Teknisk karbon, sin forberedelse

Sot (GOST 7885-86) - typen industrielle karbon produkter som brukes først og fremst ved fremstilling av gummi som fyllmiddel, forsterknings sine gode bruksegenskaper. I motsetning til koks og bek er nesten en sot i utseende ligner.

anvendelsesområde

Omtrent 70% av den produserte carbon black anvendes for fremstilling av dekk, 20% - for fremstilling av gummiprodukter. Dessuten er teknisk karbon som anvendes i malingen produserer og produserer blekk, hvor han tjener som et sort pigment.

Et annet anvendelsesområde - produksjon av plast og kabelmantelen. Her produktet er lagt til som en filler og gjøre produkter av spesielle egenskaper. I liten skala carbon black anvendes i andre industrier.

funksjonen

Sot - prosessen produkt omfattende nyeste tekniske teknologier og metoder for kontroll. På grunn av sin renhet og et strengt definert sett av fysiske og kjemiske egenskaper, har det ikke noe å gjøre med sot dannet som forurenset biprodukt fra kull og brenselolje, eller uregulerte forbrenningsmotorer. Ifølge generelt akseptert internasjonal klassifisering av soten betegnet Carbon Black (svart karbon i oversettelse fra engelsk), sot på engelsk - sot. Det vil si at disse begrepene er for tiden på ingen måte forveksles.

Forsterkningsvirkning på grunn av sot fylt gummi hadde ikke mindre viktig enn den åpning svovelvulkaniseringen forhold for utvikling av gummiindustrien. Den gummiblandinger karbon av et stort antall bestanddeler vekt rangerer andre gummi. Virkningen av de kvalitative egenskapene til sot for gummi betydelig større enn kvalitativ primær ingrediens - gummi.

forsterkende egenskaper

Forbedrede fysiske egenskapene til et materiale ved å innføre et fyllstoff som kalles forsterkning (armering), og slike forsterkere blir kalt fyllstoffer (carbon black, utfelt silika). Blant alle forsterkere virkelig unike egenskapene til karbon teknisk. Selv før herding den binder seg med gummien, og blandingen kan ikke være helt atskilt inn i kjønrøk og gummi med oppløsningsmidler.

Styrke gummi, avledet fra de store elastomerer:

Tabellen viser egenskapene for de vulkaniserte produkter oppnådd fra forskjellige typer gummi ufylte og fylt med carbon black. Fra disse data kan det sees hvordan den karboninnhold har stor innvirkning på gummikomponenten strekkstyrke. For øvrig, for andre partikkelformige pulver som brukes i gummiblandinger gi den ønskede farge eller en blanding cheape - kritt, kaolin, talkum, jernoksyd og andre ikke har armeringsegenskaper.

struktur

Pure naturlige karbon - dette diamant og grafitt. De har krystallstruktur signifikant forskjellig fra hverandre. Diffraction stråle etablert likheter i strukturen av naturlig grafitt og det kunstige materiale er kjønrøk. Karbonatomer i grafitten danner store ringformede lag kondenserte aromatiske systemer, med en interatomic avstand 0.142 nm. Disse grafittiske ark kondenserte aromatiske systemer kalles basalplan. Avstanden mellom flyene er strengt definert og er 0,335 nm. Alle lagene er anordnet parallelt i forhold til hverandre. Grafitt tetthet er 2,26 g / ^cm3.

I motsetning til grafitt med en tredimensjonal bestilling, blir carbon black kjennetegnet ved bare todimensjonal regularitet. Den består av godt utviklede grafitt plan som er anordnet omtrent parallelt med hverandre, men forskjøvet i forhold til tilstøtende lag - som er tilfeldig orientert i et plan normalt forhold.

Formet grafitt struktur sammenlignet med pent stablet kortstokk, og soten struktur med en kortstokk, hvor kortene er forskjøvet. Det interplanare mellomrom større enn den for grafitt og 0,350-0,365 nm. Derfor er den sot tetthet lavere enn den for grafitt og er innenfor 1,76-1,9 g / ^cm3, avhengig av graden (vanligvis 1,8 g / cm ^3).

farge

Pigmentet (fargestoffer) sotene anvendt i fremstillingen av trykkfarger, lakk, plast, fiber, papir og bygningsmaterialer. De er klassifisert som følger:

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

Den tredje bokstav angir en fremgangsmåte for fremstilling av - en ovn (F) eller kanalen (C). Eksempel betegnelser: HCF - vysokookrashivayuschy ovnen sot (Hiqh farge Furnace).

Produktet farging evne er relatert til størrelsen på partiklene. Avhengig av størrelse karbon Teknisk delt inn i grupper:

klassifisering

Sot for gummiforsterkende effekten av graden er delt inn i:

• Vysokousilivayuschy (slitebane, fast stoff). Forutsatt økt styrke og slitasjemotstand. Partikkelstørrelsen er små (18-30 nm). Brukt i et transportbelte, slitebaner.
• Poluusilivayuschy (wireframe, myk). gjennomsnittlig partikkelstørrelse (40-60 nm). Brukes i ulike industrielle gummi produkter, dekk skrotter.
• Nizkousilivayuschy. Partikkelstørrelsen er stor (over 60 nm). Dekkbransjen bruker er begrenset. Den gir den nødvendige styrke og samtidig opprettholde en høy elastisitet i gummiprodukter.

En fullstendig klassifisering av sot er gitt i standarden ASTM D1765-03, vedtatt av alle verdens produsenter av produktet og dets kunder. Det klassifisering, i særdeleshet, er gjennomført på omfanget av det spesifikke overflateareal av partiklene:

Produksjon av karbon

Det finnes tre teknologi i industriell sot, som brukes i en syklus av ufullstendig forbrenning av hydrokarboner:

• oven;
• kanal;
• rør;
• plasma.

Det er også en termisk metode hvor dekomponering av naturgass eller acetylen ved høye temperaturer.

Mange merker innhentet av en rekke teknologier har ulike egenskaper.

produksjonsteknologien

Teoretisk mulig å oppnå sot alle de ovennevnte fremgangsmåter er imidlertid mer enn 96% av produsert produkt fremstilles ved en ovn metode for væsketilførselen. Fremgangsmåten gjør det mulig å oppnå en rekke merker av kjønrøk med et spesifikt sett av egenskaper. For eksempel, for carbon black Omsk plante ved hjelp av denne teknologien er gjort mer enn 20 karbon svarte flekker.

Generelt teknologi. De foret reaktor vysokoogneupornymi materialer tilført naturgass og oppvarmet til 800 ° C luft. Ved å brenne naturgass produsert fullstendige forbrenningsprodukter som har en temperatur på 1820-1900 ° C, inneholdende en viss mengde fritt oksygen. I høy temperatur produkter med fullstendig forbrenning av det flytende hydrokarbonråstoff injiseres, omhyggelig forhåndsblandet og oppvarmet til 200-300 ° C, Pyrolyse av råstoffet skjer ved en strengt kontrollert temperatur, som, avhengig av merke av carbon black oppviser forskjellige verdier 1400-1750 ° C.

I en viss avstand fra mate plass termooksydativ Reaksjonen avsluttes ved vanninjeksjon. Dannet ved pyrolyse av kjønrøken og reaksjonsgassene inn i luftvarmeren, i hvilken de gir opp en del av sin varme til luften som brukes i prosessen, idet temperaturen i blandingen uglerodogazovoy faller fra 950-1000 ° C til 500-600 ° C,

Etter avkjøling til 260-280 ° C av den ytterligere injeksjon av vann i blandingen av carbon black og gassene blir sendt til posefilter, hvor carbon black blir separert fra gassen og kommer inn i filterbeholderen. Den fraskilte sot fra trakten filter for gasstransportledning er matet vifte (vifter) i et granulerende enhet.

Produsenter av sot

Verdens produksjon av carbon black er mer enn 10 millioner tonn. Et så stort behov for produktet er hovedsakelig på grunn av dets unike armeringsegenskaper. Lokomotiver bransjer er:

• Aditya Birla Group (India) - ca 15% av markedet.
• Cabot Corporation (USA) - 14% av markedet.
• Orion Engineered Carbons (Luxembourg) - 9%.

De største produsentene av karbon russisk:

• Ltd "Omsktehuglerod" - 40% av det russiske markedet. Planter i Omsk, Volgograd, Mogilev.
• OAO "Yaroslavl teknisk carbon" - 32%.
• JSC "Nizhnekamsktekhuglerod" - 17%.