BÁO CÁO THỰC TẬP-GIỚI THIỆU LỊCH SỬ PHÁT TRIEN CỦA THAN HOẠT TÍNH I- GIỚI THIỆU CHUNG

PHẨN I
GIỚI THIỆU LỊCH SỬ PHÁT TRIEN CỦA THAN HOẠT TÍNH I-/ GIỚI
THIỆU CHUNG.
Than hoạt tính được loài người sử dụng và sản xuất. Vào thế kỷ thứ 3 người Trung Hoa dã sản xuất ra mực
tàu chất lượng cao. Trong thành phần của mực này có muội than được sản xuất bằng cách đốt cháy dầu mỡ dưới
bát sành úp ngược. Trải qua nhiều thế kỷ với nhu cầu sử dụng cao. Vào năm 1870 than hoạt tính đã có mặt trên thị
trườna thương mại, với nhu cầu về sử dụng nó có tên gọi chung là “bồ hóng” nguyên liệu đầu để sản xuất là dầu
mỡ nhựa tinh chế [245-2]. Năm 1872 với sự ngiên cứu của các tác giả Haworth và Lamb, hai ông đã đưa ra loại
than hoạt tính sử dụng nguyên liệu đầu là khí tự nhiên được sản xuất nhiều ở New Cumberlan, West
Virginia(Mỹ). Năm 1892 ở Mỹ đã sảnm xuất ra loại than hoạt tính gọi là than máng. Do sáng chế của tác giả John
MacNatte. Năm 1916 Braun và Ưlinger đã đưa ra phương pháp nhiệt phân để sản xuất than hoạt tính. Năm 1943 ở
bang Texas than hoạt tĩnh được sản xuất bằng phương pháp lò (lò khí, lò lỏng) với tổ chức quy 1Ĩ1Ô công nghiệp
lớn hơn hiện đại hon. Cho đế naycác phương pháp sản xuất trên được áp dụng rộng rãi và sản xuất ra nhiều loại
than khác nhau đáp ứng nhu cầu sử dụng cho các nghành công nghiệp nói chung và ngành công nghiệp cao su nói
riêng. Than hoạt tĩnh được sản xuất với tổng sản lượng lớn nhất và quy 1Ĩ1Ô công nghiệp lớn nhất ở nước Mỹ.
Sau đó đến các nước phương tây. Các phương pháp sản xuất chủ yếu ở Mỹ dùng ba phương pháp chính :
l_Phương pháp sản xuất than máng.
2_Phương pháp sản xuất nhiệt phân.
3_Phương pháp sản xuất lò.
Từ những phương pháp trên mà đưa ra rất nhiều loại than khác nhau với các tính chất khác nhau, ứng dụng
vào nhiều lĩnh vực khác nhau.
Từ đó rút ra khái niệm chung của than hoạt tính :là sản phẩm cháy không hoàn toàn của các hợp chất
cácbua hydro.
PHẨN II
TỔNG QUAN VỂ TÍNH CHÂT HOÁ HỌC, VẬT LÝ CỦA THAN HOẠT TÍNH
Than hoạt tính được sản xuất và bán trên thị trườne quốc tế rất đa dạng. Mỗi loại than đều có công dụng
riêng biệt đáp ứng nhu cầu của công nghiệp nói chung, công nghiệp gia công cao su nói riêng. Tuy nhiên xét về
mặt hoá học và đặc trưng kỹ thuật thì chúng có những đặc điểm chung quyết định đến khả năng tăng cường lực
cho cao su. Những luận điểm chung đó là [166-1].
*Cấu tạo hoá học.
*Mức độ phân tán.

*Cấu trúc của than.
*Khối lượng riêng của than.
Và các đặc trưng khác.
I-/ NHỮNG ĐẶC TRƯNG VỂ TÍNH CHÂT VẬT LÝ.
1- Kích thước hạt và bề mặt riêng của than hoạt tính[167-l].
Trong quá trình sản xuất do có sự va chạm, khuấy trộn. Các hạt than sơ khai thường có cấu trúc khối cầu
hoặc gần với khối cầu. Các khối cầu nằm bên nhau trong hỗn họp phản ứng lại liên kết với nhau làm tăng kích
thước của hạt để giảm năng lượng tự do bề mặt và tạo thành các chuỗi. Những chuỗi thay đổi này không những
trong quá trình sản xuất than mà cả trong quá trình gia công giữa than hoạt tính và cao su. Có các phương pháp
sản xuất than hạot tính khác nhau nên có các laọi than hoạt tính có tính chất khác nhau, hình dạng kích thước hạt
khác nhau. Nên trước khi đưa vào sử dụng cần xác định được các thông số(kích thước hạt, diện tích riêng bề mặt
hạt than.). Vì những thông số này là một tron 2 những nhân tố ảnh hưởng trực tiếp đến tĩnh chất của cao su tăng
cường lực bằng than hoạt tính.
Người ta đã dùng hai phương pháp để xác định kích thước hạt than, diện tích riêng bề mặt, đó là :
*Phương pháp kính hiển vi điện tử.
*Phương pháp hấp phụ lên bề mặt.
Vì các kích thước hạt, diện tích bề mặt của than khác nhau nên giá trị tính toán thường lấy giá trị trunh
bình
Phương pháp xác định trực tiếp bằng kính hiển vi điện tử cho ta giá trị đường kính trung bình hạt than với
các phương pháp sản xuất than khác nhau:
Ví dụ than máng đường kính hạt trung bình là 100-300A°.
Lò lỏng đường kính hạt trung bình là 180-600A°.
Lò khí đường kính hạt trung bình 400-800A°.
Phương pháp nhiệt phân đường kính hạt trung bình lớn nhất là 1400- 4000A°. Người ta đã đưa ra được
công thức tính đường kính trung bình của hạt than hoạt tính [245-2].
In*d
D
n
=
En

Trong đó n là số hạt.
d là đường kính hạt.
Kích thước hạt cũng xác định bằng phương pháp gián tiếp nhờ phương pháp hấp phụ theo BET.
2 - Diện tích bề mặt riêng của hạt than hoạt tính:
*Phương pháp tính toán hình học, phương pháp tính tón theo lượng chất lỏng phân tử thấp hoàn toàn trơ
hoá học với than hoạt tính nhưne được hấp phụ lên bề mặt của than hoạt tính. Theo phương pháp thứ nhất các kích
thước hình học của than hoạt tĩnh được xác định bằng kính hiển vi điện tử. Nừu chấp nhận các hạt than hoạt tính
có dạng khối cầu về bề mắt các hạt than phẳng nhẵn tuyệt đối. Diện tích bề mặt hình học riêng S
h
được tĩnh theo
công thức S
h
= 6/p.D
A
; [168-1]
Trong đó : p là khối lượng riêng của than hoạt tính.
D
A
đường kính bề mặt trung bình hạt than.
En.d
3
D
a
=~—
En.d
2
Trong đó n là số hạt, d là đường kính hạt.
Diện tích bề mặt riêng được xác định theo phương pháp này gọi là diện tích bề mặt hình học riêng (S
h
).

Theo phương pháp thứ hai diện tích bề mặt riêng được xác định theo lượng chất lỏng phân tử thấp hoàn
toàn trơ hoá học với than hoạt tính, nhưng hấp phụ lên bề mặt than hoạt tính. Trons số chất lỏng phân tử thấp
thường dùng là Nitơ ở nhiệt độ sôi của nó, các dung dịch lốt và Phênol. Diện tích riêng bề mặt được tính toán
bằng phương pháp này được gọi là diện tích hấp phụ riêng s .
Giá. trị S
p
cho mỗi chất lỏng hấp phụ khác nhau thì khác nhau, vì chất lỏng có phân tử lượng lớn hơn càng
kém hấp phụ bao phủ lên vết xước xủa hạt than. Để đánh giá mức độ phẳng nhẵn bề mặt các cấu trúc than có thể
2
sử dụng tỷ số giưa diện tích hấp phụ riêng và diện tích bề mặt hình học riêng. Tỷ số này càng lớn bề mặt tiếp xúc
giữa hai pha Polyme - chất độn càng nhiều và mức độ tăng cường lực càng cao. Ngược lại ở những vết xước khi
các mạch đại phân tử quá lớn không che phủ được toàn bộ bề mặt than các chất trong hệ thống lưu hoá, phòng
lão. Sẽ bị hấp phụ vào đó làm động học cũng như mức độ lưu hoá cao su bị thay đổi nhiều. Tính chất cơ lý và tĩnh
năng sử dụng của vật liệu ít được tăng cường.
3 - Cáu trúc vật lý của than hoạt tính [169-1].
Cấu trúc của than hoạt tính được đánh giá bằng mức độ phát triển
cấu trúc bậc nhất của nó. Mức độ phát triển cấu trúc chuối phụ
thuộc vào phương pháp sản xuất phụ thuộc vào nguyên liệu đầu đưa
vào sản xuất than. Cấu trúc bậc nhất phất triển mạnh nhất trong
than sản xuất bằng phương pháp lò. Liên kết hoá học С - С đảm bảo
cho cấu trúc có độ bền cao. Số lượng các hạt than sơ khai có cấu
trúc dao động từ vài hạt đỗi với than có cấu trúc thấp đến 600 hạt
đối với than có cấu trúc cao. Trong thời gian bảo quản than hoạt
tính các cấu trúc bậc nhất của than tiếp xúc với nhau, liên kết
lại với nhau tạo thành liên kết bậc hai của than hoạt tính. Mức độ
bền vững của cấu trúc bậc hai phụ thuộc vào độ bền liên kết giữa
các cấu trúc bậc nhất và dao động trong khoảng độ bền của liên kết
Vandecvan đến độ bền liên kết hydro có trong than. Cấu trúc bậc
hai càng bền vững khi các hạt than có kích thước càng nhỏ, mức độ
nhám của bề mặt càng lớn và hàm lượng các nhóm chứa oxy trên bề

mặt than càng cao. Cấu trúc bậc hai của than hạot tính bị phá huỷ
hết khi hỗn luyện với cao su các cấu trúc này tuy nhiên có thể tái
hình thành khi bảo quản thành phẩm, lưu hoá và ngay cả khi sản
phẩm đã lưu hoá. Cấu trúc của than hoạt tính có thể xác định trực
tiếp bằng kính hiển vi điện tử và cố thể đánh giá gián tiếp qua
lượng dầu được than hoạt tính hấp phụ (trị số dầu của than). Trị
số dầu của than hoạt tính là lượng dầu hay lượng chất lỏng không
bốc hơi ml, trơ hoá học với than hoạt tính nhưng được hấp phụ lên
bề mặt của than bịn ướt tạo tthành bột nhão. Theo lý thuyết lượng
dầu
3
hấp phụ này chính là khoảng không gian giữa các hạt than khi hạt than này nằm sát với hạt
kia. Nếu cấu trúc của than càng lớn mức độ kết bó chặt chẽ của than giảm lượng dầu cần thiết để
trộn miết với than càns nhiều hơn. Như vậy trị số dầu là đại lượng tổng hợp để đánh giá giá trị diện
tích bề mặt riêng và mức độ cấu trúc của than hoạt tính.
4 - Khôi lượng riêng của than hoạt tính. [170-1].
Khối lượng riêng than hoạt tính là đại lượng phụ thuộc vào phương pháp xác định nó. Chẳng
hạn nếu dùng như rượu, axêtôn để xác định khối lượng riêng cho than hoạt tĩnh thì rượu và axêtôn
lại là các phân tử quá lớn không luồn lỏi vào các khe, kẽ giữa của các hạt than, trên bề mặt của hạt
than. Như vậy thể tích do các hạt than chiếm sẽ lớn và khối lượng riêng sẽ nhỏ hơn khối lượng riêng
thực của than. Khối lượng riêng của than hoạt tính xác định bằng phương pháp này dao động trong
khoảng từ 1800-1900 kg/m
3
. Khi xác định khối lượng riêng của than hoạt tính trong Heli lỏng nhận
được giá trị từ 1900-2000kkg/m
3
. Khối lượng riêng của than hoạt tính được tính toán theo hằng số
mạng tinh thể nhận giá trị từ 2180-2160kg/m
3
.

Than hoạt tính dạng bột là các hạt nằm ở sát bên nhau và ở các góc cạnh, các cung là không
khí vì thế khối lượng riêng của nó nhỏ hơn nhiêù và dao động từ 80-300kg/m
3
phụ thuộc vào mức độ
phát triển cấu trúc của than. Than có cấu trúc càng lớn khoảng trống giữa các cấu trúc càng nhiều và
giá trị khối lượng riêng càng nhỏ.
Ọua ứng dụng của than hoạt tính người ta thấy rằng giá trị khối lượng riêns 1860kg/m
3
thườns được sử dụns khá phổ biến. Trons công nghệ gia côn 2 cao su người ta thường sử dụng loại
than hoạt tính có khối lượng riêng là 1800kg/m
3
[252-2].
II- / ĐẶC TRƯNG VỂ MẶT HOÁ HỌC CỦA THAN HOẠT TÍNH [161-1].
Phân tích cấu tạo và cấu trúc của than hoạt tính bằng tia Rơnghen cho thấy các hạt than hoạt
tính có cấu trúc mạng phẳng cóa cấu tạo từ các vòng Cacbon(vị trí sắp xếp các nguyên tử cácbon
trong vòng giống vị trí sắp xếp các nguyên tử cácbon trong Benzen). Các nguyên tử Cácbon liên kết
với nhau bằng liên kết hoá học được biểu diễn hình dưới đây.
Khoảng 3-7 mạng các bon phẳng như vậy sắp xếp thành từng lớp mạng này lên mạng khác
nhưng không trồng khít và chính xác như nhau mà các nguyên tử cácbon ở các mạng khác nhau nằm
lệch nhau tạo thành các tinh thể sơ khai của than hoạt tính, lực liên kết giữa các nguyên tử cácbon
trons một mạng. Khoảng cách giữa các nguyên tử cácbon trong cùng một mạng là 1,42 A° khoảng
cách giữa các nguyên tử cácbon tương ứng ở hai mạng kề nhau là 3,6-3,7A°
Trong mỗi tinh thể sơ khai của than hoạt tính chứa khoảng 100-200 nguyên tử cacbon. Các
tinh thể sơ khai sắp xếp tự do và liên kết với nhau để tạo thành các hạt than đầu tiên. Số lượng các
tinh thể sơ khai trong hạt than quyết định kích thước của hạt than, chằng hạn than hoạt tính được sản
xuất bằng phương pháp khuyếch tán MacDG-100 chứa từ 5000-10000 tinh thể.
Trong quá trình sản xuất do có sự va chạm, khuấy trộn các hạt than sơ khai thường có khối
cầu hoặc gần khối cầu. Các khối cầu nằm bên trong hỗn hợp phản ứng lại liên kết với nhau nhằm
tăng kích thước của hạt để giảm năng lượng tự do bề mặt và tạo thành các chuỗi. Hình dạng và kích
thước của chuối phụ thuộc vào tính chất của từng loại than. Các chuỗi hạt như vậy được sọi là cấu

trúc hạt bậc nhất của than hoạt tính. Trong tinh thể khối của hạt than hoạt tính các nguyên tử cácbon
nằm ở mặt ngoài (nguyên tử cácbon cạnh hoặc mép) có mức độ hoạt động hoá học lớn và vì, vậy nó
là trung tâm của các quá trình ôxy hoá tạo cho bề mặt thn hàng loạt các nhóm hoạt đọng hoá học
khác như nhóm hydroxyl, cácbôxyl, cácbônyl, xêtôn được biểu diễn như sau.
Ngoài Cácbon trong thành phần hoá học của than hoạt tính còn có hydro, lưu huỳnh, ôxy và
các khoáng chất khác. Các nguyên tử này được đưa vào than hoạt tính cùng với nguyên liệu đầu và
trong quá trình ôxy hoá. Sự có mặt của các hợp chất chứa ôxy trên bề mặt than hoạt tính được chính
minh bằng phản ứng axít huyền phù trong nước của than hoạt tĩnh. Sự có mặt của các khoáng chất
trong than hoạt tính cho phản ứng kiềm yếu.
5
BẢNG 1 THÀNH PHẦN NGUYÊN Tố MỘT số LOẠI THAN HOẠT TÍNH [252-2].
Nhìn chune tuỳ vào từng loại than với các phương pháp sản xuất khác nhau nên thành phần
của chúng cũng khác nhau nhưng nó than hoạt tính nằm trong giới hạn cho phép :
Cácbon 80-99,5%
HydroO, 3-1,3%
Oxy 0,5-15%
Nitơ 0,1-0,7%
Lưuhuỳnh 0,1-0,7%[142-4].
Sự có mặt các nhóm phân cực trên bề mặt than hoạt tính là yếu tố quan trọne quyết
định khả năng tác dụng hóa học, lý học của than hoạt tính với các nhóm phân cực, liên kết
đôi có trong mạch đại pjhân tử. Dựa vào thành phần các nguyên tố hoá học của than hoạt
tính có thể chọn loại than thích hợp cho từng loại cao su để đạt được lực tác dụng giữa than
và mạch cao su lớn nhất
BẢNG 2 - TÓM TẮT TÍNH CHẤT CỦA MỘT số LOẠI THAN
Loại Hàm lượng %
Cacbon Oxy Hyđro Chất dễ bay hơi
Tăng cường máng
95,2 3,6 0,6 5
Bán tăng cường lò
99,2 0,4 0,3 1,2

Tăng cường lò lỏng
98,2 0,8 0,3 1,4
PHÂN 3
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THAN HOẠT TÍNH Ở MỸ.
I-/ GIỚI THIỆU:
Từ thời xa xưa loài người đã dùng công cụ thô sơ đẻ tạo ra một lượng “muội”, để sử dụng
vào mục đích riêng của mình, thời đó chí sử dụng theo cảm giác. Trải qua nhiều thế kỷ người ta đã
nghiên cưu thấy tác dụng đích thực của than hoạt tính không những vềđặc trưng kỹthuật, mà còn
cả về mặt kinh tế. VI
vậy, với sự nehiên cứu và tìm tòi để dưa vào sử dụngsản xuất mang tínhchất
công nshiệp hơn nó được xuất hiện đầu tiên ở Mỹ. Nước Mỹ cũng là nước phát triển sản xuất than
hoạt tính hàng đầu thế giới chiếm hơn l/2tổng sản lượng than hoạt tính của thê sgiới. Công nshệ
nghhiên cứu và đi vào sản xuất ở Mỹ, sử dụns
3 phương pháp chính đó là :
1- Phương pháp sản xuất than máng.
2- Phương pháp sản xuất than lò :
+ Lò khí.
Loại than và cóng
dụng
Ký hiệu
Nguyên
liệu đầu
Đường
kính TB
hạt A°
Diện tích bề
mặt hấp phụ
N
2
m

2
/g
Hàm lượng
chất dễ bay
hơi%
pH
Than máng
+Tăng tính công nghệ EPC
Khí thiên
nhiên
300-290 100 5 5
+Cán tráng khá tốt MPC
Khí thiên
nhiên
250-280 110-120 5 5
Than lò khí
+Phân tán nhỏ FF
Dầu hoặc
khí thiên
nhiên
400-500 40-50 1,0 8-9
+Môđun cao HMF
Dầu hoặc
khí thiên
nhiên
600 30-10 1,0 8-9
+Bán tăng cường SRF
Dầu hoặc
khí thiên
nhiên

600-800 25-30 1,0 8-9
Than lò lỏng
+Chông mài mòn siêu
cao
SAF Dầu 180-220 90-125 1,0 8-9
+Tăng khả năng
chống mài mòn rất tốt
ISAF Dầu 230-250 115 1,0 8-9
+Độ bến kết cấu thấp
ISAF-
LS
Dầu 200-230 110-130 1,5 8-9
+Đô bến kết cấu cao
ISAF-
HS
Dầu 225 110-120 1,5 8-9
+Tăng khả năng
chống mài mòn cho
cao su lưu hoá
HAF Dầu 260-280 74-100 1,5 8-9
+Thông dụng GPF Dầu 500-550 15-30 1,0 9
+Tãng khả năng dẫn
điẹn
CF Dầu 210-290 125-200 1,5-2 8-9
Nhiệt phân
+Cực mịn FT
Khí thiên
nhiên
1800 13 0,5 9
Mức độ phân tán

trung bình
MT
Khí thiên
nhiên
4700 7 0,5 8
7
+LÒ lỏng.
3- Phương pháp sản xuất nhiệt phân.
Nguyên liệu đầu để đưa vào sản xuất có hai loại chính đó là : khí thiên nhiên và dầu mỏ. Đế
thấy được các phương pháp sản xuất than hoạt tính ta đi sâu vào nghiên cứu từng phương pháp một.
1- Phương pháp sản xuất than máng [256-2].
Phương pháp sản xuất than máng sử dụng nguyên liệu đầu là khí thiên nhiên, hay khí thiên
nhiên được làm giầu thêm dầu, nhiệt độ là 1100°c.
Cấu tạo nhà kính : được cấu tạo bởi các vật liệu họp kim có kích thước :
Chiều dài 30-38 m
Chều rộng 2,5-3,6 m
Chiều cao là 2,5 m
Trong mỗi nhà kính có khoảng 2000 - 4000 ngọn lửa thoát ra từ những máng dược chuyển
động qua lại chậm chạp, hay những trục quay. Đầu phun có thể cuns cấp tới 0,5 - 0,8 m
3
/h, được
cung cấp bởi 3-5 ống dẫn (Bumer pipe). Than lắng được tách ra bằng những cái nạo và dược thu lại,
vận chuyển bằng những trục vít mang đi sử lý ttiếp theo như (làm sạch, nghiền ) để đạt được kích
thước hạt yêu cầu. Hiệu suất đối với phương pháp sản xuất này đạt rất thấp chỉ 5% hay nhỏ hơn,
đường kính trang bình hạt trong khoảng 9 nm -30nm phương pháp sản xuất này ngày nay hầu như
không sử dụns để sản xuất than hoạt tính vì nhiều lý do liên qua đến chất lượng, hiệu suất, môi
trường
Dây chuyền sản xuất được biểu diển ỏ hình 1.
2- Phưong pháp nhiệt phân [204-3].
Phương pháp nhiệt phân là quá trình phân ly khí thiên nhiên ở nhiệt độ

1300°c.
Nguyên liệu đầu để sản xuất là khí thiên nhiên, nhiệt độ 1300°c, dùng hai lò hình trụ đường
kính là 4m chiều cao là lOm. Được kết cấu bằng gạch chịu lửa, quá trình hoạt động tuần hoàn (khí
thiên nhiên được dưa vào lò 1 được ra nhiệt tạo thànhCácbon và Hydro, Cácbon được tách riêng và
được thu lại Hydro được dùng làm nhiên liệu đốt cháy lò 2). Hiệu suất đối phương pháp sản xuất này
đạt 40-50%, đường kính trung bình hạt là 120-500nm. Phương pháp sản xuất này đang được sử dụng
để sản xuất than hoạt tính với sản lượng đưa ra thị trường không nhiều, nó, thường đưa ra hai loại
than chính đó là MT và FT.
Dây chuyền sản xuất than hoạt tính bằng phương pháp nhiệt phân được biểu
diễn bằng hình 2.
3- Phưong pháp sản xuất than lò.
Hầu hết than hoạt tính được sử dụngngày nayđều được sản xuấtbằng
8
phương pháp lò. Phương pháp sản xuất lò có tổng sản lượngcung cấp ra thị
trường đạtkhoảng 85-95% so với tổng sản lương than hoạt tính mà Mỹ cun 2 cấp ra thị trường thế
giới. Phương pháp lò người ta phân ra làm hai phương pháp sản xuất đó là :
a-Phương pháp sản xuất lò khí.
b-Phương pháp sản xuất lò lỏng.
Phương pháp sản xuất lò nói chung là sự đốt cháy không hoàn toàn khí thiên nhiên hay dầu
nặng trong lò chịu nhiệt
a -Phương pháp sấn xuất lò khí Í258-2Ị.
Nguyên liệu đầu là khí thiên nhiên nhiệt độ là 1200°c thiết bị gồm : đầu đốt, lò, thiết bị làm
lạnh, hệ thống thu hồi than. Cấu tạo lò có thẻ là hình chữ nhật hay hình trụ được đặt nằm ngang.
Nếu là hình chữ nhật có kích thước là lm X 2,5m X 3,6m.
- Nếu là hình trụ có đường kính là l,4m, chiều dài là 8m dùng 6 đầu đốt (Bumer) trong một lò.
Trong một dây chuyền sản xuất thường có 3-5 lò. Phương pháp sản xuất phụ thuộc vào tỷ
lệ giữa không khí và khí thiên nhiên được đốt cháy phạm vi là 4-6, phụ thuộc vào yêu cầu
của từng loại than, tăng lượng không khí thì tăng nhiệt độ lò, giảm hiệu suất và kích thước
hạt hay ngược lại. Hiệu suất đối với phương pháp sản xuất này đạt 30-40% đường kính
trung bình của hạt là 50-87nm, có ba loại than được sản xuất bằns phương pháp đó là loại

SRF, HMF, FF ba loại này có tính chất khác nhau và công dụng khác nhau. Dây chuyền
sản xuất lò khí được biểu diễn ở hình 3.
b-Phương pháp sản xuất lò ỉỏns.
Nguyên liệu đầu là những Hydro Cácbon lỏns (dầu nặng, nhựa than đá ). Nhiệt độ
là 1200-1600°c. Cấu tạo gồm: đầu đốt, lò, thiết bị làm lạnh, hệ thống thu hồi than. Lò được
kết cấu bằng những kim loại chịu nhiệt chịu va đập đối với loại lò này có rất nhiều kiểu
chiều dài trong khoảng 1,4-4 m, đường kính 1,5-8m. Hiệu suất đạt được với phương pháp
sản xuất lò lỏng 45-80%, đường kính hạt 14-90nm. Phương pháp sản xuất này sản xuất ra
rất nhiều loại than khác nhau cả về tính chất và công dụng bao gồm các loại than : GPF,
FEF, HAF, HAF -HS, HAF-LS, ISAF, SAF, CF
Tổng sản lượns than hoạt tính được sản xuất ra từ phương pháp lò lỏng có thể chiếm
tới 70% tổng sản lượng than hoạt tính của Mỹ sản xuất ra thị trường thế giới. Phương pháp
này rất thông dụng cả về nguyên liệu đầu lẫn vận hành sản xuất nên không những ở Mỹ áp
dụng phương pháp sản xuất này mà còn ở các nước phương tây, các nước Châu Á (Nhật
bản).
BẢNG 3 - TÓM TẮT CỦA BA PHƯƠNG PHÁP SẢN XUÂT THAN HOẠT TÍNH.
9
II-/ SẢN LƯỢNG [162-1].
Năm 1900 tổng sản lượng than hoạt tĩnh ở Mỹ là 2700 tấn. Năm 1962 tổng sản lượng than
hoạt tính ở Mỹ là 900.000 tấn năm 1982 tổng sản lượng than hoạt tính ở Mỹ là hơn 2.000.000 tấn.
Ngày nay ở Mỹ sản xuất chủ yếu ba phươne pháp chính đẫ nói ở trên. Tính đến ngày 01-01-1965
sản lượng các loại than sản xuất ở Mỹ và một số nước phương tây khác có số liệu sau :
1
Quy trình
Năm
hoạt
động
Nguyên
liệu dầu
Phương pháp Nhi

ệt
độ°c
Hsuất
%
Sản phẩm
Than
máng
1915
Khí thiên
nhiên
Nhiều ngọn lửa va
chạm đến bế mặt
làm lạnh
110
0
0,5-5%
Kích thước hạt nhỏ 9-
30nm,cấu trúc nhỏ,
ôxy hoá cao, sử lý
chậm trong gia công
cao su.
Nhiệt
phân
1922
Khí thiên
nhiên
Nhiệt phân ly, đươc
cấp nhiệt
130
0

40-
50%
Kích thườc hạt lón
120-500nm cấu trúc
nhỏ.
Khí lò 1922
Khí thiên
nhiên
Cháy một phân
tron5 lò chịu nhiệt
120
0
30-
40%
Kích thước hạt trung
bình 50- 87nm, cấu
trúc nhỏ.
Lò lỏng 1943
Dầu mỏ,
nhựa
than đá
Cháy một phần
trong lò chịu nhiệt
120
0-
160
0
45-
80%
Cấu trúc hạt lớn, kích

thước hạt 14-90nim
BẢNG 4 - SẢN LƯỢNG CÁC LOẠI THAN ĐƯỢC SẢN XUÂT Ở MỸ (TÂN).
Hãng sản xuất Than
LÒ long Lò khí Máng Nhiệt phân E
HuberCopporation 8800 19000 4000 111000
Columbian Carbon Co 202000 34000 11000 247000
Cabot Corporation 109000 20000 129000
Richardson Carbon Co 181000 50000 16000 57000 304000
Therm atomic Carbon Co 23000 27000 50000
Phillips petroleum Co 159000 159000
United Carbon Co 184000 36000 14000 234000
X 946000 15900
0
72000 112000 1289000
PHẦN 4
PHÂN LOẠI VÀ ỨNG DỤNG THAN HOẠT TÍNH.
I- / PHÂN LOẠI :
Tên của các loại than khác nhau đã phát triển nhiều năm cùng với nó không dựa theo một lô
gíc nào các nhà sản xuất đã tuỳ ý đưa ra những sản phẩm mới và tên mới, cũng như tên thương mại.
Hệ thống của các loại tên đưa ra ở cột thứ 2 ở bảng dưới luôn dài dòng cùng với nó liên tục phất
triển ra các loại than mới, đến bây giờ không thể đưa ra các loại tên tuỳ ý được. Vì thế, vào năm
1967 một hệ thống tên đã được ra đời ở Mỹ (tiêu chuẩn của Mỹ là ASTMD1765) đã được phổ biển
rộng rãi trên thế giới. Vào năm 1980 tổ chức tiêu chuẩn quốc tế ISO cũng đã công nhận tiêu chuẩn
của Mý. Hệ thốns ASTM bao gồm một chữ cái theo sau nó là ba chữ số.
1
BẢNG 5 - THAN HOẠT TÍNH SẢN XUÂT Ở MỸ.
Năm Than
Lò Máng Nhiệt phân Tổng
Sản
lượng

%£
Sản
lượng
%£
Sản
lượng
%E
1952 955905 60 56359 35 84600 5 1604102
1954 927811 66 378741 27 102995 7 1409547
1956
133104
5
72 363672 20 145251 8 1839968
1958
119216
5
73 324743 20 127697 7 1644605
1960
161045
9
79
292355 14 149433
7
2052247
1961
156737
8
80 251762 13 145495
7
1964635

1962
167708
8
81 207438
11
171938
8 2056464
BẢNG 6 - SẢN LƯỢNG THAN HOẠT TÍNH Được SẢN XUÂT Ở MỘT SÓ NƯỚC Tư BẢN
PHÁT TRIỂN.
Nước sản xuất Than hoạt tính
Lò lỏng Lò khí Máng Nhiệt phân E
Liên hiệp Anh 156000 2000 158000
Hà Lan 55000 55000
Ý 82000 1000 83000
Canada 68000 68000
Pháp 122000 122000
Cộng hoà liên bang Đức 45000 7000 14000 66000
Nhật bản 105000 13000 2000 13000 133000
£ 633000 21000 16000 15000 685000
Chữ cái cho biết tốc độ xử lý theo thứ tự :
N tốc độ sử lý trung bình.
s là tốc độ sử lý chậm.
Đối với chữ số thì số đầu tiên đặc trưng cho diện tích bề mặt của than hoạt tính được đo bằng
quá trình hấp phụ I
2
. Ví dụ 1=SAF, 2 = ISAF, 3 = HAF. Hai chữ số còn lại lựa chọn tuỳ tiện nhưng
áp dụng theo một quy tắc. Trong trường hợp đối với than hoạt tính cùng với một mức độ tiêu chuẩn
vầ cấu trúc chữ số thứ hai luôn lặp lại chữ số thứ nhất và chữ số cuối cùng là số 0. Ví dụ SAF =
N110 và ISAF = N220.
II-/ ÚNG DỤNG

Trong khoảng 90-95 % tổng sản lượng than hoạt tính được sản xuất ra để dùng làm chất độn
cho công nghiệp sản xuất cao su, gần 80% than hoạt tính được dùng cho sản xuất săm lốp xe, và 10-
15% dùng để sản xuất các loại vật liệu cao su cơ học còn lại 5% dùng làm chất độn cho các ngành
công nghiệp khác, ví dụ: ngành công nghiệp giấy, ngành sản xuất chất dẻo. V.V
KẾT LUẬN
Qua quá trình nghiên cứu về than hoạt tính thấy được than hoạt tính kỹ thuậtlà một loại chất
độn vô cùng quan trọng trong công nghiệp sản xuất cao su (săm lốp, đế giấy ) sự có mặt của than
hoạt tính trong hợp phần cao su với hàm lượng cần thiết làm tăng các tính chất cơ lýigiới hạn bền
kéo đút, xé rách, khả năng chống mài mòn nói chung các tính năng kỹ thuật của vật liệu cao su đều
tăng, nhưng điều đó nói lên ta phải lựa chọn loại than thích hợp, ngược lại không những tăng mà còn
bị giảm tính chất cơ lý gây ảnh hưởng xấu hơn khi sử dụng vật liệu cao su. Mà trên thị trường thì có
rất nhiều loại than hoạt tính khi áp dụng làm chất độn để sản xuất săm lốp xe máy, xe đạp thì cần
phải nghiên cứu và lựa chọn loại than thích hợp nhất để có được tính chất cơ lý tối ưu nhất và giá
thành phù hợp nhất với thị trường Việt nam.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Pts Ngô Phú Trù
kỹ thuật chế biến và gia công cao su trường ĐHBK HN 95
2. Kirk-Othmer
Encyclopedia of chemical Technology Second edition - vol4
Copyright 1964 by John Wily Printed in the USA
3. Rubbet technology and manufacture second edited
edited by CM blow. (1982)
4. Ull mann’s encyclopedia of industrial Chemistry - vol A5 excutive Editor:Wolfgang
Gerhartz
D 6940 -Weiheim Federal Rupblic of Germany 1986
MỤC LỤC
1
1
Loại than và còng dụng Tên thương mại các loại than hoạt tính được sản xuất ở các hãng ở Mỹ
Huber

Columbia
n
Contenital Carbot
Richards
on
Thermato
mic
Philips United
Than lò cho mọi
công dụng
APF Velvetecs Sterling
105
Than lò từ nguyên
liệu lỏng
-Tăng khả năng
dẫn điên
CF Aromecs
CF
Stated 25
H
Continec
CF
Vulcan c United CF
-Tăng tính công
nghệ
EPF StatecM Fiblec 55
-Thông dung GPF
ArovelPE
F
StatecM

ContinecP
EF
Sterling
V
Fiblec A
United
50PEF
-Tăng khả năng
chống mài mòn
cho cao su lưu
hoá
HAF AsomecH
AF
StatecR Continec
HAF
V ucan 6 Texas
HAF
Fiblec 1 United
60HAF
Tăng khả năng
chống mài tnón
ISAF AsomecIS
AF
Statec 125 ContinecI
SAF
Vulcan3 Texas
ISAF
Fiblec 0 United
70ISAF
-Đô bền kết cấu

cao
H-
ISAF
Stated 25
H
Rig 600
Độ bến kết cấu
thấp
LS-
ISAF
Neotecl30
-Chống mài mòn
siêu cao
SAF AsomecS
AF
Statec 160 Vunlean
9
-Dẫn điên cưc tốt SCF
Condacte
xSC
Vulcan
SCo
Than được sản
xuất bằng phương
Micronex
w6
-Tăng tính công
nghệ
EPC Uax EPC Micronex Sferon 6
-Cán tráng khá tốt MFC

Errow
MPC
Sferon
CN
-Dẫn điên tốt StatecB Sferon 1
Than lò tù khí Statec93 Rig 99
-Phân tàn nhỏ FF FumexH
-Modun cao HMF
Surper
HMF
Continec
HMF
-Bán tăng cường SRF Esex SRF
Continec
SRF-
SRF-
LM;NM
Than nhiệt phân
-Cưc min FT R-33
-Mức độ phán tán
trung bình
MT TerMAX
-S