कार्बन तकनीकी, इसकी प्राप्ति

तकनीकी कार्बन (GOST 7885-86) एक प्रकार का औद्योगिक कार्बन उत्पाद है, मुख्य रूप से रबर के उत्पादन में एक भराव के रूप में उपयोग किया जाता है, जो इसके उपयोगी प्रदर्शन गुणों को बढ़ाता है। कोक और पिच के विपरीत, इसमें लगभग एक कार्बन होता है, जो दिखने में सूखने के समान होता है।

आवेदन का दायरा

लगभग 70% उत्पादित कार्बन ब्लैक टायर के लिए, रबर उत्पादों के लिए 20% का उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, तकनीकी कार्बन रंग और वार्निश उद्योग और मुद्रण स्याही का उत्पादन में आवेदन करता है, जहां यह काले वर्णक की भूमिका करता है।

आवेदन के एक अन्य क्षेत्र में प्लास्टिक और केबल शीथ का उत्पादन होता है। यहां, उत्पाद को पूरक के रूप में जोड़ दिया गया है और उत्पादों को विशेष गुण प्रदान किया गया है। छोटी मात्रा में, अन्य उद्योगों में कार्बन ब्लैक का भी उपयोग किया जाता है।

सुविधा

तकनीकी कार्बन एक ऐसी प्रक्रिया का उत्पाद है जो नवीनतम इंजीनियरिंग तकनीकों और नियंत्रण विधियों को शामिल करता है। इसकी शुद्धता और भौतिक और रासायनिक गुणों का एक कड़ाई से परिभाषित सेट के कारण, कोयला और ईंधन तेल के दहन से प्रदूषित दूषित उत्पाद के रूप में गठित, या अनियमित आंतरिक दहन इंजन के संचालन में, कालिख के साथ इसका कोई लेना देना नहीं है । आम तौर पर स्वीकृत अंतर्राष्ट्रीय वर्गीकरण कार्बन ब्लैक के अनुसार कार्बन ब्लैक (अंग्रेजी में काली कार्बन) को नामित किया जाता है, अंग्रेजी में कालिख - कालिख। यही है, वर्तमान में ये अवधारणाएं, कोई रास्ता नहीं मिश्रित हैं।

सल्फर द्वारा रबर के वल्कीनकरण की खोज की तुलना में रबर उद्योग के विकास के लिए कार्बन ब्लैक के साथ घिसने को भरने के कारण सुदृढीकरण के प्रभाव का कोई कम महत्व नहीं था। रबड़ के यौगिकों में, रबर के बाद दूसरे स्थान पर वजन द्वारा उपयोग की जाने वाली सामग्री की एक बड़ी संख्या से कार्बन। रबर उत्पादों के गुणों पर कार्बन ब्लैक के गुणात्मक संकेतकों का प्रभाव मुख्य घटक की गुणवत्ता से काफी अधिक है - रबर।

गुणों को सुदृढ़ बनाना

भराव शुरू करने से सामग्री के भौतिक गुणों को सुधारना, सुदृढीकरण कहा जाता है, और ऐसे फ़िलर्स को एम्पलीफायर (कार्बन ब्लैक, उपजी सिलिका) कहा जाता है। सभी एम्पलीफायरों में, कार्बन में एक अद्वितीय तकनीकी विशेषता है वाल्केनाइजेशन से पहले, यह रबड़ से बांधता है, और यह मिश्रण कार्बन ब्लैक और रबड़ में सॉल्वैंट्स का उपयोग करके पूरी तरह से विभाजित नहीं हो सकता है।

सबसे महत्वपूर्ण इलास्टोमर के आधार पर प्राप्त रबड़ की शक्ति:

टेबल कार्बन ब्लैक भरने और भरने के बिना विभिन्न प्रकार के रबड़ से प्राप्त वल्कनियां के गुणों को दर्शाता है। दिए गए आंकड़ों से, हम देख सकते हैं कि कार्बन सामग्री को घिसने की तन्य शक्ति पर कैसे काफी प्रभाव पड़ता है। वैसे, अन्य फैलाने वाले पाउडर रबड़ के मिश्रणों में इस्तेमाल किए गए वांछित रंग या सस्ता मिश्रण प्रदान करते हैं - चाक, काओलिन, तालक, लौह आक्साइड और अन्य गुणों को मजबूत करने वाले नहीं होते हैं।

संरचना

शुद्ध प्राकृतिक कार्बन हीरे और ग्रेफाइट हैं। उनके पास एक क्रिस्टलीय संरचना होती है, जो एक दूसरे से काफी अलग होती है। एक्स- रे विवर्तन विधि प्राकृतिक ग्रेफाइट और कृत्रिम कार्बन ब्लैक सामग्री की संरचना में समानता स्थापित करती है। कार्बन परमाणुओं में ग्रेफाइट रूप में 0.142 एनएम की इंटरटॉमिक दूरी के साथ, गाढ़ा खुशबूदार अंगूठी के आकार की प्रणालियों की बड़ी परतें हैं। गाढ़ा खुशबूदार प्रणालियों के ये ग्रेफाइट परत सामान्यतः बेसल विमानों के रूप में संदर्भित होते हैं। विमानों के बीच की दूरी कड़ाई से निर्धारित है और 0.335 एनएम है। सभी परत एक-दूसरे के समानांतर हैं ग्रेफाइट की घनत्व 2.26 ग्राम / सेमी ^{3 है}

ग्रेफाइट के विपरीत, जिसमें तीन आयामी आदेश है, कार्बन तकनीकी केवल दो-आयामी आदेशों की विशेषता है इसमें अच्छी तरह से विकसित ग्रेफाइट विमान होते हैं, जो एक दूसरे के समानांतर समांतर होते हैं, लेकिन आसन्न परतों के संबंध में विस्थापित हैं-अर्थात, विमानों को सामान्य रूप से सामान्य के संबंध में उन्मुख होता है।

Figuratively, ग्रेफाइट की संरचना कार्ड के एक सुचारू रूप से मुड़ी हुई डेक के साथ तुलना की जाती है, और कार्ड्स ब्लैक कार्ड की एक डेक के साथ जो पत्ते स्थानांतरित कर रहे हैं। इसमें, इंटरप्लानर रिक्तियां ग्रेफाइट की तुलना में बड़ा है और 0.350-0.365 एनएम है। इसलिए, कार्बन ब्लैक का घनत्व ग्रेफाइट की घनत्व से कम है और ब्रांड के आधार पर 1.76-1.9 जी / सेमी ³ की सीमा के भीतर है (सबसे अधिक बार 1.8 जी / सेमी ³ )।

रंगाई

तकनीकी कार्बन के वर्णक (धुंधला) ग्रेड मुद्रण स्याही, कोटिंग्स, प्लास्टिक, फाइबर, कागज और निर्माण सामग्री के निर्माण में उपयोग किया जाता है। इन्हें वर्गीकृत किया जाता है:

• उच्च रंगीन कार्बन ब्लैक (एचसी);
• मध्यम रंग (एमएस);
• सामान्य रंग (आरसी);
• कम रंग (एलसी)

तीसरा अक्षर प्राप्त करने की विधि को दर्शाता है - भट्टी (एफ) या चैनल (सी)। पदनाम का उदाहरण: एचसीएफ एक उच्च-रंग वाली भट्ठी का कोयला है (हिचक रंग फर्नेस)।

उत्पाद का रंग उसके कणों के आकार से संबंधित है। उनके आकार के आधार पर, तकनीकी कार्बन को समूहों में बांटा गया है:

वर्गीकरण

मजबूत प्रभाव की डिग्री द्वारा घिसने के लिए तकनीकी कार्बन में विभाजित है:

• अत्यधिक प्रबल (चलना, कठिन) घर्षण के लिए बढ़ी ताकत और प्रतिरोध द्वारा इसे अलग किया जाता है। कण आकार उथले (18-30 एनएम) है कन्वेयर बेल्ट में लागू, टायर संरक्षक
• आधा-प्रबलित (फ्रेम, मुलायम)। कण आकार मध्यम (40-60 एनएम) है वे विभिन्न रबर उत्पादों, टायर शवों में उपयोग किया जाता है।
• Nizkousilivayuschy। कण का आकार बड़ा है (60 एनएम से अधिक) टायर उद्योग में सीमित तरीके से उपयोग किया जाता है रबर उत्पादों में उच्च लोच बनाए रखने के दौरान आवश्यक ताकत प्रदान करता है।

कार्बन ब्लैक का पूरा वर्गीकरण एएसटीएम डी 1765-03 में दिया गया है, जो उत्पाद के सभी निर्माताओं और उसके उपभोक्ताओं द्वारा अपनाया गया है। इसमें, वर्गीकरण, विशेष रूप से, कणों के विशिष्ट सतह क्षेत्र की सीमा पर आयोजित किया जाता है:

कार्बन काली उत्पादन

औद्योगिक कार्बन ब्लैक के उत्पादन के लिए तीन तकनीकों हैं, जो हाइड्रोकार्बन के अधूरे दहन के चक्र का उपयोग करती हैं:

• ओवन;
• चैनल;
• ट्यूब लैंप;
• प्लाज्मा।

एक तापीय विधि भी है, जिसमें उच्च तापमान पर एसिटिलीन या प्राकृतिक गैस का अपघटन होता है।

कई ब्रांडों, विभिन्न तकनीकों के कारण प्राप्त, विभिन्न विशेषताओं हैं

विनिर्माण प्रौद्योगिकी

सैद्धांतिक रूप से, उपरोक्त सभी तरीकों से कार्बन ब्लैक प्राप्त करना संभव है, हालांकि, 96% से अधिक उत्पादित उत्पाद तरल कच्चे माल से भट्ठी विधि द्वारा निर्मित होता है। विधि गुणों के एक निश्चित सेट के साथ कार्बन ब्लैक के विभिन्न ब्रांडों को प्राप्त करने की अनुमति देता है। उदाहरण के लिए, ओम्स्क कार्बन ब्लैक प्लांट में, यह तकनीक 20 से अधिक ब्रांड्स कार्बन ब्लैक का उत्पादन करती है।

सामान्य तकनीक इस प्रकार है: अत्यधिक रेफ़रल सामग्रियों से बने रिएक्टर को प्राकृतिक गैस और हवा के साथ 800 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है। प्राकृतिक गैस जलाने से, 1820-19 00 डिग्री तापमान के साथ पूर्ण दहन के उत्पादों का गठन किया जाता है, जिसमें एक निश्चित मात्रा में मुक्त ऑक्सीजन होता है। उच्च तापमान के दहन उत्पादों में, एक तरल हाइड्रोकार्बन फीडस्टॉक इंजेक्शन, 200-300 डिग्री सेल्सियस तक पूर्व-सावधानी से मिश्रित और गर्म होता है। कच्चे माल का पायोलिसिस एक कड़ाई से नियंत्रित तापमान पर होता है, जो उत्पादित कार्बन ब्लैक के ब्रांड के आधार पर 1400 से 1750 डिग्री सेल्सियस तक के विभिन्न मूल्यों के होते हैं।

फ़ीड बिंदु से एक निश्चित दूरी पर, थर्मल ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया पानी के इंजेक्शन से रोका जा सकता है। जिसके परिणामस्वरूप तकनीकी पाइरोलिसिस कार्बन और रिएक्शन गैसों को एयर हीटर से खिलाया जाता है जिसमें वे प्रक्रिया में इस्तेमाल की गई हवा में कुछ गर्मी छोड़ देते हैं, जबकि कार्बन-गैस का तापमान 950-1000 डिग्री सेल्सियस से 500-600 डिग्री सेल्सियस तक घट जाता है।

अतिरिक्त पानी इंजेक्शन के कारण 260-280 डिग्री सेल्सियस के ठंडा होने के बाद, तकनीकी कार्बन और गैसों का मिश्रण बैग फिल्टर पर भेजा जाता है , जहां तकनीकी कार्बन गैसों से अलग होकर फ़िल्टर हॉपर में प्रवेश करती है। फिल्टर बंकर से समर्पित कार्बन ब्लैक दानेदार इकाई के लिए एक प्रशंसक (टर्बो-ब्लोअर) द्वारा गैस ट्रांसमिशन पाइप लाइन के माध्यम से पाइप किया जाता है।

कार्बन ब्लैक के निर्माता

कार्बन ब्लैक का विश्व उत्पादन 10 मिलियन टन से अधिक है। किसी उत्पाद के लिए इतनी बड़ी ज़रूरत होती है, सबसे पहले, इसकी अद्वितीय प्रबलिंग गुणों के लिए। उद्योग के इंजनों:

• आदित्य बिड़ला समूह (भारत) - लगभग 15% बाजार।
• कैबोट कॉरपोरेशन (यूएसए) - बाजार का 14%
• ओरियन इंजीनियर कार्बन (लक्ज़मबर्ग) - 9%

सबसे बड़ा रूसी कार्बन उत्पादक:

• ओओओ ओम्स्केघ्लिरोड - रूसी बाजार का 40%। ओम्स्क, वोल्गोग्राड, मोगेलेव में पौधे
• ओजेएससी यारोस्लाव तकनीकी कार्बन - 32%
• ओएओ निजानेकैम्स्चुग्लारोद - 17%