Tekniskt kol, dess framställning

Kolsvart (GOST 7885-86) - typ industriella kolprodukter, används mestadels i gummi som ett fyllmedel, förstärkande dess fördelaktiga prestandaegenskaper. I motsats till koks och tonhöjd är nästan en kimrök i utseende liknar.

tillämpningsområde

Ungefär 70% av den producerade kimröken används för tillverkning av däck, 20% - vid tillverkning av gummiprodukter. Också, är Teknisk kol som används i färgtillverkning och producerar tryckfärger, där han fungerar som ett svart pigment.

En annan användningsområde - produktion av plast och kabelhöljet. Här produkten tillsätts som fyllmedel och göra produkter av speciella egenskaper. I småskalig kimrök används i andra industrier.

funktionen

Kimrök - processprodukt innefattande senaste ingenjörstekniker och metoder för kontroll. På grund av dess renhet och en strikt definierad uppsättning av fysikaliska och kemiska egenskaper, det har inget att göra med sot bildas som förorenad biprodukt från kol och brännolja, eller de oreglerade förbränningsmotorer. Enligt allmänt accepterade internationella klassificeringen av kimrök betecknas Carbon Black (svart kol i översättning från engelska), kimrök i engelska - sot. Det vill säga, dessa begrepp är för närvarande inte på något sätt förvirrad.

Förstärkning effekt på grund av kimrök fyllt gummi hade inte mindre viktigt än öppningssvavel Gummivulkaniseringsmaskin förutsättningar för utveckling av gummiindustrin. Den gummikompositioner kol av ett stort antal ingredienser vikt tvåa gummi. Effekten av de kvalitativa egenskaperna hos kimrök för gummiprodukter betydligt större än kvalitativ primära ingrediensen - gummi.

förstärkande egenskaper

Förbättrade fysikaliska egenskaper hos ett material genom att införa ett fyllmedel som kallas förstärkning (förstärkning), och sådana förstärkare kallas fyllmedel (kimrök, utfälld kiseldioxid). Bland alla förstärkare verkligen unika egenskaperna hos kol tekniska. Även innan härdning det binder med gummit, och blandningen kan inte helt separeras i kimrök och gummi med lösningsmedel.

Styrka gummi, som härrör från de stora elastomerer:

Tabellen visar egenskaperna hos de vulkanisat som erhållits från olika typer av gummi ofyllda och fyllda med kimrök. Från dessa data kan man se hur kolhalten påverkar i hög grad på gummikomponenten draghållfasthet. Förresten, att andra partikel pulver som används i gummiblandningar förläna den önskade färgen eller en blandning cheape - krita, kaolin, talk, järnoxid och andra inte har förstärkande egenskaper.

struktur

Ren naturprodukt kol - denna diamant och grafit. De har kristallstruktur skiljer sig avsevärt från varandra. Diffraktion ray etablerade likheter i strukturen av den naturliga grafit och det artificiella materialet är kolsvart. Kolatomer i grafit bilda stora ringformiga skikt fuserade aromatiska system, med en interatomära avstånd 0,142 nm. Dessa grafitarken kondenserade aromatiska system kallas basplan. Avståndet mellan planen är strikt definierade och är 0,335 nm. Alla skikt är anordnade parallellt i förhållande till varandra. Grafit densitet är 2,26 g / cm ^3.

Till skillnad från grafit med en tredimensionell beställning, är kolsvart som kännetecknas av endast tvådimensionell regelbundenhet. Den består av välutvecklade grafitplan, anordnade ungefär parallellt med varandra, men förskjutna i förhållande till intilliggande skikt - dvs slumpmässigt orienterade i ett plan vinkelrelation.

Formad grafitstruktur jämfört med prydligt staplade kortlek, och kolsvart struktur med en kortlek i vilken korten förskjuts. Det avstånd inter större än grafit och 0,350-0,365 nm. Därför, kolsvart densitet som är lägre än den för grafit och är inom 1,76-1,9 g / cm ^3, beroende på klass (vanligen 1,8 g / cm ^3).

färgning

De pigment (färgning) kimrök som används vid tillverkning av tryckfärger, beläggningar, plaster, fibrer, papper och byggmaterial. De klassificeras enligt följande:

• vysokookrashivayuschy kolsvart (SB);
• sredneokrashivayuschy (MS);
• normalnookrashivayuschy (RC);
• nizkookrashivayuschy (LC).

Den tredje bokstaven betecknar ett förfarande för framställning av - en ugn (F) eller kanalen (C). EXEMPEL beteckningar: HCF - vysokookrashivayuschy ugn kimrök (Hiqh färg Furnace).

produktfärgningsförmåga är relaterad till storleken på dess partiklar. Beroende på deras storlek kol Tekniska indelad i grupper:

klassificering

Kimrök för gummi förstärkande effekt av graden är indelad i:

• Vysokousilivayuschy (slitbana, fast). Förutsatt ökad styrka och nötningsbeständighet. Partikelstorleken är liten (18-30 nm). Används i transportband, slitbanor.
• Poluusilivayuschy (trådmodell, mjuk). medelpartikelstorlek (40-60 nm). Används i olika industriella gummiprodukter, däckstommar.
• Nizkousilivayuschy. Partikelstorleken är stor (mer än 60 nm). Däckindustrin använder är begränsad. Det ger den nödvändiga styrkan under bibehållande av en hög elasticitet i gummiprodukter.

En komplett klassificering av kimrök ges i standarden ASTM D1765-03, som antogs av alla världens tillverkare av produkten och dess konsumenter. Den klassificering, i synnerhet, sker på området för den specifika ytan för partiklarna:

Framställning av kol

Det finns tre-teknik för industriell kolsvart, som används i en cykel av ofullständig förbränning av kolväten:

• ugn;
• kanal;
• rör;
• plasma.

Det finns också en termisk metod, vid vilken sönderdelningen av naturgas eller acetylen vid höga temperaturer.

Många märken som erhållits genom en mängd olika tekniker har olika egenskaper.

tillverkningsteknik

Teoretiskt möjligt att erhålla kimrök alla ovanstående metoder är emellertid mer än 96% av tillverkad produkt framställd genom en ugn metod för vätskematning. Metoden gör det möjligt att erhålla en mängd olika märken av kimrök med en specifik uppsättning av egenskaper. Till exempel, för kolsvart Omsk växt med användning av denna teknik sker mer än 20 C-svarta märken.

General teknik. De fodrade reaktor vysokoogneupornymi material levereras naturgas och upphettades till 800 ° C luft. Genom förbränning av naturgas som produceras kompletta förbränningsprodukter har en temperatur 1820-1900 ° C, innehållande en viss mängd fritt syre. I hög temperatur produkter av fullständig förbränning av det flytande kolväteutgångsmaterialet sprutas in, noggrant för-blandades och upphettades till 200-300 ° C. Pyrolys av råmaterialet sker vid en strikt kontrollerad temperatur, vilket, beroende på märke av kimrök som framställs har olika värden 1400-1750 ° C.

På ett visst avstånd från matarutrymmet termooxidativa Reaktionen avslutas genom vatteninsprutning. Bildas genom pyrolys av kolsvart och reaktionsgaserna in i luftvärmaren, i vilket de ger upp en del av sin värme till den luft som används i processen, temperaturen hos blandningen uglerodogazovoy sjunker från 950-1000 ° C till 500-600 ° C.

Efter kylning till 260-280 ° C genom den ytterligare insprutning av vatten blandningen av kimrök och gaser skickas till påsfilter, där kimrök separeras från gasen och kommer in i filtertratten. Den separerade kimröken från tratten filter för gastransport ledningen är matad fläkt (fläktar) i en granulerande enhet.

Tillverkare av kimrök

Världsproduktionen av kimrök är mer än 10 miljoner ton. En så stor efterfrågan på produkten är i första hand på grund av dess unika förstärkande egenskaper. Lokomotiv industrier är:

• Aditya Birla Group (Indien) - ca 15% av marknaden.
• Cabot Corporation (USA) - 14% av marknaden.
• Orion Engineered Carbons (Luxemburg) - 9%.

De största producenterna av kol ryska:

• Ltd "Omsktehuglerod" - 40% av den ryska marknaden. Växter i Omsk, Volgograd, Mogilev.
• OAO "Yaroslavl tekniskt kol" - 32%.
• JSC "Nizhnekamsktekhuglerod" - 17%.