Koromgyártási folyamat

A pigmentált korom előállításának alapanyagai a kőolajtermékek és a bitumenes kőszénkátrány -termékek. A szénhidrogének hiányos égése vagy pirolízise magas hőmérsékleten keletkezik.

1) Lámpa fekete gyártási folyamat

A történelem legkorábbi koromgyártási módszere a lámpás feketekészítési eljárás. Ennek során a nyersanyagokat egy lapos, legfeljebb 1,5 m átmérőjű vaslemezre égetik. A gázburkolatot összegyűjtik, majd a könyökön (1/4 hajlítás) és a tűzoltócsövön keresztül eléri a lerakó berendezést. Az előállított korom jellemzőinek szabályozása érdekében biztosítani kell, hogy a nyersanyagokat főként hiányosan égessék el az égőlemez és a kipufogóház közötti rés közelében. De ha a cső kissé a csővezetékbe kerül, az égés oxigénhiány miatt termikusan lebomlik, és így nagyobb koromrészecskéket képez. Ezen okok miatt a készítmény részecskeméret -eloszlásának széles tartománya van, és a fő jellemző a durva részecskék. Mivel az égéstárcsa és a kipufogó között kialakuló részecskéknek csak egy kis része érintkezhet a levegőben lévő oxigénnel, ezeknek a koromoknak csak kis mennyiségű felületi oxidjuk van, a megfelelő pH -érték semleges, és az illékony anyagok nagyon kicsi.

2) Gázfekete gyártási folyamat

A gázfeketének elnevezése a gyártási folyamatából származik: amikor a nyersanyag szénhidrogénjét felmelegítik, először gázosítják, majd a spontán égésből származó gázt (az energia érdekében) hordozóanyagként viszik az égőbe. A denevér alakú égők által kibocsátott nagy mennyiségű korom Legyező alakú lángban keletkezik. Mivel minden láng kicsi és ég a levegőben, a korom képződése nagyon különbözik a lámpafekete előállítási folyamatától (hiányos égés). Itt a koromrészecskék nagyon finomak. Különböző típusok szerint az átlagos részecskeméret 10 és 30 nm között van, a gázfekete átlagos részecskemérete pedig 13 nm. Az égő lángon egy lassan forgó, vízzel töltött dob ​​található. A korom lerakódik a dobra. Amikor lekaparják, a korom lekaparódik. Amikor még mindig magas a hőmérséklet, az újonnan képződött korom érintkezik a levegőben lévő oxigénnel. Ennek eredményeként részleges oxidáció következik be, nagyszámú savas csoportot képezve, és a megfelelő gázfekete pH -érték a savas tartományban van. És körülbelül 6% illékony anyagot kaphat, ami felületi oxid -tartalmát képviseli.

3) A csatorna fekete gyártási folyamata

Ez a termelési folyamat nyersanyagként földgázt használ. A csatornafekete folyamat hasonló a gázfekete előállítási eljárás gázégetési folyamatához. A földgáz ég, és sok ventilátor alakú lángot bocsát ki. A kapott termék hasonló a gázfeketehez, de a különbség az, hogy itt síkvizes hűtést alkalmaznak. Az U alakú horony a korom lerakódási hornya. Ökológiai és gazdasági okok miatt ennek a módszernek a használatát sok évvel ezelőtt megszüntették. A gáztermelés nem befolyásolja az ökológiai környezetet, és a gázfekete eljárás továbbra is használatban van.

4) A kemence fekete gyártási folyamata

A gázfeketét szabad légkörben állítják elő, de a kemencefekete előállítási folyamatát zárt kemencében, oxigénhiányos körülmények között végzik. Sok kis tűz helyett nagy lángot használnak. Nyersanyagként olajat használnak, és éghető gázt adnak hozzá, hogy elérje a kemencében a kívánt hőmérsékletet. A kemence fekete gyártási folyamatának megváltoztatásával megkapható a szükséges pigmentfekete. Például: különböző körülmények között a korom elérheti az átlagos részecskeméret széles tartományát, 80 nm -től egészen 15 nm -ig, és még olyan kicsi is, mint a gázfeketé. De ugyanazon részecskeméret esetén még mindig van különbség a gázfekete és a kemencés fekete között, elsősorban a felületi kémiai különbségek miatt. A kemencefekete termékek viszonylag durvaak, átlagos részecskeméretük 40 nm. Ezenkívül, amikor a kemencefeketét előállítják, kis mennyiségű bázikus vegyület vagy egyéb adalékanyag adható hozzá az aggregátumok mértékének és típusának megváltoztatásához, ezáltal magas szerkezetű vagy alacsony szerkezetű koromhoz jutva.

Mivel a kemencefekete szinte légköri nyomás és elégtelen levegő alatti körülmények között keletkezik. Ezért legtöbbjükben nincsenek savas felszíni oxidok, de megtaláltuk a fent említett pironszerkezetet, amely lúgos reakció. Ami a kemence fekete lúgos pH -értékét illeti, ez annak köszönhető, hogy a koromképződés megszűnésekor alkáliföldet adtak a hideg vízbe, és a lúgos só hozzáadásával csökkentették a szerkezetet. Ezenkívül, ha ez a kemencefekete már nem lesz oxidáció utáni kezelésnek kitéve, illékony tartalma alacsonyabb lesz.