Tehnički ugljen, njegovo primitak

Čađa (GOST 7885-86) - tip industrijskih proizvoda atoma, a koristi se uglavnom u gume kao punilo za pojačanje svoje dobre svojstva. Za razliku od koksa i pukotine, sastoji se od gotovo jednog ugljika, sličnog izgledu čađe.

Opseg primjene

Oko 70% proizvedene čađe koristi se za gume, 20% za gumene proizvode. Također, tehnički ugljik pronalazi primjenu u industriji boja i lakova i proizvodnji tiskarskih tinti, gdje djeluje kao crni pigment.

Još jedno područje primjene je proizvodnja plastičnih masa i kabelskih omotača. Ovdje se proizvod dodaje kao punilo i daje proizvodima posebna svojstva. U malim količinama, čađa se također koristi u drugim industrijama.

svojstvo

Tehnički ugljik je produkt procesa koji uključuje najnovije inženjerske tehnologije i metode kontrole. Zbog svoje čistoće i strogo definiran skup fizikalnih i kemijskih svojstava, to nema nikakve veze s čađi formirana kao zagađene nusprodukt ugljen i loživo ulje, ili motora s unutarnjim izgaranjem nereguliranog. Prema općeprihvaćenom međunarodnoj klasifikaciji čađe određeno Carbon Black (crni ugljik u prijevodu s engleskog), čađe na engleskom jeziku - čađe. To jest, ovi pojmovi trenutačno, ni na koji način nisu pomiješani.

Učinak ojačanja zbog punjenja gumenih čađa imao je za razvoj gumene industrije manje važnost od otkrića fenomena vulkanizacija gume siva. U gumenim spojevima, ugljik iz velike količine prishshy-promijenjenih sastojaka po težini zauzima drugo mjesto nakon gume. Utjecaj kvalitativnih pokazatelja čađe na svojstva gumenih proizvoda mnogo je veći od kvalitete glavnih sastojaka - gume.

Jačanje svojstava

Poboljšana fizička svojstva materijala za ispunu uvođenjem naziva pojačanje (pojačanje) punila, kao što su takozvani usilishy telyami (čađe, istaložen silicijev dioksid). Među svim pojačalima, ugljik ima jedinstvenu tehničku karakteristiku. I prije stvrdnjavanja se veže s gumom, a smjesa nevozshy-može se potpuno razdvojiti na ugljen i gumenom otapalima.

Snaga guma dobivena na osnovi najvažnijih elastomera:

Tablica prikazuje svojstva vulkanizata dobivenih iz različitih tipova gume bez punjenja i ispunjena čađom. Iz navedenih podataka vidimo kako je punjenje sramežljivog ugljika na vlačne čvrstoće guma. Usput, drugi takvi puderi koji se koriste u mješavinama gume da daju željenu boju ili smjese udeshevshy-nja - kreda, talk, kaolin, željezo oksid i drugi ne posjeduju usilivayushy tvorbu svojstva.

struktura

Čisti prirodni ugljik su dijamanti i grafiti. Oni imaju kristalnu strukturu koja se značajno razlikuje od drugih. Metoda rendgenske difrakcije uspostavlja sličnost u strukturi-obilazak prirodnog grafitnog i čađa. Atomi ugljika u grafitu oblikuju velike slojeve kondenziranih aromatskih prstenastih sustava, s interatomskom udaljenosti od 0,142 nm. Ovi grafitni slojevi kondenziranih aromatskih sustava nazivaju se bazalnim ravninama. Udaljenost između ravnina strogo je određena i iznosi 0,335 nm. Svi su slojevi postavljeni paralelno jedan s drugim. Gustoća grafita je 2,26 g / cm³.

Za razliku od grafita, koji ima trodimenzionalni red, ugljična tehnika karakterizira samo dvodimenzionalni redoslijed. Sastoji se od dobro razvijenih grafitnih ravnina, koje su smještene približno paralelne jedna s drugom, ali raseljene s obzirom na susjedne slojeve - to jest, ravnine su proizvoljno orijentirane u odnosu na normale.

U obliku strukture u usporedbi s grafit uredno presavijeni koloshy doy-kartice i čađa struktura s karata u kojima se pomaknuo kartice. U njemu interplanarni razmak je veći od grafitnog i iznosi 0.350-0.365 nm. Dakle, gustoća čađe je niža gustoća grafita i iznosi 1,76-1,9 g / cm³, ovisno o marki (najčešće 1,8 g / cm³).

farbanje

Pigment (bojenje) stupnjeva tehničkog ugljika koristi se u proizvodnji tiskarskih boja, premaza, plastike, vlakana, papira i građevinskih materijala. Razvrstavaju se u:

• visokokivna čađa (HC);
• srednje bojanje (MS);
• normalno bojanje (RC);
• niska boja (LC).

Treće slovo označava način dobivanja - peći (F) ili kanala (C). Primjer oznake: HCF je drveni ugljen s visokom bojom (Hiqh Color Furnace).

Boja proizvoda odnosi se na veličinu njegovih čestica. Ovisno o njihovoj veličini, tehnički je ugljik podijeljen u skupine:

klasifikacija

Tehnički ugljik za gumu u smislu stupnja pojačanja djeluje na:

• Vrlo ojačanje (gazište, tvrdo). Odlikuje se povećanom čvrstoćom i otpornosti na abraziju. Veličina čestica je plitka (18-30 nm). Koristi se u transportnim trakama, zaštitnici guma.
• Polu-pojačava (kostur, mekan). Veličina čestica je srednja (40-60 nm). Koriste se u raznim gumenim proizvodima, trupovima guma.
• Nizkousilivayuschy. Veličina čestica je velika (preko 60 nm). U industriji guma koristi se na ograničen način. Pruža potrebnu čvrstoću uz održavanje visoke elastičnosti u gumenim proizvodima.

Cjelovita klasifikacija čađe navedena je u ASTM D1765-03 standardu, koju su usvojili svi svjetski proizvođači proizvoda i njenih potrošača. U njemu se, naročito, klasifikacija provodi u rasponu specifične površine čestica:

Proizvodnja ugljika

Postoje tri tehnologije za proizvodnju industrijske čađe koja koristi ciklus nepotpunog sagorijevanja ugljikovodika:

• pećnica;
• kanal;
• cijev;
• plazma.

Tu je i termička metoda u kojoj se raspada acetilen ili prirodni plin na visokim temperaturama.

Brojne marke, dobivene različitim tehnologijama, imaju različite karakteristike.

Proizvodna tehnologija

Teoretski je moguće dobiti čađu sa svim gore navedenim postupcima, međutim više od 96% proizvedenog produkta proizvodi se iz pećne pepeo koksa iz tekućih sirovina. Metoda omogućuje dobivanje različitih marki čađe s određenim skupom svojstava. Na primjer, na Tvornica Omsk tehnički ugljik na ovoj tehnologiji proizvedeo je više od 20 marki čađe.

Opća tehnologija je kako slijedi. Reaktor, obložen visokotrornim materijalima, se hrani prirodni plin i zrak zagrijavan na 800 ° C Izgaranjem plina proizvesti kompletna produkata izgaranja imaju temperature 1820-1900 ° C, soderzhashy-ing određenu količinu slobodnog kisika. U visokoj temperaturi proizvoda potpuno izgaranje tekućih ugljikovodika sirovine injektira pažljivo prethodno miješaju te zagrijava do 200-300 ° C. Piroliza sirovine javlja se na strogo kontroliranoj temperaturi, koja zavisishy-ing na brand čađe proizvedenog ima različite vrijednosti od 1400 do 1750 ° C

Na određenoj udaljenosti od točke punjenja sirovine, toplinsko-oksidacijska reakcija zaustavlja se ubrizgavanjem vode. Oblikovan pirolizom čađe i reakcije plinovima dovodi do vozduhopodogrevashy-Tel, u kojem se daju dio svoje topline zrak koji se koristi u proshy Cess, temperatura uglerodogazovoy smjesa je smanjena od 950-1000 ° C do 500-600 ° C.

Nakon hlađenja na 260-280 ° C, uz dodatno injektiranja vode smjesa čađe i plinova se šalje Sabiralište, gdje tehshy-nara ugljik odvojeno od plina i ulazi u filter lijevak. Odvojeni Čađa iz lijevka na filteru truboproshy vode dotoka plina za transport (ventilatora puhala) u granuliranje otshy-podjele.

Proizvođači čađe

Svjetska proizvodnja čađe prelazi 10 milijuna tona. Takva velika potreba za proizvodom prvenstveno je zbog svojih jedinstvenih svojstava ojačanja. Lokomotive industrije su:

• Grupa Aditya Birla (Indija) - oko 15% tržišta.
• Cabot Corporation (SAD) - 14% tržišta.
• Orion Engineered Carbons (Luksemburg) - 9%.

Najveći ruski proizvođači ugljika:

• OOO Omsktehuglerod - 40% ruskog tržišta. Biljke u Omsk, Volgograd, Mogilev.
• OAO Yaroslavl tehnički ugljen - 32%.
• OAO Nizhnekamsktekhuglerod - 17%.