يُطلق على أسود الكربون اسم "الذهب الصناعي" لاستخدامه المكثف في المطاط والبلاستيك والحبر والطلاء والمزيد.
سوف تتعمق هذه المقالة في معالجتها، وتغطي الطحن والتحبيب والتجفيف والمعدات اللازمة.
ما هو الكربون الأسود؟
يتم إنتاج أسود الكربون عادةً من قطران الفحم أو البترول أو الغاز الطبيعي، ويتم تسخينه في درجات حرارة تتراوح من 1420 إلى 1980 درجة مئوية، مما يتسبب في تبخر الكربون ثم تبريده إلى جزيئات. في الأساس، هو شكل من أشكال السخام.
تاريخيًا، كان أسود الكربون يستخدم بشكل شائع كصبغة للجداريات. واليوم، يتم تصنيفه إلى درجات مختلفة بناءً على ظروف الاحتراق والمواد ودرجات الحرارة.
يتم تطبيقه في المطاط والبلاستيك والطلاء والأحبار ومستحضرات التجميل والجمال وتخزين الطاقة وصناعات السيارات، مع كون أسود الكربون من النوع N هو النوع الأكثر انتشارًا.
| درجة | صفات | منطقة التطبيق |
| N330 | تعزيز المتوسطة والعالية | المطاط والإطارات والمنتجات البلاستيكية |
| N550 | تعزيز متوسط إلى عالي، مقاومة للحرارة العالية | المطاط، صناعة الإطارات، منتجات المطاط الملون |
| N660 | تعزيز معتدل | المطاط والمنتجات البلاستيكية والحبر والكابلات |
آلة طحن الكربون الأسود
لماذا يعد الطحن ضروريًا لأسود الكربون؟ هل يمكن بيع أسود الكربون الخام دون تصنيعه؟
الجواب هو لا. يُظهر أسود الكربون غير المطحون مشكلات مثل حجم الجسيمات غير المتساوي، وضعف التشتت، ومساحة السطح المحدودة، مما يؤثر بشكل مباشر على أداء المنتج.
يمكن أن يؤدي التعامل غير السليم مع أسود الكربون الخام إلى التلوث البيئي وانخفاض أسعار البيع المباشر، مما يحد من هوامش الربح.
ولمواجهة هذه التحديات، قام مهندسو شركة FTM Machinery بتطوير مطحنة متناهية الصغر لأسود الكربون تعتمد على مطحنة ريموند. وإليكم مواصفات الطاحونة:
- الموديل : HGM88، HGM95، HGM100، HGM120، HGM130، HGM138، HGM160، HGM175، HGM190
- حجم الجسيمات الناتجة : 101 إلى 1693 شبكة (0.25-0.015 مم)
- المواد : مصممة خصيصًا لطحن المواد غير القابلة للاشتعال والمتفجرة والهشة ذات صلابة أقل من 6 على مقياس موس ومحتوى رطوبة أقل من 6%.
- الميزات : بالمقارنة مع مطاحن ريموند ذات الكفاءة المماثلة، يمكنها إنتاج مسحوق أكثر بنسبة 10%-20%؛ يمكن تعديل حجم الجسيمات دون توقف الآلة. ختم جيد لعملية مستقرة. عمر خدمة طويل لأجزاء الارتداء
بعد الطحن بمطحنة أسود الكربون الفائقة، يصبح حجم الجسيمات أكثر تجانسًا، ويتم تحسين التشتت، وتقليل التكتل، وزيادة مساحة السطح.
وهذا يعزز منطقة الاتصال بين أسود الكربون والمواد الأخرى، مما يحسن أداء المنتج. علاوة على ذلك، عند تصنيعها في منتجات سلسلة N-type، فإنها تتطلب سعرًا أعلى وهامش ربح، مما يجعلها أكثر قدرة على المنافسة وقيمة تجارية في السوق.
إذا كنت تتطلع إلى إعداد خط إنتاج كامل لطحن أسود الكربون ، فإليك كيفية تكوينه:
يوصي مهندسو FTM Machinery بشراء مطحنة متناهية الصغر من الكربون الأسود تجمع بين الطحن والتدريج، بالإضافة إلى مصعد الدلو . لضمان صحة العمال وحماية البيئة، فإن جهاز تجميع الغبار النبضي ضروري أيضًا.
في خط الإنتاج هذا، يتم نقل مسحوق أسود الكربون إلى مطحنة أسود الكربون متناهية الصغر عبر رافعة دلو للطحن حتى يصل إلى درجة دقة 325 شبكة أو أعلى، مما ينتج منتجات من النوع N عالية الجودة.
في نفس الوقت، مجمع الغبار النبضي يقلل بشكل فعال من تلوث الغبار. يمكن أن يصل الحد الأقصى لمخرجات المعالجة لخط الإنتاج هذا إلى 40 طنًا في الساعة.
آلة تحبيب الكربون الأسود
إذا كان الطحن يهدف إلى تحسين أداء أسود الكربون، فإن التحبيب يهدف إلى تحسين سهولة التعامل معه.
يميل مسحوق أسود الكربون إلى التشتت أثناء النقل والمناولة بسبب كثافته الظاهرية المنخفضة.
ولمعالجة هذه المشكلة، يقترح مهندسو FTM Machinery إضافة كميات مناسبة من الماء والمواد الرابطة إلى المسحوق، وتحويله إلى جزيئات دقيقة لتسهيل التعامل والنقل والاستخدام، دون التأثير على تطبيقه في السوق.
في خط الإنتاج هذا، يتم استخدام آلة تحبيب القرص ومجفف أسود الكربون.
تقوم أداة التحبيب القرصية بتحويل مسحوق أسود الكربون المختلط والماء والمواد الرابطة بالتساوي إلى جزيئات دقيقة. بعد ذلك، يقوم المجفف بتبخير الماء الموجود في الجسيمات من خلال تدفق الهواء بدرجة حرارة عالية، مما يضمن قوة الجسيمات واستقرارها.
توفر الجزيئات الدقيقة المحببة والمجففة لأسود الكربون العديد من المزايا في الأداء والتطبيق:
- كثافة عالية : تزيد من الكثافة الظاهرية لسهولة التخزين، مما يقلل من تكاليف النقل والتخزين.
- مكافحة التشتت : يقلل من التلوث البيئي وهدر الموارد، مع تقليل مخاطر الانفجارات الغبارية وتحسين السلامة التشغيلية.
- سهولة التعامل : يسهل القياس الدقيق لضمان دقة نسبة الإضافة، ويحسن تجانس الخلط، ويعزز السيولة لسهولة النقل والمعالجة الآلية.
- قابل للتطبيق على نطاق واسع : يتكيف مع المطاط والبلاستيك والطلاء وتقنيات المعالجة الأخرى، مما يحسن أداء المنتج وجودته، ويقلل خطوات المعالجة المسبقة، ويعزز كفاءة الإنتاج.
أسود الكربون في المستقبل
في السنوات الأخيرة، ومع تقدم العلوم والتكنولوجيا وتعزيز مفاهيم التنمية المستدامة، ظهر أسود الكربون المعاد تدويره (RCB) الناتج عن الانحلال الحراري لإطارات النفايات أو غيرها من النفايات المحتوية على الكربون.
بالمقارنة مع أسود الكربون البكر التقليدي (VCB) من الوقود الأحفوري، يختلف RCB بشكل كبير في مصادر الإنتاج والنقاء والجودة ومجالات التطبيق والتأثير البيئي والسعر.
| فئة | أسود الكربون البكر (VCB) | أسود الكربون المتجدد (RCB) |
| مصدر الإنتاج | الوقود الاحفوري | الانحلال الحراري للإطارات المستعملة أو مواد النفايات الأخرى |
| النقاء والجودة | درجة نقاء عالية، جودة يمكن السيطرة عليها | نقاء أقل، وتقلبات أكبر في الجودة |
| مجالات التطبيق | السوق الراقية (الإطارات، الحبر، المواد الإلكترونية) | سوق الطلب منخفض النقاء (المنتجات المطاطية، مواد البناء) |
| تأثير بيئي | تنبعث منها 2.5 طن من ثاني أكسيد الكربون لكل طن يتم إنتاجه | تنبعث منها 439 كجم من ثاني أكسيد الكربون لكل طن يتم إنتاجه، وهي صديقة للبيئة |
| سعر | شديدة التقلب، وتتأثر بسوق الوقود الأحفوري | أسعار منخفضة ومستقرة، لا تعتمد على الهيدروكربونات الأحفورية |
