利用廢輪胎熱解炭渣製備炭黑填料的方法
2023-06-22 13:09:11 2
專利名稱：利用廢輪胎熱解炭渣製備炭黑填料的方法
技術領域：
本發明涉及利用廢輪胎熱解炭渣製備炭黑填料的方法，尤其涉及熱解炭渣製備炭黑填料的加工工藝，屬於廢輪胎熱解炭渣的後處理技術領域。
背景技術：
熱解炭渣作為廢輪胎重要的熱解產物，如能對其實現有效利用將對整個廢輪胎熱解工藝的實際應用具有重要意義。研究發現熱解炭渣具有和商業炭黑基本相同的主體結構，使熱解炭渣作為炭黑使用成為可能。但熱解炭渣在微觀結構和表面特性上與商業炭黑之間還存在一定差距，因此對熱解炭渣進行後處理是提升炭渣作為炭黑填料品質，進而提高其經濟性的有效途徑。
目前已有的與本發明相關的廢輪胎熱解炭渣後處理專利技術包括山東省泰山輪胎廠孫立勇公布的發明專利「FOH還原再生工藝廢輪胎製成芳烴油炭黑的設備與方法」(CN1718678A，2006)，該專利研究了由廢舊輪胎製備芳烴油和炭黑的設備和方法。其採用高速渦輪粉碎機處理炭渣得到炭黑，與本查新項目採用的球磨機不同，且未涉及炭黑填料的改性處理；上海綠人生態經濟科技有限公司的徐俊彥和徐俊士公布的發明專利「一種廢舊輪胎的處理方法」(CN1145395A，1997)則研究了一種廢舊輪胎的處理方法，包括輪胎破碎切片、熱裂解處理、炭黑粉碎包裝等過程。該專利將廢輪胎熱解炭渣進行了粉碎處理，但未提及炭黑的粉碎方式，且未涉及炭黑填料的改性處理；北京麗坤化工廠的周鼎力和邢力公布的發明專利「利用廢橡膠製造汽油、柴油和炭黑的方法及設備」(CN1432458A，2003)，該專利涉及將廢橡膠熱解炭渣進行粉碎處理，但未提及炭黑的粉碎方式，且未對炭黑填料進行改性處理。現有技術中處理廢輪胎熱解炭渣的粉碎工藝設備包括高速渦輪粉碎機，微粒粉碎機，振動磨等，但未見有採用球磨機處理。而對熱解炭渣進行改性處理則少有報導。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是由於熱解炭渣中含有一定量的廢鐵絲和鐵鏽，影響其作為炭黑填料的應用，所以對炭渣進行磁選除雜則成為必不可少的環節。目前已有的對炭渣的粉碎方法易使鐵鏽變成細粉而難以通過磁選工藝除去，進而使炭黑產品的品質降低，經濟性下降。另一方面，熱解炭渣的流動性和分散性較差，導致產品的質量較差，附加值較低，因而需進一步對其進行表面改性處理。而目前對炭渣進行表面改性處理的報導較少。
本發明為解決上述技術問題提供一種處理廢輪胎熱解炭渣製備炭黑填料的新方法，包括炭渣的超細粉碎和改性兩個過程，本發明採用的技術方案如下利用廢輪胎熱解炭渣製備炭黑填料的方法，該方法包括以下步驟(1)熱解炭渣通過輸送帶送入超細粉碎分級系統進行粉碎，該粉碎系統以球磨機(筒體轉速25r/min，額定功率132kw，額定電壓380v)為核心粉碎處理設備，或者進一步採用超細氣流分級機進行分級；(2)將粉碎(分級)後的熱解炭渣放入磁選機中進行磁選；(3)將磁選後的產品送入儲料倉準備下一環節的使用，分離出的廢鐵屑回收包裝入庫；(4)改性工藝是在加入改性劑(0.5～2％的硬脂酸或0.5～1％的鈦酸脂或50％的炭黑N330等)後在高速混合機中對儲料倉中的產品進行恆溫攪拌，混合溫度為80～100℃，混合時間約10min；(5)最後將改性後的炭黑填料成品包裝入庫。
本發明對照已有技術，超細粉碎工藝採用了以研磨為主無強烈衝擊作用的球磨機。由於球磨機更適合處理像熱解炭渣這類軟質物料的選型性粉碎，球磨過程中在保證將炭渣粉碎至一定細度的前提下又不使鐵屑變細，避免其進入炭黑並容易通過磁選工藝除去，從而提高了產品質量。在粉碎工藝後，對炭黑填料又進行複合改性處理，使得炭黑填料的品質有了近一步的提升。所得的炭黑經過分析，質量上已達到在橡膠製品和廢輪胎製造業上的要求。
圖1是本發明工藝流程圖。
圖2是超細粉碎分級系統。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作進一步說明。
圖1是本發明工藝流程圖。其中，①是熱解炭渣，②是熱解炭渣被送入超細粉碎分級系統進行粉碎，③是熱解炭渣被放入磁選機中進行磁選，④是磁選後的產品送入儲料倉，⑤是加入改性劑後在高速混合機中對儲料倉中的產品進行恆溫攪拌，⑥是分離出的廢鐵屑回收包裝入庫，⑦是添加改性劑，⑧是改性後的炭黑填料成品包裝入庫。如圖1所示，本發明是一種處理廢輪胎熱解炭渣製備炭黑填料的新方法，包括炭渣的超細粉碎和改性兩個過程。該處理工藝的熱解炭渣處理量為1000kg/h。首先熱解炭渣①通過輸送帶送入超細粉碎分級系統進行粉碎②，該粉碎系統以球磨機為核心處理設備(並採用超細氣流分級機進行分級)。而後將粉碎後的熱解炭渣①放入φ1.2m×3.6m永磁滾筒式磁選機(轉速22r/min)中進行磁選③。將磁選後的產品送入儲料倉④準備下一環節的使用，分離出的廢鐵屑回收包裝入庫⑥。改性工藝是在添加0.5～2％的硬脂酸⑦後在SHR-10型高速混合機中對儲料倉④中的產品進行恆溫攪拌⑤，混合溫度為80～100℃，混合時間約10min。最後將改性後的炭黑填料成品包裝入庫⑧。所得的炭黑經過分析，質量上已達到在橡膠製品和廢輪胎製造業上的要求。
圖2是超細粉碎分級系統。其中，①是熱解炭渣，2是料倉，3是球磨機，4是主氣流管道，5是超細氣流分級機，6是旋風分離器，7是主風機，8是布袋收塵器，9和10是超細物料的收集。如圖2所示，該超細粉碎分級系統為連續式運行系統。進來的熱解炭渣①先由料倉2進入φ1.5m×5.7m的乾式球磨機(筒體轉速25r/min，額定功率132kw，額定電壓380v)3中進行粉碎。粉碎後的熱解炭渣輸送到主氣流管道4中，先進入FZD型單轉子超細氣流分級機5中分級，分級機轉速為800r·min-1；較細的炭黑填料進入到CTL-450×2型旋風分離器(功率75kw)6中，而較大粒徑的顆粒被重新輸送到球磨機3中進行再粉碎。在CTL-450×2型旋風分離器6中部分超細物料作為產品從裝置底部被收集9。其他物料從旋風分離器6頂部出，經主風機7回到主氣流管道4中，部分超細顆粒在主風機7出口處沿管道進入到MC-120型布袋收塵器(120袋，90m2過濾面積)8中，並在底部被收集10。而較大顆粒物料則經主風機7又進入到主氣流4中繼續與球磨機3處理後的物料進行循環處理。該系統從9和10處所收集到的產品即為用於磁選機處理的物料。
本發明採用了以研磨為主無強烈衝擊作用的球磨機。球磨過程中在保證將炭渣粉碎至一定細度的前提下又不使鐵屑變細，避免其進入炭黑並容易通過磁選工藝除去，從而提高了產品質量。在粉碎工藝後對炭黑填料進行複合改性，所得炭黑質量達到在橡膠製品和廢輪胎製造業上的要求。
權利要求
1.利用廢輪胎熱解炭渣製備炭黑填料的方法，其特徵在於，該方法包括以下步驟(1)廢輪胎熱解炭渣通過輸送帶送入球磨機進行粉碎；(2)將步驟(1)粉碎後的熱解炭渣放入磁選機中進行磁選；(3)將步驟(2)磁選後分離出的產品送入儲料倉；分離出的廢鐵屑回收包裝入庫；(4)取儲料倉中的產品，在高速混合機中對所述取出的產品加入改性劑進行恆溫攪拌，溫度為80～100℃，混合時間約10分鐘；所述的改性劑為產品量的0.5～2％的硬脂酸或產品量的0.5～1％的鈦酸脂或產品量的50％的炭黑N330中的任何一種；(5)將混合改性後的炭黑填料成品包裝入庫。
2.根據權利要求1所述的利用廢輪胎熱解炭渣製備炭黑填料的方法，其特徵在於，所述球磨機筒體轉速25r/min，額定功率132kw，額定電壓380v。
3.根據權利要求1所述的利用廢輪胎熱解炭渣製備炭黑填料的方法，其特徵在於，所述磁選機為φ1.2m×3.6m永磁滾筒式磁選機；轉速22r/min。
4.根據權利要求1所述的利用廢輪胎熱解炭渣製備炭黑填料的方法，其特徵在於，所述高速混合機為SHR-10型高速混合機。
5.根據權利要求1所述的利用廢輪胎熱解炭渣製備炭黑填料的方法，其特徵在於，在步驟(1)中粉碎之後用超細氣流分級機和旋風分離器進行分級；步驟(2)為將粉碎分級後的熱解炭渣放入磁選機中進行磁選。
6.根據權利要求5所述的利用廢輪胎熱解炭渣製備炭黑填料的方法，其特徵在於，所述超細氣流分級機為FZD型單轉子超細氣流分級機；分級機轉速為800r·min-1。
7.根據權利要求5所述的利用廢輪胎熱解炭渣製備炭黑填料的方法，其特徵在於，所述旋風分離器為CTL-450×2型旋風分離器。
全文摘要
本發明涉及利用廢輪胎熱解炭渣製備炭黑填料的方法，屬於廢輪胎熱解炭渣的後處理技術領域。廢輪胎熱解炭渣通過輸送帶送入球磨機進行粉碎或再進行分級；粉碎(分級)後的熱解炭渣放入磁選機中進行磁選；磁選後分離出的產品送入儲料倉，分離出的廢鐵屑回收包裝入庫；取儲料倉中的產品在高速混合機中對所述取出的產品加入改性劑進行恆溫攪拌；將混合改性後的炭黑填料成品包裝入庫。本發明採用以研磨為主無強烈衝擊作用的球磨機，避免其進入炭黑並容易通過磁選工藝除去，從而提高了產品質量。粉碎後對炭黑填料進行複合改性處理，使得炭黑填料的品質有了近一步的提升。所得的炭黑經分析，質量達到在橡膠製品和廢輪胎製造業上的要求。
文檔編號C09C1/48GK1944543SQ20061011388
公開日2007年4月11日 申請日期2006年10月20日 優先權日2006年10月20日
發明者馮濤, 蓋國勝, 叢曉民, 楊玉芬 申請人:清華大學