CN113416435A - 一种应用于废旧轮胎炭黑造粒方法 - Google Patents

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张志英
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    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/44—Carbon
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Abstract

本发明公开了一种应用于废旧轮胎炭黑造粒方法，属于废旧轮胎回收利用技术领域，包括以下步骤：S1、获得用于裂解的橡胶块；S2、将橡胶块投放至清洗装置中进行清洗；S3、获得裂解炭以及裂解油气；S4、裂解炭在冷凝冷却后进行固体出料，将裂解炭从裂解装置中提取出来，留以备用；S5、制备用于调节pH值的碱性溶液，该应用于废旧轮胎炭黑造粒方法，通过添加改性溶液以及碱性溶液，利用碱性溶液对粘结剂的酸性进行中和，在保证粘合性能的同时，又有效提高了炭黑的pH值，降低了粘结剂的灰分，保证了炭黑造粒的品质；利用改性溶液的分散作用，不仅防止炭盒混合时发生团聚问题，导致分散不均匀，还提升炭黑的导电性能。

Description

一种应用于废旧轮胎炭黑造粒方法
技术领域
本发明属于废旧轮胎回收利用技术领域，具体为一种应用于废旧轮胎炭黑造粒方法。
背景技术
随着汽车工业的迅猛发展，废旧轮胎的数量也与日俱增，对环境造成了严重的污染。为此，各国投入了大量的人力、物力研究废气轮胎的回收和利用。目前国内外对这些废弃物最为理想的处理方法是采用高温分解方法，即将废气的轮胎放入裂解炉中经高温裂解后，从裂解物中回收有用的物质再利用。这种方法既消除了环境污染，又可使废物得以综合利用，变废为宝，产生可观的经济效益。
现有技术中，从事轮胎回收的资源利用行业，大多数的方法处理回收仍处在较为初级的阶段，只能将废旧的轮胎破碎后，放在裂解炉中一炉一炉的处理，处理效率比较低。在废旧轮胎提取炭黑的过程中，往往由于裂解过程中的造粒处理不够理想，很难提炼出较高的炭黑或者炭黑的产量以及产率都比较低，而且不可避免的产生炭黑二次污染问题，制造过程能量消耗大。
为了解决上述问题，我们提出了一种应用于废旧轮胎炭黑造粒方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种应用于废旧轮胎炭黑造粒方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种应用于废旧轮胎炭黑造粒方法，包括以下步骤：
S1、将废旧轮胎投放至挤压装置中，将废旧轮胎内部掺杂的钢丝利用磁铁装置取出，获得用于裂解的橡胶块；
S2、将橡胶块投放至清洗装置中进行清洗，去除橡胶块中掺杂的包括碎石颗粒的所有杂质；
S3、将清洗后的橡胶块在裂解装置中进行裂解，获得裂解炭以及裂解油气；
S4、裂解炭在冷凝冷却后进行固体出料，将裂解炭从裂解装置中提取出来，留以备用；
S5、制备用于调节pH值的碱性溶液；
S6、制备用于造粒工作的造粒水；
S7、制备用于混合在造粒水中的粘结剂；
S8、制备用于改性的改性溶液；
S9、将制备的造粒水和粘结剂进行混合；
S10、将混合有粘接剂的造粒水与制备的改性溶液进行混合；
S11、在上一步骤中的混合液中加入改性溶液，造粒水和改性溶液进行充分混合，制得造粒溶液；
S12、将备用的裂解炭和造粒溶液投放至造粒装置中，在造粒装置中进行造粒，形成湿炭黑粒子；
S13、湿炭黑粒子在干燥滚筒中烘干去除水分后得到炭黑造粒。
进一步优化本技术方案，所述S3中，在对橡胶块进行裂解前，在橡胶块的存放容器中添加天那水溶剂并进行搅拌混合，加速橡胶块的溶解用以促进裂解反应，将溶解后的橡胶块投放至裂解装置中进行裂解反应。
进一步优化本技术方案，所述S4中，裂解炭的冷凝冷却按照废旧轮胎的投放量进行设计，废旧轮胎的投放量为5吨时，裂解炭的冷凝冷却为4个小时；废旧轮胎的投放量为10吨时，裂解炭的冷凝冷却为8个小时。
进一步优化本技术方案，所述S5中，碱性溶液可以为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液或者pH值大于7的盐溶液。
进一步优化本技术方案，所述S6中，造粒水中的水可以为工业水或者经净化后的炭黑生产废水，并在水中添加硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂和水的质量配比为1:20。
进一步优化本技术方案，所述S7中，粘结剂为质量分数为2-5%的木质素磺酸盐溶液或者质量分数为1-2%的麦芽糖糊精溶液，所述木质素磺酸盐溶液通过膜过滤技术制得，所述麦芽糖糊精溶液通过淀粉水解技术制得。
进一步优化本技术方案，所述S8中，改性溶液中的改性成分由纳米碳材料组成，所述纳米碳材料选择石墨烯材料、碳纳米管的其中一种或者上述二者的混合物。
进一步优化本技术方案，所述S9中，制备的造粒水和粘结剂进行混合时，造粒水和粘结剂的质量配比为4:1。
进一步优化本技术方案，所述S10中，混合有粘接剂的造粒水与制备的改性溶液进行混合时，混合有粘接剂的造粒水和制备的改性溶液的质量配比为1:0.1-0.2。
进一步优化本技术方案，所述S11中，将改性溶液流量和造粒水的质量配比采用比值控制进行控制，改性溶液流量可根据造粒水的流量变化调节。
与现有技术相比，本发明提供了一种应用于废旧轮胎炭黑造粒方法，具备以下有益效果：
1、该应用于废旧轮胎炭黑造粒方法，通过添加改性溶液以及碱性溶液，利用碱性溶液对粘结剂的酸性进行中和，在保证粘合性能的同时，又有效提高了炭黑的pH值，降低了粘结剂的灰分，保证了炭黑造粒的品质；利用改性溶液的分散作用，不仅防止炭盒混合时发生团聚问题，导致分散不均匀，还提升炭黑的导电性能。
2、该应用于废旧轮胎炭黑造粒方法，通过将炭黑生产废水进行净化，净化后的炭黑生产废水与工业水混合后用作造粒水，避免了产生炭黑二次污染问题，还节约了水资源，环保节能。
附图说明
图1为本发明提出的一种应用于废旧轮胎炭黑造粒方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：请参阅图1，一种应用于废旧轮胎炭黑造粒方法，包括以下步骤：
S1、将废旧轮胎投放至挤压装置中，将废旧轮胎内部掺杂的钢丝利用磁铁装置取出，获得用于裂解的橡胶块；
S2、将橡胶块投放至清洗装置中进行清洗，去除橡胶块中掺杂的包括碎石颗粒的所有杂质；
S3、将清洗后的橡胶块在裂解装置中进行裂解，获得裂解炭以及裂解油气；
S4、裂解炭在冷凝冷却后进行固体出料，将裂解炭从裂解装置中提取出来，留以备用；
S5、制备用于调节pH值的碱性溶液；
S6、制备用于造粒工作的造粒水；
S7、制备用于混合在造粒水中的粘结剂；
S8、制备用于改性的改性溶液；
S9、将制备的造粒水和粘结剂进行混合；
S10、将混合有粘接剂的造粒水与制备的改性溶液进行混合；
S11、在上一步骤中的混合液中加入改性溶液，造粒水和改性溶液进行充分混合，制得造粒溶液；
S12、将备用的裂解炭和造粒溶液投放至造粒装置中，在造粒装置中进行造粒，形成湿炭黑粒子；
S13、湿炭黑粒子在干燥滚筒中烘干去除水分后得到炭黑造粒。
具体的，所述S3中，在对橡胶块进行裂解前，在橡胶块的存放容器中添加天那水溶剂并进行搅拌混合，加速橡胶块的溶解用以促进裂解反应，将溶解后的橡胶块投放至裂解装置中进行裂解反应。
具体的，所述S4中，裂解炭的冷凝冷却按照废旧轮胎的投放量进行设计，废旧轮胎的投放量为5吨时，裂解炭的冷凝冷却为4个小时；废旧轮胎的投放量为10吨时，裂解炭的冷凝冷却为8个小时。
具体的，所述S5中，碱性溶液可以为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液。
具体的，所述S6中，造粒水中的水为经净化后的炭黑生产废水，并在水中添加硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂和水的质量配比为1:20。
具体的，所述S7中，粘结剂为质量分数为2-5%的木质素磺酸盐溶液，所述木质素磺酸盐溶液通过膜过滤技术制得。
具体的，所述S8中，改性溶液中的改性成分由纳米碳材料组成，所述纳米碳材料选择石墨烯材料。
具体的，所述S9中，制备的造粒水和粘结剂进行混合时，造粒水和粘结剂的质量配比为4:1。
具体的，所述S10中，混合有粘接剂的造粒水与制备的改性溶液进行混合时，混合有粘接剂的造粒水和制备的改性溶液的质量配比为1:0.1-0.2。
具体的，所述S11中，将改性溶液流量和造粒水的质量配比采用比值控制进行控制，改性溶液流量可根据造粒水的流量变化调节。
实施例二：一种应用于废旧轮胎炭黑造粒方法，包括以下步骤：
S1、将废旧轮胎投放至挤压装置中，将废旧轮胎内部掺杂的钢丝利用磁铁装置取出，获得用于裂解的橡胶块；
S2、将橡胶块投放至清洗装置中进行清洗，去除橡胶块中掺杂的包括碎石颗粒的所有杂质；
S3、将清洗后的橡胶块在裂解装置中进行裂解，获得裂解炭以及裂解油气；
S4、裂解炭在冷凝冷却后进行固体出料，将裂解炭从裂解装置中提取出来，留以备用；
S5、制备用于调节pH值的碱性溶液；
S6、制备用于造粒工作的造粒水；
S7、制备用于混合在造粒水中的粘结剂；
S8、制备用于改性的改性溶液；
S9、将制备的造粒水和粘结剂进行混合；
S10、将混合有粘接剂的造粒水与制备的改性溶液进行混合；
S11、在上一步骤中的混合液中加入改性溶液，造粒水和改性溶液进行充分混合，制得造粒溶液；
S12、将备用的裂解炭和造粒溶液投放至造粒装置中，在造粒装置中进行造粒，形成湿炭黑粒子；
S13、湿炭黑粒子在干燥滚筒中烘干去除水分后得到炭黑造粒。
具体的，所述S3中，在对橡胶块进行裂解前，在橡胶块的存放容器中添加天那水溶剂并进行搅拌混合，加速橡胶块的溶解用以促进裂解反应，将溶解后的橡胶块投放至裂解装置中进行裂解反应。
具体的，所述S4中，裂解炭的冷凝冷却按照废旧轮胎的投放量进行设计，废旧轮胎的投放量为5吨时，裂解炭的冷凝冷却为4个小时；废旧轮胎的投放量为10吨时，裂解炭的冷凝冷却为8个小时。
具体的，所述S5中，碱性溶液可以为pH值大于7的盐溶液。
具体的，所述S6中，造粒水中的水为经净化后的炭黑生产废水，并在水中添加硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂和水的质量配比为1:20。
具体的，所述S7中，粘结剂为质量分数为1-2%的麦芽糖糊精溶液，所述麦芽糖糊精溶液通过淀粉水解技术制得。
具体的，所述S8中，改性溶液中的改性成分由纳米碳材料组成，所述纳米碳材料选择石墨烯材料、碳纳米管的上述二者的混合物。
具体的，所述S9中，制备的造粒水和粘结剂进行混合时，造粒水和粘结剂的质量配比为4:1。
具体的，所述S10中，混合有粘接剂的造粒水与制备的改性溶液进行混合时，混合有粘接剂的造粒水和制备的改性溶液的质量配比为1:0.1-0.2。
具体的，所述S11中，将改性溶液流量和造粒水的质量配比采用比值控制进行控制，改性溶液流量可根据造粒水的流量变化调节。
实施例三：一种应用于废旧轮胎炭黑造粒方法，包括以下步骤：
S1、将废旧轮胎投放至挤压装置中，将废旧轮胎内部掺杂的钢丝利用磁铁装置取出，获得用于裂解的橡胶块；
S2、将橡胶块投放至清洗装置中进行清洗，去除橡胶块中掺杂的包括碎石颗粒的所有杂质；
S3、将清洗后的橡胶块在裂解装置中进行裂解，获得裂解炭以及裂解油气；
S4、裂解炭在冷凝冷却后进行固体出料，将裂解炭从裂解装置中提取出来，留以备用；
S5、制备用于调节pH值的碱性溶液；
S6、制备用于造粒工作的造粒水；
S7、制备用于混合在造粒水中的粘结剂；
S8、制备用于改性的改性溶液；
S9、将制备的造粒水和粘结剂进行混合；
S10、将混合有粘接剂的造粒水与制备的改性溶液进行混合；
S11、在上一步骤中的混合液中加入改性溶液，造粒水和改性溶液进行充分混合，制得造粒溶液；
S12、将备用的裂解炭和造粒溶液投放至造粒装置中，在造粒装置中进行造粒，形成湿炭黑粒子；
S13、湿炭黑粒子在干燥滚筒中烘干去除水分后得到炭黑造粒。
具体的，所述S3中，在对橡胶块进行裂解前，在橡胶块的存放容器中添加天那水溶剂并进行搅拌混合，加速橡胶块的溶解用以促进裂解反应，将溶解后的橡胶块投放至裂解装置中进行裂解反应。
具体的，所述S4中，裂解炭的冷凝冷却按照废旧轮胎的投放量进行设计，废旧轮胎的投放量为5吨时，裂解炭的冷凝冷却为4个小时；废旧轮胎的投放量为10吨时，裂解炭的冷凝冷却为8个小时。
具体的，所述S5中，碱性溶液可以为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液。
具体的，所述S6中，造粒水中的水可以为工业水或者经净化后的炭黑生产废水，并在水中添加硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂和水的质量配比为1:20。
具体的，所述S7中，粘结剂为质量分数为2-5%的木质素磺酸盐溶液或者质量分数为1-2%的麦芽糖糊精溶液，所述木质素磺酸盐溶液通过膜过滤技术制得，所述麦芽糖糊精溶液通过淀粉水解技术制得。
具体的，所述S8中，改性溶液中的改性成分由纳米碳材料组成，所述纳米碳材料选择石墨烯材料、碳纳米管的上述二者的混合物。
具体的，所述S9中，制备的造粒水和粘结剂进行混合时，造粒水和粘结剂的质量配比为4:1。
具体的，所述S10中，混合有粘接剂的造粒水与制备的改性溶液进行混合时，混合有粘接剂的造粒水和制备的改性溶液的质量配比为1:0.1。
具体的，所述S11中，将改性溶液流量和造粒水的质量配比采用比值控制进行控制，改性溶液流量可根据造粒水的流量变化调节。
本发明的有益效果是：
1、该应用于废旧轮胎炭黑造粒方法，通过添加改性溶液以及碱性溶液，利用碱性溶液对粘结剂的酸性进行中和，在保证粘合性能的同时，又有效提高了炭黑的pH值，降低了粘结剂的灰分，保证了炭黑造粒的品质；利用改性溶液的分散作用，不仅防止炭盒混合时发生团聚问题，导致分散不均匀，还提升炭黑的导电性能。
2、该应用于废旧轮胎炭黑造粒方法，通过将炭黑生产废水进行净化，净化后的炭黑生产废水与工业水混合后用作造粒水，避免了产生炭黑二次污染问题，还节约了水资源，环保节能。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种应用于废旧轮胎炭黑造粒方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将废旧轮胎投放至挤压装置中，将废旧轮胎内部掺杂的钢丝利用磁铁装置取出，获得用于裂解的橡胶块；
S2、将橡胶块投放至清洗装置中进行清洗，去除橡胶块中掺杂的包括碎石颗粒的所有杂质；
S3、将清洗后的橡胶块在裂解装置中进行裂解，获得裂解炭以及裂解油气；
S4、裂解炭在冷凝冷却后进行固体出料，将裂解炭从裂解装置中提取出来，留以备用；
S5、制备用于调节pH值的碱性溶液；
S6、制备用于造粒工作的造粒水；
S7、制备用于混合在造粒水中的粘结剂；
S8、制备用于改性的改性溶液；
S9、将制备的造粒水和粘结剂进行混合；
S10、将混合有粘接剂的造粒水与制备的改性溶液进行混合；
S11、在上一步骤中的混合液中加入改性溶液，造粒水和改性溶液进行充分混合，制得造粒溶液；
S12、将备用的裂解炭和造粒溶液投放至造粒装置中，在造粒装置中进行造粒，形成湿炭黑粒子；
S13、湿炭黑粒子在干燥滚筒中烘干去除水分后得到炭黑造粒。
2.根据权利要求1所述的一种应用于废旧轮胎炭黑造粒方法，其特征在于，所述S3中，在对橡胶块进行裂解前，在橡胶块的存放容器中添加天那水溶剂并进行搅拌混合，加速橡胶块的溶解用以促进裂解反应，将溶解后的橡胶块投放至裂解装置中进行裂解反应。
3.根据权利要求1所述的一种应用于废旧轮胎炭黑造粒方法，其特征在于，所述S4中，裂解炭的冷凝冷却按照废旧轮胎的投放量进行设计，废旧轮胎的投放量为5吨时，裂解炭的冷凝冷却为4个小时；废旧轮胎的投放量为10吨时，裂解炭的冷凝冷却为8个小时。
4.根据权利要求1所述的一种应用于废旧轮胎炭黑造粒方法，其特征在于，所述S5中，碱性溶液可以为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液或者pH值大于7的盐溶液。
5.根据权利要求1所述的一种应用于废旧轮胎炭黑造粒方法，其特征在于，所述S6中，造粒水中的水可以为工业水或者经净化后的炭黑生产废水，并在水中添加硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂和水的质量配比为1:20。
6.根据权利要求1所述的一种应用于废旧轮胎炭黑造粒方法，其特征在于，所述S7中，粘结剂为质量分数为2-5%的木质素磺酸盐溶液或者质量分数为1-2%的麦芽糖糊精溶液，所述木质素磺酸盐溶液通过膜过滤技术制得，所述麦芽糖糊精溶液通过淀粉水解技术制得。
7.根据权利要求1所述的一种应用于废旧轮胎炭黑造粒方法，其特征在于，所述S8中，改性溶液中的改性成分由纳米碳材料组成，所述纳米碳材料选择石墨烯材料、碳纳米管的其中一种或者上述二者的混合物。
8.根据权利要求1所述的一种应用于废旧轮胎炭黑造粒方法，其特征在于，所述S9中，制备的造粒水和粘结剂进行混合时，造粒水和粘结剂的质量配比为4:1。
9.根据权利要求1所述的一种应用于废旧轮胎炭黑造粒方法，其特征在于，所述S10中，混合有粘接剂的造粒水与制备的改性溶液进行混合时，混合有粘接剂的造粒水和制备的改性溶液的质量配比为1:0.1-0.2。
10.根据权利要求1所述的一种应用于废旧轮胎炭黑造粒方法，其特征在于，所述S11中，将改性溶液流量和造粒水的质量配比采用比值控制进行控制，改性溶液流量可根据造粒水的流量变化调节。
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