Экологически чистая сажа как основа безопасных для окружающей среды сажевых пигментов

Крис Твигг, Эд ван Оршот, Патрисия Гилен
26.10.2020 456

Во всем мире ежегодно вырабатывается примерно 14 миллионов тонн сажи, в основном в результате неполного сгорания ископаемых видов топлива, что служит причиной выбросов 35-40 миллионов тонн CO2.

До 90% сажи используется в качестве армирующего материала в таких изделиях, как автомобильные шины и резина; остальная часть используется в качестве пигмента для пластмасс, чернил, покрытий и в других областях применения[1].

В мировом масштабе около 1-1,5 миллиарда шин выработали свой срок службы, большая их часть выброшена на свалки или сожжена, зачастую в частях света с низким уровнем экологического контроля или его отсутствием[2]. Это создает серьезные экологические проблемы, начиная с выбросов CO2 и загрязнения от сжигания шин и заканчивая образованием питательной среды для малярийных комаров в застоявшейся в шинах воде.

Кроме того, около 4,5 миллионов тонн сажи вместе с отслужившими шинами попадает в отходы.

Компания Black Bear разработала перспективную технологию для вторичного использования сажевых пигментов, нефти и газа из отработанных шин с обеспечением стабильно высокого качества и выработкой чистой положительной энергии в процессе. NEPtune – это экологически безопасная замена сажевому пигменту в широком диапазоне областей применения полнотонового и оттеночного окрашивания.

СОВРЕМЕННЫЙ ПОДХОД К ПОЛУЧЕНИЮ САЖИ

Стандартная печная или «чистая» сажа вырабатывается из ископаемого топлива в результате частичного сжигания неочищенной нефти в контролируемых условиях.

Этот традиционный способ получения сажи сопряжен с существенным загрязнением окружающей среды. Новое решение этой проблемы предполагает другой технологический процесс с использованием отработанных шин в качестве сырья для производства высококачественной сажи. Этот принцип экономики замкнутого цикла обеспечивает положительное экологическое воздействие на углеродный след сажевых пигментов и вносит вклад в экологически безопасное производство покрытий.

Фактически, в процессе производства используется больше CO2 из атмосферы, чем выделяется, а также снижается загрязнение воздуха (например, пыль, CO2, SO2, NO2, ЛОВ) примерно на 80%. Наряду со вторичным использованием сажи, в процессе экологически чистым методом получают энергию − около 2 МВт и 1 тонну высококалорийной нефти на тонну произведенной сажи.

В процессе производится 40% высококачественной сажи и 60% летучих веществ; конденсирующаяся нефть (около 80%) и неконденсирующийся газ (около 20%). Благодаря последнему данный процесс обеспечивается непосредственно путем повторного использования произведенной энергии.

Цепочка добавления ценности приводит к формированию эффективного и практически безотходного жизненного цикла, результатом которого становится экологически рациональное решение по сажевым пигментам.

НИЗКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ПАУ

В процессе производства полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) из исходного сажевого материала эффективно «очищаются» от материала до концентрации <5 м.д. К тому же, в составе готовой продукции нет токсичных веществ, таких как диоксины, фураны, ПХБ и фенциклидин. Таким образом, технологию NEPtune можно использовать в областях применения, предусматривающих контакт с пищевыми продуктами и кожей человека, согласно Постановлению ЕС 10/2011.

Благодаря низкому содержанию ПАУ сажевые пигменты хорошо подходят для областей применения, предусматривающих контакт с пищевыми продуктами, например, покрытия для банок или рулонов, а также чернила для окраски пищевой упаковки.

Прочие характеристики представлены в таблице 1.

ХАРАКТЕРИСТИКИ

Пигменты NEPtune подходят как для окрашивания основным тоном, так и для подкрашивания.

Они обеспечивают высокую стабильность и интенсивность цвета при низком расходе, защиту от миграции пигмента и эффект всплывания, а также устойчивую флокуляцию пигмента при использовании небольшого количества диспергирующего вещества. Пигменты предварительно измельчаются для простого и не требующего много энергии получения дисперсионных свойств, вследствие чего обеспечивается высокая дисперсность.

Кроме того, они обеспечивают ньютоновскую вязкость с высокой степенью наполнения как в водных системах, так и в системах на основе растворителей, сохраняя при этом высокую стойкость.

Более детальное сравнение NEPtune i120 в чернилах на водной основе с конкурентной системой с удельной полной поверхностью 80 (при максимальной критической концентрации пигментов) показало сопоставимые результаты значений L*a*b* согласно МКО (таблица 2).

Благодаря строгому контролю качества на каждой стадии процесса гарантируются стабильные характеристики цвета. Тщательный предварительный отбор сырья и полностью автоматизированное, передовое производственное оборудование позволяет создать высококачественные, уникальные, экологически безопасные пигменты в строгом соответствии со спецификацией. Система NEPtune выпускается в виде порошка, а также в гранулированной форме, что снижает пылеобразование, упрощает обработку, повышает чистоту и безопасность использования. Дополнительные характеристики представлены в рисунке 1.

Рисунок 1. Результаты исследования характеристик сажи NEPtune

ВЫВОДЫ

Высококачественная сажа, изготовленная по инновационной технологии от компании Black Bear из отработанных шин, может заменить традиционную печную сажу и повторно использоваться в производстве новых шин, резины, пластмасс, чернил и красок.

Этот процесс помогает решить вопрос утилизации изношенных шин, способствует экономии нефти и положительно влияет на экологию.

Каждая установка помогает сэкономить больше CO2, чем может потребить миллион деревьев (что в 12 раз больше Центрального парка в Нью-Йорке); на каждую тонну произведенной сажи экономится 2,5 тонны нефти.

Коммерческие поставки заказчикам начались в начале 2017 года.

Благодаря наличию достаточного количества отработанных шин для создания более 1000 установок, компания Black Bear планирует выводить свой инновационный продукт на зарубежный рынок.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

  1. Сажа – Обзор мирового рынка (январь 2016 г.). URL: http://www.researchandmarkets.com; FreedoniaWorld Carbon Black 2013-2018. URL: http://www.lucintel.com.
  2. Отчет Европейской ассоциации производителей шин и резиновых изделий по отработанным шинам 2015 (данные ЕС); Краткий обзор использования отработанных шин США RMA 2015 (данные США); Исследование CATRA потенциальных рынков переработки шин в Канаде 2012 (данные Канады); Шинная промышленность Японии по данным Ассоциации производителей автомобильных шин Японии 2016 (данные Японии).

Крис Твигг, Эд ван Оршот, Патрисия Гилен, Black Bear Недерверт, Нидерланды

Связаться с нами

Готово, ваша заявка успешно отправлена.
Ошибка, попробуйте обновить страницу и попробовать снова.

Вам будет интересно

<strong>Коллоидная МКЦ: эффективное средство для стабилизации пигментных дисперсий</strong><strong></strong>
Коллоидная МКЦ: эффективное средство для стабилизации пигментных дисперсий
Одним из ключевых свойств коллоидной МКЦ является ее способность стабилизировать составы на водной основе без…
Хуэй С Ян, Кристоф Массип, Хуа Ма, Холли Бертран
29.11.2022
261
Цинковые чешуйчатые пигменты
Цинковые чешуйчатые пигменты
В недавнем пресс-релизе компания Eckart Group, специализирующаяся на производстве пигментов, объявила о выпуске нового цинкового…
13.09.2022
161
Смена караула: переход на интеллектуальные пигменты для защиты от коррозии
Смена караула: переход на интеллектуальные пигменты для защиты от коррозии
Чтобы создать действительно умное покрытие, вам нужно начать с умных добавок. Как и хорошему повару,…
Энди Нобл-Джадж, Крис Барбе
24.08.2020
205
Ванадийсодержащие нанопигменты циркона в качестве синего пигмента
Ванадийсодержащие нанопигменты циркона в качестве синего пигмента
Ученые описали синтез полиола с помощью СВЧ излучения из наночастиц V–ZrSiO4 и его использование в…
07.11.2022
121
Инновации в сфере умных, высокоэффективных ингибиторов коррозии
Инновации в сфере умных, высокоэффективных ингибиторов коррозии
По имеющимся оценкам, на данный момент в странах ЕС 786 000 рабочих подвергается воздействию токсичного,…
Джорджия Какасе
18.05.2021
391
Психология и использование цветных и эффектных пигментов в порошковых покрытиях
Психология и использование цветных и эффектных пигментов в порошковых покрытиях
Недавно компания Pantone выпустила отчет о цветовых трендах на 2018 год. В отчете представлено 10…
Адам Андреас, Майкл Т. Вентурини
10.03.2021
443
Химия 2022 — новости второго дня выставки
Химия 2022 — новости второго дня выставки
Новости 2-ого дня выставки «Химия-2022», которая проходит с 31 октября по 3 ноября в Экспоцентре…
02.11.2022
225
Секреты эффектных пигментов
Секреты эффектных пигментов
С развитием новых пигментов развиваются также и новые методы измерения. Это касается многоуглового измерения алюминиевых…
Вернер Рудольф Крамер
24.03.2020
1531
Технология на основе древесины удаляет 80% красителей
Технология на основе древесины удаляет 80% красителей
Разработан новый метод, который позволяет легко очищать загрязненную воду с помощью материала на основе целлюлозы.
22.04.2023
97