Tekninen hiili, sen valmistus

Hiilimusta (GOST 7885-86) - tyypin teollisuuden hiili tuotteita, käytetään lähinnä kumi täyteaineena, vahvistamalla hyödyllistä suorituskyvyn ominaisuuksia. Toisin kuin koksin ja piki on lähes hiilimustaa näköisiä Muistuttaa.

soveltamisalansa

Noin 70% tuotetun hiilimustan käytetään renkaiden valmistuksessa, 20% - valmistukseen kumi. Myös, tekninen hiiltä käytetään maalien valmistuksessa ja tuotteita musteet, jossa hän toimii mustaa pigmenttiä.

Toinen käyttöalue - muovien ja kaapelin vaipan. Täällä tuotetta lisätään täyteaineena ja tuotteiden valmistamiseksi erityisominaisuuksia. Pienen mittakaavan hiilimustaa käytetään muilla teollisuudenaloilla.

ominaisuus

Hiilimusta - prosessi, joka käsittää uusinta teknologioihin ja torjuntamenetelmiä. Johtuen sen puhtauden ja tiukasti määritelty joukko fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia, sillä ei ole mitään tekemistä sen kanssa, nokea muodostuu saastunut sivutuotteena hiilen ja polttoöljy, tai säätelemätön polttomoottoreissa. Mukaan yleisesti hyväksyttyä kansainvälistä luokitusta hiilimustan nimettyjen Carbon Black (noki käännöksessä Englanti), nokea Englanti - noki. Toisin sanoen nämä käsitteet ovat tällä hetkellä mitenkään sekava.

Vahvistus vaikutus johtuu hiilimustan täytetty kumi ei ollut yhtä merkittävä kuin aukko rikki kumi vulkanointiolosuhteet kehittämiseen kumiteollisuudessa. Kumikoostumuksia hiili suuri määrä ainesosia painon mukaan toisella sijalla kumia. Vaikutus laadullisten ominaisuuksien hiilimusta kumi huomattavasti suurempi kuin laadullisia pääainesosilla - kumi.

lujiteominaisuuksia

Parantuneet fysikaaliset ominaisuudet materiaalin käyttöön täyteainetta kutsutaan vahvistaminen (vahvistaminen), ja tällaisia vahvistimia kutsutaan täyteaineita (noki, saostettu piidioksidi). Kaikista vahvistimet todella ainutlaatuiset ominaisuudet hiilen teknisiä. Jo ennen kovettamista se sitoutuu kumi, ja seosta ei voida täysin erottaa hiilimustaa ja kumi liuottimia.

Vahvuus kumi, johdettu suuri elastomeerit:

Taulukossa on esitetty ominaisuuksia vulkanisaattien valmistettu eri kumi täyttämättä ja hiilimustaa täyteaineena. Näistä tiedoista voidaan nähdä, kuinka hiilipitoisuus vaikuttaa suuresti kumikomponenttiin vetolujuus. Muuten, muita hiukkasmaisia käytettyjen jauheiden raakakumiseoksiin antamaan haluttu väri tai seos halpeneminen - liitu, kaoliini, talkki, rautaoksidi ja muut eivät vahvistavat ominaisuudet.

rakenne

Puhdasta luonnon hiili - tämä timantti ja grafiitti. Niillä on kiderakenne poikkea merkittävästi toisistaan. Diffraktio ray perustettu yhtäläisyyksiä rakenteessa luonnon grafiitti ja keinotekoinen materiaali on hiilimustaa. Hiiliatomia grafiitti muodossa suuri rengasmainen kerrokset fuusioitunut aromaattinen järjestelmiä, joiden atomien väliset välit 0,142 nm. Näiden grafiittirikkaisiin arkkia kondensoimatonta aromaattista järjestelmiä kutsutaan pohjatasoiksi. Välinen etäisyys tasojen on tiukasti määritelty ja on 0,335 nm. Kaikki kerrokset on järjestetty yhdensuuntaisesti toisiinsa nähden. Grafiitti tiheys on 2,26 g / cm ^3.

Toisin grafiittia, jolla on kolmiulotteinen tilaus, hiilimusta on tunnusomaista vain kaksi-ulotteinen säännöllisyys. Se koostuu hyvin kehittynyt grafiitti konetta, joka on järjestetty suunnilleen samansuuntaisesti toistensa, mutta sivuun suhteessa viereisiin kerroksiin - eli satunnaisesti suuntautuneita tasossa normaali suhde.

Muotoinen grafiitti rakenne verrattuna siististi pinota korttipakan, ja hiilimustan rakenne korttipakan, jossa kortit on siirtynyt. Se tasojen välinen etäisyys on suurempi kuin grafiitti ja 0,350-0,365 nm. Näin ollen, hiilimusta tiheys on pienempi kuin , että grafiitin ja se on 1,76-1,9 g / cm ^3, laadusta riippuen (tavallisesti 1,8 g / cm ^3).

väritys

Pigmentti (väritys) hiili mustat käytetään painovärien, pinnoitteet, muovit, kuidut, paperi- ja rakennusmateriaalit. Ne luokitellaan seuraavasti:

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

Kolmas kirjain tarkoittaa menetelmää - uunin (F) tai kanavan (C). Esimerkki nimityksiä: HCF - vysokookrashivayuschy uuninokimustareaktorin (Hiqh Väri Furnace).

Tuote värjäämiskyky liittyy koko sen hiukkasia. Riippuen niiden koosta hiili Teknillinen jaettu ryhmiin:

luokitus

Hiilimustalla kumin vahvistava vaikutus aste on jaettu:

• Vysokousilivayuschy (kulutuspinta, kiinteä aine). Edellyttäen lisääntynyt lujuus ja kulumiskestävyys. Hiukkaskoko on pieni (18-30 nm). Käytetty kuljetinhihnat, renkaiden kulutuspinnat.
• Poluusilivayuschy (rautalanka, pehmeä). keskimääräinen hiukkaskoko (40-60 nm). Käyttäneet eri teollisuuden kumituotteet, rengas ruhoja.
• Nizkousilivayuschy. Partikkelikoko on suuri (enemmän kuin 60 nm). Rengas teollisuus käyttää on rajallinen. Se tarjoaa tarvittavan lujuuden samalla säilyttää korkea elastisuus kumi.

Täydellinen luokittelu hiilimustaa on annettu standardin ASTM D1765-03 hyväksymän kaikki maailman olevan tuotteen valmistaja ja sen kuluttajille. Se luokittelu, erityisesti, on suoritettava alueella ominaispinta-alan partikkelien:

Hiilen

On olemassa kolme teknologiaa teollisuuden hiilimustaa, jota käytetään sykli epätäydellisen palamisen hiilivetyjä:

• uuni;
• kanava;
• putki;
• plasmassa.

On myös terminen menetelmä, jossa hajoaminen maakaasun tai asetyleeni korkeissa lämpötiloissa.

Lukuisat merkit saadaan erilaisia tekniikoita on erilaisia ominaisuuksia.

valmistustekniikka

Teoreettisesti mahdollista saada teoreettisesti hiilimustan kaikki edellä mainitut menetelmät, mutta enemmän kuin 96% valmistetun tuotteen valmistetaan uunissa menetelmä nestemäisen syötteen. Menetelmä voidaan saada eri merkkisiä hiilimustan tietylle ominaisuuksia. Esimerkiksi hiilimustaa Omskin kasvi tätä tekniikkaa käyttäen on tehty yli 20 hiiltä mustia merkkejä.

Yleinen tekniikka on. Vuorattu reaktori vysokoogneupornymi toimitettuja materiaaleja maakaasua ja kuumennettiin 800 ° C: seen ilmassa. Polttamalla maakaasua tuotetaan täydellinen palaminen tuotteita, joiden lämpötila 1820-1900 ° C, joka sisältää tietyn määrän vapaata happea. Korkean lämpötilan tuotteita täydellinen palaminen nestemäinen hiilivety syöttö injektoidaan huolellisesti ennen sekoitettiin ja kuumennettiin 200-300 ° C: ssa Raaka-aineen pyrolyysin tapahtuu tiukasti kontrolloidussa lämpötilassa, joka, riippuen merkki hiilimustan tuotettujen on eri arvot 1400-1750 ° C: ssa

Tietyllä etäisyydellä syötetilasta lämmön aiheuttamaa Reaktio lopetetaan vettä injektiota. Pyrolyysillä muodostuvien hiilimustan ja reaktiokaasujen päästä ilman lämmitin, jossa ne antavat muodostavat osan sen lämmön ilmaan menetelmässä käytettävä lämpötila seoksen uglerodogazovoy laskee 950-1000 ° C: sta 500-600 ° C: ssa

Jäähdyttämisen jälkeen 260-280 ° C: ssa vielä injektoimalla vettä seoksen hiilimustaa ja kaasut lähetetään pussisuodatin, jossa hiilimusta on erotettu kaasun ja menee suodattimen suppilon. Erotetut hiili musta täyttösuppilon suodattimen kaasun kuljetusta putken on syötetään tuulettimen (puhaltimia), joka rakeis- yksikkö.

Valmistajat hiilimustan

Maailmanlaajuinen tuotanto hiilimustalla on yli 10 miljoonaa tonnia. Tällainen suuri kysyntä tuote johtuu pääasiassa sen ainutlaatuinen vahvistavat ominaisuudet. Veturit alat ovat:

• Aditya Birla Group (Intia) - noin 15% markkinoista.
• Cabot Corporation (USA) - 14% markkinoista.
• Orion Engineered hiilet (Luxemburg) - 9%.

Suurimmat tuottajat hiiltä Russian:

• Ltd "Omsktehuglerod" - 40% Venäjän markkinoille. Kasvit Omsk, Volgograd, Mogilev.
• OAO "Jaroslavlin tekninen hiili" - 32%.
• JSC "Nizhnekamsktekhuglerod" - 17%.