機輸送、氣密閥分配、蛟龍分配、造粒 這些過程都會增大設備與硬碳之間的摩擦碰撞， 造成設備腐蝕的金屬雜質脫離。

3? 措施與防護

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

(3)磁選機進行技術改進，選擇耐高溫的磁 滾，并加大磁滾的接觸面積。

4? 結束語

炭黑作為流程性材料，生產過程中雜質引入 造成的后果十分嚴重，這些雜質會造成產品進入 下一級材料單元引起負面作用。而我們的生產技 術改進還存在很多的不足需要繼續(xù)去解決，在追 求卓越品質的道路上繼續(xù)努力。