专利名称：利用废轮胎热解炭渣制备炭黑填料的方法
技术领域：
本发明涉及利用废轮胎热解炭渣制备炭黑填料的方法，尤其涉及热解炭渣制备炭黑填料的加工工艺，属于废轮胎热解炭渣的后处理技术领域。
背景技术：
热解炭渣作为废轮胎重要的热解产物，如能对其实现有效利用将对整个废轮胎热解工艺的实际应用具有重要意义。研究发现热解炭渣具有和商业炭黑基本相同的主体结构，使热解炭渣作为炭黑使用成为可能。但热解炭渣在微观结构和表面特性上与商业炭黑之间还存在一定差距，因此对热解炭渣进行后处理是提升炭渣作为炭黑填料品质，进而提高其经济性的有效途径。
目前已有的与本发明相关的废轮胎热解炭渣后处理专利技术包括山东省泰山轮胎厂孙立勇公布的发明专利“FOH还原再生工艺废轮胎制成芳烃油炭黑的设备与方法”(CN1718678A，2006)，该专利研究了由废旧轮胎制备芳烃油和炭黑的设备和方法。其采用高速涡轮粉碎机处理炭渣得到炭黑，与本查新项目采用的球磨机不同，且未涉及炭黑填料的改性处理；上海绿人生态经济科技有限公司的徐俊彦和徐俊士公布的发明专利“一种废旧轮胎的处理方法”(CN1145395A，1997)则研究了一种废旧轮胎的处理方法，包括轮胎破碎切片、热裂解处理、炭黑粉碎包装等过程。该专利将废轮胎热解炭渣进行了粉碎处理，但未提及炭黑的粉碎方式，且未涉及炭黑填料的改性处理；北京丽坤化工厂的周鼎力和邢力公布的发明专利“利用废橡胶制造汽油、柴油和炭黑的方法及设备”(CN1432458A，2003)，该专利涉及将废橡胶热解炭渣进行粉碎处理，但未提及炭黑的粉碎方式，且未对炭黑填料进行改性处理。现有技术中处理废轮胎热解炭渣的粉碎工艺设备包括高速涡轮粉碎机，微粒粉碎机，振动磨等，但未见有采用球磨机处理。而对热解炭渣进行改性处理则少有报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是由于热解炭渣中含有一定量的废铁丝和铁锈，影响其作为炭黑填料的应用，所以对炭渣进行磁选除杂则成为必不可少的环节。目前已有的对炭渣的粉碎方法易使铁锈变成细粉而难以通过磁选工艺除去，进而使炭黑产品的品质降低，经济性下降。另一方面，热解炭渣的流动性和分散性较差，导致产品的质量较差，附加值较低，因而需进一步对其进行表面改性处理。而目前对炭渣进行表面改性处理的报道较少。
本发明为解决上述技术问题提供一种处理废轮胎热解炭渣制备炭黑填料的新方法，包括炭渣的超细粉碎和改性两个过程，本发明采用的技术方案如下利用废轮胎热解炭渣制备炭黑填料的方法，该方法包括以下步骤(1)热解炭渣通过输送带送入超细粉碎分级系统进行粉碎，该粉碎系统以球磨机(筒体转速25r/min，额定功率132kw，额定电压380v)为核心粉碎处理设备，或者进一步采用超细气流分级机进行分级；(2)将粉碎(分级)后的热解炭渣放入磁选机中进行磁选；(3)将磁选后的产品送入储料仓准备下一环节的使用，分离出的废铁屑回收包装入库；(4)改性工艺是在加入改性剂(0.5～2％的硬脂酸或0.5～1％的钛酸脂或50％的炭黑N330等)后在高速混合机中对储料仓中的产品进行恒温搅拌，混合温度为80～100℃，混合时间约10min；(5)最后将改性后的炭黑填料成品包装入库。
本发明对照已有技术，超细粉碎工艺采用了以研磨为主无强烈冲击作用的球磨机。由于球磨机更适合处理像热解炭渣这类软质物料的选型性粉碎，球磨过程中在保证将炭渣粉碎至一定细度的前提下又不使铁屑变细，避免其进入炭黑并容易通过磁选工艺除去，从而提高了产品质量。在粉碎工艺后，对炭黑填料又进行复合改性处理，使得炭黑填料的品质有了近一步的提升。所得的炭黑经过分析，质量上已达到在橡胶制品和废轮胎制造业上的要求。
图1是本发明工艺流程图。
图2是超细粉碎分级系统。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明工艺流程图。其中，①是热解炭渣，②是热解炭渣被送入超细粉碎分级系统进行粉碎，③是热解炭渣被放入磁选机中进行磁选，④是磁选后的产品送入储料仓，⑤是加入改性剂后在高速混合机中对储料仓中的产品进行恒温搅拌，⑥是分离出的废铁屑回收包装入库，⑦是添加改性剂，⑧是改性后的炭黑填料成品包装入库。如图1所示，本发明是一种处理废轮胎热解炭渣制备炭黑填料的新方法，包括炭渣的超细粉碎和改性两个过程。该处理工艺的热解炭渣处理量为1000kg/h。首先热解炭渣①通过输送带送入超细粉碎分级系统进行粉碎②，该粉碎系统以球磨机为核心处理设备(并采用超细气流分级机进行分级)。而后将粉碎后的热解炭渣①放入φ1.2m×3.6m永磁滚筒式磁选机(转速22r/min)中进行磁选③。将磁选后的产品送入储料仓④准备下一环节的使用，分离出的废铁屑回收包装入库⑥。改性工艺是在添加0.5～2％的硬脂酸⑦后在SHR-10型高速混合机中对储料仓④中的产品进行恒温搅拌⑤，混合温度为80～100℃，混合时间约10min。最后将改性后的炭黑填料成品包装入库⑧。所得的炭黑经过分析，质量上已达到在橡胶制品和废轮胎制造业上的要求。
图2是超细粉碎分级系统。其中，①是热解炭渣，2是料仓，3是球磨机，4是主气流管道，5是超细气流分级机，6是旋风分离器，7是主风机，8是布袋收尘器，9和10是超细物料的收集。如图2所示，该超细粉碎分级系统为连续式运行系统。进来的热解炭渣①先由料仓2进入φ1.5m×5.7m的干式球磨机(筒体转速25r/min，额定功率132kw，额定电压380v)3中进行粉碎。粉碎后的热解炭渣输送到主气流管道4中，先进入FZD型单转子超细气流分级机5中分级，分级机转速为800r·min-1；较细的炭黑填料进入到CTL-450×2型旋风分离器(功率75kw)6中，而较大粒径的颗粒被重新输送到球磨机3中进行再粉碎。在CTL-450×2型旋风分离器6中部分超细物料作为产品从装置底部被收集9。其他物料从旋风分离器6顶部出，经主风机7回到主气流管道4中，部分超细颗粒在主风机7出口处沿管道进入到MC-120型布袋收尘器(120袋，90m2过滤面积)8中，并在底部被收集10。而较大颗粒物料则经主风机7又进入到主气流4中继续与球磨机3处理后的物料进行循环处理。该系统从9和10处所收集到的产品即为用于磁选机处理的物料。
本发明采用了以研磨为主无强烈冲击作用的球磨机。球磨过程中在保证将炭渣粉碎至一定细度的前提下又不使铁屑变细，避免其进入炭黑并容易通过磁选工艺除去，从而提高了产品质量。在粉碎工艺后对炭黑填料进行复合改性，所得炭黑质量达到在橡胶制品和废轮胎制造业上的要求。
权利要求
1.利用废轮胎热解炭渣制备炭黑填料的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤(1)废轮胎热解炭渣通过输送带送入球磨机进行粉碎；(2)将步骤(1)粉碎后的热解炭渣放入磁选机中进行磁选；(3)将步骤(2)磁选后分离出的产品送入储料仓；分离出的废铁屑回收包装入库；(4)取储料仓中的产品，在高速混合机中对所述取出的产品加入改性剂进行恒温搅拌，温度为80～100℃，混合时间约10分钟；所述的改性剂为产品量的0.5～2％的硬脂酸或产品量的0.5～1％的钛酸脂或产品量的50％的炭黑N330中的任何一种；(5)将混合改性后的炭黑填料成品包装入库。
2.根据权利要求1所述的利用废轮胎热解炭渣制备炭黑填料的方法，其特征在于，所述球磨机筒体转速25r/min，额定功率132kw，额定电压380v。
3.根据权利要求1所述的利用废轮胎热解炭渣制备炭黑填料的方法，其特征在于，所述磁选机为φ1.2m×3.6m永磁滚筒式磁选机；转速22r/min。
4.根据权利要求1所述的利用废轮胎热解炭渣制备炭黑填料的方法，其特征在于，所述高速混合机为SHR-10型高速混合机。
5.根据权利要求1所述的利用废轮胎热解炭渣制备炭黑填料的方法，其特征在于，在步骤(1)中粉碎之后用超细气流分级机和旋风分离器进行分级；步骤(2)为将粉碎分级后的热解炭渣放入磁选机中进行磁选。
6.根据权利要求5所述的利用废轮胎热解炭渣制备炭黑填料的方法，其特征在于，所述超细气流分级机为FZD型单转子超细气流分级机；分级机转速为800r·min-1。
7.根据权利要求5所述的利用废轮胎热解炭渣制备炭黑填料的方法，其特征在于，所述旋风分离器为CTL-450×2型旋风分离器。
全文摘要
本发明涉及利用废轮胎热解炭渣制备炭黑填料的方法，属于废轮胎热解炭渣的后处理技术领域。废轮胎热解炭渣通过输送带送入球磨机进行粉碎或再进行分级；粉碎(分级)后的热解炭渣放入磁选机中进行磁选；磁选后分离出的产品送入储料仓，分离出的废铁屑回收包装入库；取储料仓中的产品在高速混合机中对所述取出的产品加入改性剂进行恒温搅拌；将混合改性后的炭黑填料成品包装入库。本发明采用以研磨为主无强烈冲击作用的球磨机，避免其进入炭黑并容易通过磁选工艺除去，从而提高了产品质量。粉碎后对炭黑填料进行复合改性处理，使得炭黑填料的品质有了近一步的提升。所得的炭黑经分析，质量达到在橡胶制品和废轮胎制造业上的要求。
文档编号C09C1/48GK1944543SQ20061011388
公开日2007年4月11日 申请日期2006年10月20日 优先权日2006年10月20日
发明者冯涛, 盖国胜, 丛晓民, 杨玉芬 申请人:清华大学