[发明专利]一种去除炭黑中杂质的方法及其应用

说明书

本发明公开了一种去除炭黑中杂质的方法及其应用。本发明的去除炭黑中杂质的方法，能够去除炭黑中杂质或降低炭黑中杂质的含量，解决炭黑作为原材料在生产过程中散发有害杂质所造成的环境污染以及工人健康危害的问题。当本发明的去除炭黑中杂质的方法应用于炭黑的制备过程中，所制得的炭黑中杂质少，纯度高，对人体或环境的潜在危险小。

技术领域

本发明属于炭黑技术领域，具体涉及一种去除炭黑中杂质的方法及其应用。

背景技术

多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，PAHs)是指分子中含有两个或两个以上苯环的芳烃化合物，属于持久性有机污染物。人类吸入或者直接的皮肤接触PAHs，都可能致癌，研究表明多种多环芳烃具有致癌、致突变以及生殖毒性。

炭黑是由含碳物质在一定的工艺条件下，不完全燃烧或热裂解而成。炭黑用途广泛，除用于橡胶制品补强外，还可用于其它材料，如涂料、油漆、油墨、墨粉、电子产品、塑料、纤维、电池等，赋予制品所需的着色、抗紫外老化、抗静电或导电性能。炭黑原料油中多环芳烃含量较高有利于炭黑生产，芳烃含量较大，有利于提高炭黑质量和收率。因此，在炭黑的生产过程中，PAHs会无可避免的产生，虽然吸附在炭黑中的芳烃物质可用甲苯等有机溶剂抽取，但是利用这种办法对炭黑产品进行深度加工处理不但会增加生产成本，同时还可能会使炭黑产品被有机溶剂污染。

有相关技术提出在造粒水中加入0.1％～5％的双氧水，利用双氧水的氧化性在造粒和干燥工序中去除炭黑中的多环芳烃。双氧水属于一种爆炸性强氧化剂，在加热的情况下容易发生分解，当温度为60℃时，双氧水分解率为50％左右，当温度达到90℃～100℃时，双氧水可以分解90％，当加热到100℃以上时，双氧水开始急剧分解。在造粒工序，炭黑温度可以达到60℃～90℃，在干燥工序炭黑的温度达到120℃～300℃，因此在造粒工序使用双氧水去除多环芳烃，存在一定的危险性，且其去除多环芳烃的效率会因双氧水的分解而降低。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明第一个方面提出一种去除炭黑中杂质的方法，能够去除炭黑中杂质或降低炭黑中杂质的含量，解决炭黑作为原材料在生产过程中散发有害杂质所造成的环境污染以及工人健康危害的问题。

本发明第二个方面提出一种上述去除炭黑中杂质的方法在制备炭黑中的应用。

本发明第三个方面提出一种制备炭黑的方法。

根据本发明的第一个方面，提出了一种去除炭黑中杂质的方法，包括如下步骤：采用高锰酸钾水溶液去除炭黑中杂质。

本发明中，高锰酸钾与炭黑中杂质反应生成二氧化锰和二氧化碳，可以有效去除或降低炭黑中的杂质，所生成的二氧化锰是一种在常温下非常稳定的黑色粉末状固体，其对主产品炭黑的性质基本无影响；另一方面，高锰酸钾的标准电极电位为1.7V，其在常温下稳定，分解温度高达200℃～220℃，在工业实际使用的安全性上大大提高。

在本发明的一些实施方式中，所述高锰酸钾与炭黑的质量比为(0.30～0.50)：100。

在本发明的一些优选的实施方式中，所述高锰酸钾水溶液的质量浓度为0.1％～0.8％。

在本发明的一些更优选的实施方式中，所述高锰酸钾水溶液的质量浓度为0.4％～0.6％。

在本发明的一些更优选的实施方式中，所述去除炭黑中杂质的方法的具体操作为将所述高锰酸钾水溶液与炭黑混合后超声。

在本发明的一些更优选的实施方式中，所述超声的频率为35KHz～55KHz。

在本发明的一些更优选的实施方式中，所述超声的时间为20min～40min。

在本发明的一些更优选的实施方式中，所述杂质选自多环芳烃，也可以包括炭黑表面残留的其他油烃类物质。