專利名稱：利用廢輪胎熱解炭渣制備炭黑填料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用廢輪胎熱解炭渣制備炭黑填料的方法，尤其涉及熱解炭渣制備炭黑填料的加工工藝，屬于廢輪胎熱解炭渣的后處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
熱解炭渣作為廢輪胎重要的熱解產(chǎn)物，如能對其實(shí)現(xiàn)有效利用將對整個廢輪胎熱解工藝的實(shí)際應(yīng)用具有重要意義。研究發(fā)現(xiàn)熱解炭渣具有和商業(yè)炭黑基本相同的主體結(jié)構(gòu)，使熱解炭渣作為炭黑使用成為可能。但熱解炭渣在微觀結(jié)構(gòu)和表面特性上與商業(yè)炭黑之間還存在一定差距，因此對熱解炭渣進(jìn)行后處理是提升炭渣作為炭黑填料品質(zhì)，進(jìn)而提高其經(jīng)濟(jì)性的有效途徑。
目前已有的與本發(fā)明相關(guān)的廢輪胎熱解炭渣后處理專利技術(shù)包括山東省泰山輪胎廠孫立勇公布的發(fā)明專利“FOH還原再生工藝廢輪胎制成芳烴油炭黑的設(shè)備與方法”(CN1718678A，2006)，該專利研究了由廢舊輪胎制備芳烴油和炭黑的設(shè)備和方法。其采用高速渦輪粉碎機(jī)處理炭渣得到炭黑，與本查新項(xiàng)目采用的球磨機(jī)不同，且未涉及炭黑填料的改性處理；上海綠人生態(tài)經(jīng)濟(jì)科技有限公司的徐俊彥和徐俊士公布的發(fā)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(jìn)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(fā)明專利“利用廢橡膠制造汽油、柴油和炭黑的方法及設(shè)備”(CN1432458A，2003)，該專利涉及將廢橡膠熱解炭渣進(jìn)行粉碎處理，但未提及炭黑的粉碎方式，且未對炭黑填料進(jìn)行改性處理?，F(xiàn)有技術(shù)中處理廢輪胎熱解炭渣的粉碎工藝設(shè)備包括高速渦輪粉碎機(jī)，微粒粉碎機(jī)，振動磨等，但未見有采用球磨機(jī)處理。而對熱解炭渣進(jìn)行改性處理則少有報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是由于熱解炭渣中含有一定量的廢鐵絲和鐵銹，影響其作為炭黑填料的應(yīng)用，所以對炭渣進(jìn)行磁選除雜則成為必不可少的環(huán)節(jié)。目前已有的對炭渣的粉碎方法易使鐵銹變成細(xì)粉而難以通過磁選工藝除去，進(jìn)而使炭黑產(chǎn)品的品質(zhì)降低，經(jīng)濟(jì)性下降。另一方面，熱解炭渣的流動性和分散性較差，導(dǎo)致產(chǎn)品的質(zhì)量較差，附加值較低，因而需進(jìn)一步對其進(jìn)行表面改性處理。而目前對炭渣進(jìn)行表面改性處理的報道較少。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題提供一種處理廢輪胎熱解炭渣制備炭黑填料的新方法，包括炭渣的超細(xì)粉碎和改性兩個過程，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下利用廢輪胎熱解炭渣制備炭黑填料的方法，該方法包括以下步驟(1)熱解炭渣通過輸送帶送入超細(xì)粉碎分級系統(tǒng)進(jìn)行粉碎，該粉碎系統(tǒng)以球磨機(jī)(筒體轉(zhuǎn)速25r/min，額定功率132kw，額定電壓380v)為核心粉碎處理設(shè)備，或者進(jìn)一步采用超細(xì)氣流分級機(jī)進(jìn)行分級；(2)將粉碎(分級)后的熱解炭渣放入磁選機(jī)中進(jìn)行磁選；(3)將磁選后的產(chǎn)品送入儲料倉準(zhǔn)備下一環(huán)節(jié)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)后在高速混合機(jī)中對儲料倉中的產(chǎn)品進(jìn)行恒溫攪拌，混合溫度為80～100℃，混合時間約10min；(5)最后將改性后的炭黑填料成品包裝入庫。
本發(fā)明對照已有技術(shù)，超細(xì)粉碎工藝采用了以研磨為主無強(qiáng)烈沖擊作用的球磨機(jī)。由于球磨機(jī)更適合處理像熱解炭渣這類軟質(zhì)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(xì)度的前提下又不使鐵屑變細(xì)，避免其進(jìn)入炭黑并容易通過磁選工藝除去，從而提高了產(chǎn)品質(zhì)量。在粉碎工藝后，對炭黑填料又進(jìn)行復(fù)合改性處理，使得炭黑填料的品質(zhì)有了近一步的提升。所得的炭黑經(jīng)過分析，質(zhì)量上已達(dá)到在橡膠制品和廢輪胎制造業(yè)上的要求。


圖1是本發(fā)明工藝流程圖。
圖2是超細(xì)粉碎分級系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
圖1是本發(fā)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(xì)粉碎分級系統(tǒng)進(jìn)行粉碎，③是熱解炭渣被放入磁選機(jī)中進(jìn)行磁選，④是磁選后的產(chǎn)品送入儲料倉，⑤是加入改性劑后在高速混合機(jī)中對儲料倉中的產(chǎn)品進(jìn)行恒溫攪拌，⑥是分離出的廢鐵屑回收包裝入庫，⑦是添加改性劑，⑧是改性后的炭黑填料成品包裝入庫。如圖1所示，本發(fā)明是一種處理廢輪胎熱解炭渣制備炭黑填料的新方法，包括炭渣的超細(xì)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(xì)粉碎分級系統(tǒng)進(jìn)行粉碎②，該粉碎系統(tǒng)以球磨機(jī)為核心處理設(shè)備(并采用超細(xì)氣流分級機(jī)進(jìn)行分級)。而后將粉碎后的熱解炭渣①放入φ1.2m×3.6m永磁滾筒式磁選機(jī)(轉(zhuǎn)速22r/min)中進(jìn)行磁選③。將磁選后的產(chǎn)品送入儲料倉④準(zhǔn)備下一環(huán)節(jié)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后在SHR-10型高速混合機(jī)中對儲料倉④中的產(chǎn)品進(jìn)行恒溫攪拌⑤，混合溫度為80～100℃，混合時間約10min。最后將改性后的炭黑填料成品包裝入庫⑧。所得的炭黑經(jīng)過分析，質(zhì)量上已達(dá)到在橡膠制品和廢輪胎制造業(yè)上的要求。
圖2是超細(xì)粉碎分級系統(tǒng)。其中，①是熱解炭渣，2是料倉，3是球磨機(jī)，4是主氣流管道，5是超細(xì)氣流分級機(jī)，6是旋風(fēng)分離器，7是主風(fēng)機(jī)，8是布袋收塵器，9和10是超細(xì)物料的收集。如圖2所示，該超細(xì)粉碎分級系統(tǒng)為連續(xù)式運(yùn)行系統(tǒng)。進(jìn)來的熱解炭渣①先由料倉2進(jìn)入φ1.5m×5.7m的干式球磨機(jī)(筒體轉(zhuǎn)速25r/min，額定功率132kw，額定電壓380v)3中進(jìn)行粉碎。粉碎后的熱解炭渣輸送到主氣流管道4中，先進(jìn)入FZD型單轉(zhuǎn)子超細(xì)氣流分級機(jī)5中分級，分級機(jī)轉(zhuǎn)速為800r·min-1；較細(xì)的炭黑填料進(jìn)入到CTL-450×2型旋風(fēng)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(jī)3中進(jìn)行再粉碎。在CTL-450×2型旋風(fēng)分離器6中部分超細(xì)物料作為產(chǎn)品從裝置底部被收集9。其他物料從旋風(fēng)分離器6頂部出，經(jīng)主風(fēng)機(jī)7回到主氣流管道4中，部分超細(xì)顆粒在主風(fēng)機(jī)7出口處沿管道進(jìn)入到MC-120型布袋收塵器(120袋，90m2過濾面積)8中，并在底部被收集10。而較大顆粒物料則經(jīng)主風(fēng)機(jī)7又進(jìn)入到主氣流4中繼續(xù)與球磨機(jī)3處理后的物料進(jìn)行循環(huán)處理。該系統(tǒng)從9和10處所收集到的產(chǎn)品即為用于磁選機(jī)處理的物料。
本發(fā)明采用了以研磨為主無強(qiáng)烈沖擊作用的球磨機(jī)。球磨過程中在保證將炭渣粉碎至一定細(xì)度的前提下又不使鐵屑變細(xì)，避免其進(jìn)入炭黑并容易通過磁選工藝除去，從而提高了產(chǎn)品質(zhì)量。在粉碎工藝后對炭黑填料進(jìn)行復(fù)合改性，所得炭黑質(zhì)量達(dá)到在橡膠制品和廢輪胎制造業(yè)上的要求。
權(quán)利要求
1.利用廢輪胎熱解炭渣制備炭黑填料的方法，其特征在于，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(jī)進(jìn)行粉碎；(2)將步驟(1)粉碎后的熱解炭渣放入磁選機(jī)中進(jìn)行磁選；(3)將步驟(2)磁選后分離出的產(chǎn)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(chǎn)品，在高速混合機(jī)中對所述取出的產(chǎn)品加入改性劑進(jìn)行恒溫攪拌，溫度為80～100℃，混合時間約10分鐘；所述的改性劑為產(chǎn)品量的0.5～2％的硬脂酸或產(chǎn)品量的0.5～1％的鈦酸脂或產(chǎn)品量的50％的炭黑N330中的任何一種；(5)將混合改性后的炭黑填料成品包裝入庫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用廢輪胎熱解炭渣制備炭黑填料的方法，其特征在于，所述球磨機(jī)筒體轉(zhuǎn)速25r/min，額定功率132kw，額定電壓380v。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用廢輪胎熱解炭渣制備炭黑填料的方法，其特征在于，所述磁選機(jī)為φ1.2m×3.6m永磁滾筒式磁選機(jī)；轉(zhuǎn)速22r/min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用廢輪胎熱解炭渣制備炭黑填料的方法，其特征在于，所述高速混合機(jī)為SHR-10型高速混合機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用廢輪胎熱解炭渣制備炭黑填料的方法，其特征在于，在步驟(1)中粉碎之后用超細(xì)氣流分級機(jī)和旋風(fēng)分離器進(jìn)行分級；步驟(2)為將粉碎分級后的熱解炭渣放入磁選機(jī)中進(jìn)行磁選。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用廢輪胎熱解炭渣制備炭黑填料的方法，其特征在于，所述超細(xì)氣流分級機(jī)為FZD型單轉(zhuǎn)子超細(xì)氣流分級機(jī)；分級機(jī)轉(zhuǎn)速為800r·min-1。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用廢輪胎熱解炭渣制備炭黑填料的方法，其特征在于，所述旋風(fēng)分離器為CTL-450×2型旋風(fēng)分離器。
全文摘要
本發(fā)明涉及利用廢輪胎熱解炭渣制備炭黑填料的方法，屬于廢輪胎熱解炭渣的后處理技術(shù)領(lǐng)域。廢輪胎熱解炭渣通過輸送帶送入球磨機(jī)進(jìn)行粉碎或再進(jìn)行分級；粉碎(分級)后的熱解炭渣放入磁選機(jī)中進(jìn)行磁選；磁選后分離出的產(chǎn)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(chǎn)品在高速混合機(jī)中對所述取出的產(chǎn)品加入改性劑進(jìn)行恒溫攪拌；將混合改性后的炭黑填料成品包裝入庫。本發(fā)明采用以研磨為主無強(qiáng)烈沖擊作用的球磨機(jī)，避免其進(jìn)入炭黑并容易通過磁選工藝除去，從而提高了產(chǎn)品質(zhì)量。粉碎后對炭黑填料進(jìn)行復(fù)合改性處理，使得炭黑填料的品質(zhì)有了近一步的提升。所得的炭黑經(jīng)分析，質(zhì)量達(dá)到在橡膠制品和廢輪胎制造業(yè)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(yōu)先權(quán)日2006年10月20日
發(fā)明者馮濤, 蓋國勝, 叢曉民, 楊玉芬 申請人:清華大學(xué)