1.什么是炭黑？
碳黑，又名炭黑，是一种无定形碳。轻、松而极细的黑色粉末，形象简单的理解一下可以想象成锅底灰。它是含碳物质(煤、天然气、重油、燃料油等)在空气不足的条件下经不完全燃烧或受热分解而得的产物。
炭黑是人类最早开发、应用和目前产量最大的纳米材料，被国际化学品领域列为二十五种基本化工产品及精细化工产品之一。炭黑工业对轮胎行业、染化行业以及提高民用生活产品质量等方面具有非常重要的意义。
2.炭黑有哪些分类？
炭黑按制造方法分类：分为接触法炭黑、炉法炭黑、新工艺炭黑、热裂法炭黑、喷雾法炭黑、槽法炭黑等方法。
炭黑按作用分类：分为硬质炭黑、软质炭黑；硬质炭黑的粒径在40nm以下，软质炭黑的粒径在40nm以上。
炭黑按用途分类：分为橡胶用炭黑、色素炭黑、导电炭黑、特种炭黑。其中色素炭黑又可以分为很多种，如油墨用炭黑、涂料用炭黑、色母粒用炭黑等
炭黑按使用性能分类分为超耐磨炭黑、中超耐磨炭黑、高超耐磨炭黑、细粒子炉黑、快压出炉黑、通用炉黑、高定伸炉黑、半补强炉黑、细粒子热裂炭黑、中粒子热裂炭黑、易混槽黑、可混槽黑。 白炭黑的种类：白炭黑主要是指合成的二氧化硅，与炭黑不是一种产品，白炭黑分为气相白炭黑和沉淀白炭黑。 导电炭黑按其导电性能和制造方法可分为：导电槽黑炭黑（cc）、导电炉法炭黑（CF）、超导电炉法炭黑（SCF）、特导电炉法炭黑（XCF）等。乙炔炭黑（ACEF）也是导电性能很好的炭黑。
炭黑按ASTM标准分类，我国在20世纪80年代开始使用美国ＡＳＴＭ1765-81分类命名。该命名法由四位数码组成，第一个符号为N或者S，代表硫化速度。其中N代表正常硫化速度；而S表示硫化速度慢。N或者S符号后由三个数字，第一个数字表示炭黑的平均粒径范围；第二位和第三位无明确意义，代表各系列中的不同牌号间的区别。
3.炭黑有哪些用途
3.1炭黑
炭黑是不可或缺的化工原料，炭黑在我们日常生活中有着非常大的应用，我们身边的汽车轮胎、油墨、涂料、电池等原料中都有着它的影子，炭黑通常分为色素炭黑、橡胶炭黑、导电炭黑和专用炭黑。
炭黑应用领域：
橡胶
炭黑在橡胶制品中做重要补强剂，它可以改善轮胎的磨耗性能，提高了胶料的拉伸强度和撕裂强度等。在橡胶用炭黑中，75%左右的炭黑被制造轮胎，其余被用来制作胶管、胶带等。
油墨
炭黑主要用于黑色颜料中，油墨主要用色素炭黑，因为色素炭黑的黑度、色相等比普通炭黑要强了许多。
塑料
炭黑主要在塑料中可以起到防紫外线老化、导电等作用。
此外，炭黑还用于合成革、涂料、电池、印染、火药等方面有着重要作用。
3.2白炭黑
白炭黑即改性二氧化硅，白炭黑是白色粉末状X-射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称，主要是指沉淀二氧化硅、气相二氧化硅和超细二氧化硅凝胶，也包括粉末状合成硅酸铝和硅酸盐等。
实际上，白炭黑和炭黑是完全两种不同的物质，之所以取名白炭黑，主要因其与炭黑在补强性功能上有很大的相似性。白炭黑主要成分是二氧化硅，但其与普通的二氧化硅也是不同的，白炭黑是经过物理、化学改性后增加了活性的二氧化硅。
白炭黑用途更加广泛，白炭黑的化学分子式为SiO2nH2O，因其用途与炭黑相似且为白色，故而得名，利用其具有的补强性、分散性、五毒无味又多孔、增稠性等特点，主要用在橡胶、塑料制品中做填充和补强剂，用在饲料加工、药品加工领域做添加药物和营养素的载体，用在食盐加工、辣椒面加工、名分加工等里面防止产品结块，用在牙膏里面增加摩擦力等。具体应用领域如下：
3.2.1轮胎行业
在轮胎胎面胶中用白炭黑，特别是高分散性沉淀法白炭黑与偶联剂并用可同时提高轮胎寿命（改善耐磨性）和安全性（改善抗湿滑性），降低燃油消耗（降低滚动阻力）。此外，沉淀法白炭黑用于轮胎胎体和带束层中，可改善胶料与钢丝帘线的粘合力；在轮胎胎侧胶中用白炭黑部分代替炭黑可大幅度提高胶料的耐久性能，改善耐屈挠和抗冲击性。
3.2.2胶鞋及其它橡胶制品
白炭黑白度高、粒子细，使用白炭黑制得的硫化胶透明度高，而且可提高胶料的综合物理性能。因此，白炭黑作为主要的补强填充剂广泛应用于胶鞋生产中，尤其是在透明及半透明鞋底胶料中。
在胶带的生产中，为提高其耐磨性能，大量增加白炭黑，同时，白炭黑表面的硅烷醇起着改善胶料与织物湿润程度的作用，有利于胶料的扩散和渗透。除上述制品外，白炭黑还被用于胶辊、胶管、橡板、电线电缆及家用电器、文体用品中的橡胶部件上等。
3.2.3塑料改性及制品
在塑料工业中，利用白炭黑透光、粒度小，可以使塑料变得更加致密。不但提高其透明度、强度、韧性，而且防水性能、抗老化性能和硬度、光洁度也明显提高。
3.2.4硅橡胶
硅橡胶的应用是随白炭黑的出现开始的。硅橡胶具有很高的耐热性和优异耐寒性，耐臭氧性，耐老化和耐大气老化性，同时具有优良电绝缘性。由于硅橡胶上述的特性，在航空航天、电子工业等行业均有广泛应用。气相白炭黑价格高，用价格相对低廉的沉淀白炭黑代替气相法白炭黑，可用于低档硅橡胶的生产。
3.2.5医药行业
白炭黑具有生理惰性，高吸收性、分散性和增稠性，在药物制剂中得到广泛的应用，例如：准生素E粉现大量使用白炭黑作载体，牙膏等添加剂等。
3.2.6农药行业
白炭黑在农药行业中主要作用是作载体，提高流动性并防止结块，目前，白炭黑主要应用于各类可湿性粉剂。
3.2.7在油墨中的应用
白炭黑在油墨中主要起增稠作用，用于控制印刷油墨的流量。还用于控制打印机油墨的流量，使它不能任意流动或流挂，以获得清晰的打印。
3.2.8在颜料和染料工业
白炭黑可以克服有机颜(染)料虽具有鲜艳的色彩和很强的着色力，但一般耐光、耐热、耐溶剂和耐迁移性能不佳的缺点。通过添加纳米白炭黑对有机颜(染)料进行表面改性处理，不但使颜(染)料抗老化性能大幅提高，而且亮度、色调和饱和度等指标也均出现一定程度的提高，极大地拓宽了有机颜(染)料的档次和应用范围。
炭黑是橡胶补强填充剂，是仅次于生胶的第二位橡胶原材料，同时炭黑可作为着色剂、紫外光屏蔽剂、抗静电剂或导电剂，广泛应用于塑料、化纤、油墨、涂料、电子元器件、皮革化工和干电池等很多行业，炭黑作为高纯碳材料还可以用于冶金及碳素材料行业中。
4.炭黑的产业链
4.1炭黑产业链简图
4.1炭黑上游产业
炭黑生产的主要原材料为煤焦油、乙烯焦油等原料油。煤焦油为炼焦生成的副产品；乙烯焦油为石油精炼生成乙烯的副产品。因此，炭黑行业的上游为煤化工行业和石油化工行业。
据统计，我国炭黑原料油主要成分为煤焦油、蒽油和乙烯焦油，分别占总原材料的49.2%、34.2%、16.6%。其中，煤焦油和蒽油占比超80%，是最主要的原料油。因此，国内炭黑行业受煤化工行业的影响较大。
上游行业对炭黑行业的影响主要表现为原料油的价格。由于蒽油是煤焦油的下游产品，其价格主要取决于煤焦油的价格，因此，煤焦油的价格在很大程度上决定了炭黑的生产成本，对炭黑生产的影响最为明显。我国煤焦油行业生产及市场集中度较低，但单一公司的煤焦油加工规模在不断扩大。
炭黑与煤焦油价格关系公式：
煤焦油价格✖1.65➕ 1000元/吨＝炭黑基础价格
我国煤焦油加工行业的传统主产区集中在北方,河北省、山西省与山东省三者合计占比达53.4%。此外，河南、新疆、内蒙古等省份区域产能均在百万吨以上;值得注意的是，随着广西地区新装置的陆续开工建设，未来西南地区也将成为煤焦油加工行业的重要产区。
受原料分布的影响，我国深加工的区域主要集中华北，华东两个地区，因此，煤焦油需求也主要集中在在这两地区，其中华东主要分布在山东地区，占18%，而华北主要集中在山西和河北，分别占24%和16%。
根据市场调研资料：2020年1-5月，国内煤焦油深加工开工产能为1034万吨，其中华北地区454万吨(占比44%)，华东地区226万吨(占比22%)，西北地区98万吨(占比9%)，华中地区127万吨(占比12%)，西南地区62万吨(占比6%)，东北地区53万吨(占比5%)，华南地区16万吨(占比2%)。
炭黑是煤焦油用量最大的下游产品，约占其总消费量的26%左右。
4.2炭黑下游关联行业
炭黑（除白炭黑以外）主要用作橡胶的补强剂和填料，其消耗量约占整个橡胶制品中橡胶消耗量的一半，橡胶用炭黑占炭黑总量的94％，其中约60％用于轮胎制造。
当前，我国轮胎行业的整体发展格局为全行业快速发展并伴随着结构调整和产业升级，子午线轮胎作为轮胎工业的发展方向将逐步取代传统的斜交轮胎。随着我国轮胎行业子午化率的不断提升，需要大量高等级、质量稳定的优质炭黑，国内具有规模、技术优势的大型炭黑厂商将在产业结构调整中受益。
伴随着我国轮胎产业的发展，轮胎企业规模集中度也逐渐提高，有利于炭黑企业发挥营销优势。目前国内炭黑消费主要集中在渤海湾和长三角地区。未来具有规模、技术优势的炭黑生产企业将能够分享轮胎行业产业升级的成果。
除橡胶制品外，炭黑也用作油墨、涂料和塑料的着色剂以及塑料制品的紫外光屏蔽剂。在许多其他制品，如电极、干电池、电阻器、炸药、化妆品及抛光膏中，它也是重要的助剂。
4.3国内炭黑产能
4.3.1国内2011-2019年炭黑年产量统计图：
统计数据显示，2015-2020年前3季度全球碳黑行业市场规模增长率在-30%-25%之间，波动较大。2015年全球碳黑行业市场规模为697亿元。2019年全球碳黑行业市场规模达到941亿元，同比增长2.9%。
数据显示，2018年中国碳黑行业销售额322亿元，2019年中国碳黑行业销售额335亿元，同比增长3.8%。预测未来几年，随着行业下游需求形势有所好转，行业市场规模也将呈现上升的趋势发展，预测2026年中国碳黑行业市场规模达到374亿元。
4.3.2国内较大的炭黑厂家（依据产能排序）
5.目前炭黑的主要生产方式
5.1炭黑工业至今约有100年的历史。具体历程可以简述如下：
（1）.炭黑工业初始时期：以天然气为原料，主要生产方法为槽法。设备体积庞大，且产量较低。
（2）.20世纪40年代炉法炭黑，包括油炉法、气炉法。此种生产方法设备体积变小，产量增大，但质量不如槽法炭黑。
（3）.我国在20世纪50年代首先在抚顺、四川开始生产槽法炭黑，60年代开始生产炉法炭黑。80-90年代由天津炭黑厂在1985年引入美国大陆炭黑1.5万吨硬质线。以后由天津炭黑厂、抚顺化工厂、炭黑研究院对引进生产线进行了吸收改造。
5.2目前主流炭黑的生产方法是炉法。
炉法炭黑的特点：炉法炭黑具有胶料高伸长率、低生热、高弹性和良好的耐老化性能等，多用于胎体缓冲胶,帘布胶用各种橡胶制品。主要用于轮胎布布层、胎面下层、胎侧及内胎等胶料中。炉法又分为油炉法和气炉法，油炉法炭黑的生产工艺流程：在控制的条件下，将煤焦油、葱油、防腐油、乙烯焦油等液态烃类原料喷人特制的反应炉内，在适量空气中，经不完全燃烧、裂解生成的一类炭黑。生成后炭黑悬浮在烟气中，经冷却、收集、精制和造粒制得成品。气炉法炭黑的生产工艺流程：在控制的条件下，将天然气、油田气等气态烃类原料喷人特制的反应炉内，在适量空气中，经不完全燃烧、裂解生成的一类炭黑。生成后炭黑悬浮在烟气中，经冷却、收集、精制和造粒制得成品。
气炉法炭黑与油炉法炭黑对比特点：油炉法炭黑产量大，成本低，品种多，能耗小，收率高，是最重要的炭黑生产方法。
5.3炭黑造粒
炭黑成品是极细的粉末，包装、运输和加工都很不方便，故目前市面上销售的炭黑产品，除了少数染色用的色素炭黑外，大部分都需要将粉末加工成颗粒状。目前造粒工艺有两种，一种是干法造粒，一种是湿法造粒。干法造粒是将炭黑连续通过一个旋转圆筒，使粉状炭黑因其物理附聚力而成为球状颗粒。干法造粒的设备简单，造粒成本低，但粒子强度低，在散装运输过程中炭黑粒子易破碎。
湿法造粒是将炭黑与一定比例的造粒水混合，在搅齿式湿法造粒机中，经混合、润湿和搅拌，成粒后再经干燥，成为粒状炭黑产品。这种方法粒子坚牢度好，可散装运输。
6.炭黑价格影响因素
炭黑价格主要受上游原材料价格和炭黑市场供求情况影响。就我国目前来讲，上游原材料主要是煤焦油，煤焦油的价格对炭黑的生产成本有决定性影响，其次是石油价格。供需上，主要受国内轮胎行业需求影响。