在日常生活中，黑色物品無處不在，從紐扣到重型裝甲車，從書寫工具到橡膠制品，這些物品的黑色往往來源于一種被我們忽視的物質——炭黑。炭黑不僅存在于墨水、油墨、橡膠鞋底和汽車輪胎中，它還以各種形式融入我們的生活。然而，許多人對炭黑的印象僅停留在空氣污染的層面，認為其會對健康造成危害。實際上，炭黑是一種重要的工業材料，廣泛應用于多個領域，是現代工業不可或缺的一部分。

炭黑的定義與特性

炭黑（carbon black），又名炭黑，是一種無定形碳，呈輕、松、極細的黑色粉末狀，類似于鍋底灰。它是含碳物質（如煤、天然氣、重油等）在空氣不足的條件下，通過不完全燃燒或熱分解生成的產物。炭黑的主要成分是碳，其基本粒子尺寸在10~100納米之間，屬于納米材料范疇。它具有橡膠補強、著色、導電、抗靜電以及紫外線吸收等多種優良功能，被列為國際化學品領域的重要化工產品之一。

炭黑的生產方式多樣，主要包括爐法炭黑、槽法炭黑、燈煙炭黑和乙炔炭黑等。其中，爐法炭黑是通過烴類在反應爐內不完全燃燒制取的；槽法炭黑是天然氣火焰與槽鋼接觸生成的；乙炔炭黑則是通過乙炔熱解制得的。根據不同用途，炭黑可分為橡膠用炭黑、導電炭黑和色素炭黑等，其中橡膠用炭黑應用較為廣泛，主要用于輪胎生產。

炭黑的發展歷程

中國古代的炭黑生產

炭黑是最早被人類開發和應用的石油化工原料之一，中國是世界上率先生產炭黑的國家。早在三千年前，中國古代先民就掌握了燒煙制墨的技術。炭黑在中國古代被稱為“炱”或“煙炱”，因其主要由松枝燒制而成，又稱為“松煙”。這種技術與古代文字的產生、紙張和印刷術的發明密切相關。

中國古代炭黑的早期應用主要是制造墨汁和黑色顏料。殷代的甲骨文就是用煙炱制墨書寫的，漢代的《說文解字》中也提到墨的成分。魏晉時期，松煙炭黑的生產技術已相當成熟，晉代開始用桐油等動植物油在空氣不足的條件下燃燒制取優質炭黑。宋代學者沈括在《夢溪筆談》中初次提出從石油中制取炭黑的方法，并預測其前景廣闊。明代宋應星的《天工開物》則系統總結了炭黑生產的工藝和設備，為近代炭黑工業奠定了基礎。

炭黑的傳播與近代發展

據文獻記載，炭黑制造技術從中國傳入日本和東方各國，隨后傳入希臘、羅馬、歐洲。16世紀后，德國、法國和英國開始以煤焦油、動物油等為原料制取炭黑。1872年，世界上初步實現炭黑的規模生產，近代炭黑工業由此開端。1892年，美國發明了天然氣槽法炭黑，主要用于著色。1912年，炭黑的橡膠補強作用被發現后，其需求量迅速增長。20世紀20年代，熱裂法和氣爐法炭黑相繼問世，廣泛用于輪胎生產。

20世紀上半葉，天然氣是主要的炭黑原料。隨著天然氣工業的發展，其價格逐漸上漲，促使人們開發新的原料和生產方法。1930年代，美國開發出油爐法炭黑，1943年，首座工業化油爐法炭黑裝置在美國投產。二戰期間，合成橡膠工業的迅猛發展推動了油爐法炭黑的需求增長。1960年代中期，槽法炭黑因成本高、污染嚴重而逐漸被淘汰，油爐法炭黑成為主流。

中國炭黑工業的崛起

盡管中國古代在炭黑生產技術上取得了巨大成就，但在舊中國，炭黑工業幾乎一片空白。1949年，全國炭黑產量僅為252噸。新中國成立后，政府高度重視民族炭黑工業的發展，從無到有，從小到大，逐步建立起完整的工業體系。

從1950年代初開始，中國炭黑工業經歷了多個發展階段。1949-1957年是創業時期，先后建立了11個炭黑廠，產量迅速增長。1958-1960年大躍進時期，油爐法高耐磨炭黑等新產品開發成功，但因產品質量問題，產量在調整后回落。1961-1966年為調整鞏固期，產量穩步上升，同時開發出多種新品種。1967-1976年文化大革命期間，盡管受到動亂影響，炭黑工業仍保持一定發展速度。1977-1979年，隨著管理加強和技術進步，炭黑產量再次快速增長。

1980年至今，中國炭黑工業進入改革開放時期，產量穩步上升，技術不斷進步。自主研發的油-油路線新工藝炭黑技術得到推廣，大型生產裝置不斷建成，產品質量顯著提高。同時，節能環保技術的應用使炭黑工業的綜合能耗大幅降低。

現代炭黑工業的挑戰與機遇

經過70多年的發展，中國炭黑行業取得了顯著成就，單臺反應爐產能已達3萬~4萬噸/年，余熱和尾氣的利用降低了能耗，工廠安全衛生條件也得到改善。然而，隨著汽車和輪胎工業的快速發展，炭黑行業出現了結構性過剩問題，產能利用率長期處于低位。當前，中國炭黑工業正從高增長時代進入“微增長”的新常態。國內企業在普通橡膠用炭黑生產上具有優勢，但在高端特種炭黑領域仍依賴進口。未來，行業應加強高端產品研發，優化產業結構，填補高端領域的空白，以實現可持續發展。