Carbone brut

Types de carbone brut

Le carbone brut fait référence à la teneur en carbone du produit, qui se compose généralement de cendres et d'humidité. On le trouve couramment sous forme traitée, comme le charbon, la tourbe, le coke, l'anthracite et le charbon actif.

• Noir de carbone

  Le noir de carbone est fabriqué par combustion incomplète ou décomposition thermique d'hydrocarbures. L'utilisation principale du noir de carbone est comme charge de renforcement dans les pneus et autres produits en caoutchouc. Il est également utilisé comme pigment dans les plastiques et les revêtements. Il existe plusieurs types de noir de carbone, tels que le noir de canal, le noir de four, le noir d'acétylène, le noir thermique, le noir de fumée et le noir de carbone renforcé à la silice, qui présentent différentes tailles de particules, structures et propriétés.

• Charbon actif

  Le charbon actif, également connu sous le nom de charbon de bois activé, est une forme traitée de carbone utilisée comme milieu de filtration. Le matériau présente un degré élevé de porosité, ce qui augmente la surface et lui permet d'absorber diverses substances, telles que le gaz ou les impuretés des liquides. En raison de son incroyable capacité à effectuer de telles tâches, il est largement utilisé dans diverses industries, des solutions de conservation de l'environnement aux applications médicales. Les charbons actifs peuvent être divisés en trois catégories : charbon actif en poudre (PAC), charbon actif granulaire (GAC) et charbon actif macro-poreux (MPC).

• Charbon à coke

  Le charbon à coke, également connu sous le nom de charbon métallurgique, est la matière première pour la production de coke, qui sert de source de carbone dans la fabrication de l'acier. Le charbon subit un processus appelé cokéfaction, au cours duquel il est chauffé en l'absence d'oxygène pour éliminer l'eau, le gaz et les matières volatiles, laissant derrière lui du coke solide. La qualité et les propriétés du charbon à coke sont des facteurs cruciaux qui influencent les caractéristiques finales du coke produit.

• Graphite

  Le graphite brut, une forme naturelle de carbone, possède une structure stratifiée et plane qui lui confère des qualités exceptionnelles telles que la lubrification, la conductivité et la résistance aux températures élevées. Ces propriétés permettent son utilisation généralisée dans de multiples applications et industries. Les différents types de graphite comprennent le graphite en paillettes naturel, le graphite expansé, le graphite synthétique, le graphite amorphe naturel et les graphites artificiels. Chaque variété a des caractéristiques et des utilisations distinctes, allant des lubrifiants et des batteries aux réacteurs nucléaires et aux électrodes.

• Coke

  Le coke, un carbone brut allotropique, est un matériau poreux produit par pyrolyse du charbon en l'absence d'oxygène. Le processus, connu sous le nom de carbonisation, aboutit à une substance légère et ferme à forte teneur en carbone. Cette transformation modifie les propriétés du charbon et produit un produit principalement composé de carbone. Le coke est principalement utilisé dans la fabrication du fer en haut fourneau et comme agent réducteur dans la production de certains produits chimiques.

Spécifications et maintenance du carbone brut

Spécifications

Les spécifications du carbone brut varient d'un produit à l'autre en fonction de l'utilisation. Mais les spécifications suivantes sont communes.

• Microstructure : La microstructure du carbone brut comprend des aspects tels que les domaines de graphène, les défauts, etc. Ces aspects de performance sont généralement découverts lors d'analyses en laboratoire.
• Composition : Cela fait référence au pourcentage d'éléments tels que l'azote, l'oxygène, l'hydrogène, etc. Le carbone pur a un pourcentage plus élevé de carbone.
• Pureté : Le carbone est disponible sous de nombreuses formes. Le carbone brut a généralement un niveau d'impuretés plus élevé que le carbone raffiné. Les niveaux d'impuretés sont généralement déterminés en niveaux tels que les parties par million (PPM).
• Taille des particules : Le carbone brut granulaire est souvent mesuré en microns. La taille exacte des particules affecte les filtres dans lesquels le carbone brut peut être utilisé.
• Surface : Cela est généralement mesuré en mètres carrés par gramme (m2/g). La surface du charbon actif est plus élevée que celle du carbone brut. Par exemple, le charbon actif a une surface de 500 à 1500 m2/g, tandis que le carbone brut a une surface de seulement 5 à 10 m2/g.
• Conductivité électrique : Le carbone brut a un taux de conductivité électrique plus élevé que le graphite et le carbone supraconducteur. Des qualités spécifiques de carbone brut sont utilisées pour les batteries et l'électrolyse.
• Résistance à la traction : Cela détermine la fragilité ou la robustesse du carbone. La résistance et l'élasticité du carbone brut diffèrent lorsqu'il est traité à la chaleur. Par exemple, dans la fibre de carbone, la résistance à la traction peut atteindre 4000 MPa.

Chaque spécification du carbone brut affecte ses performances dans les utilisations industrielles telles que la fabrication, la filtration et la purification.

En fonction de l'utilisation, de nombreux produits à base de carbone nécessitent également une certaine maintenance. Voici quelques exemples :

Maintenance

• Lames/moules/outils en carbone : L'entretien des outils en carbone implique le choix des bons paramètres de coupe et du système de liaison du carbone. Avant chaque utilisation, les outils en carbone doivent être nettoyés. Des faibles RPM et des taux d'avance élevés doivent être utilisés pour éviter l'abrasion de l'outil.
• Balais en carbone : Des tests de vibration réguliers doivent être effectués en utilisant un mouvement de bloc de balai. L'état et la tension des balais doivent être examinés après les renforts de bande. Les conditions suivantes doivent être examinées : le traînage latéral sur la bille du balai, le soulèvement sur la bille du balai et l'écart de séparation entre le collecteur et le balai. S'il y a accumulation de carbone sur le collecteur, il doit être nettoyé. Un balai en carbone de haute qualité doit avoir un bon rodage pour assurer une répartition uniforme du courant et un contact adéquat.
• Cartouche de carbone : Après qu'un niveau spécifié d'eau contaminée a été passé à travers la cartouche de carbone, la durée de vie du carbone doit être déterminée. La chute de pression du filtre à bloc de carbone doit être mesurée et comparée à la valeur de référence. Si le filtre à carbone de référence a dépassé la chute de pression, il doit être changé. S'il y a fuite de carbone, le filtre doit être changé immédiatement.
• Fibres de carbone : Les propriétés et les dimensions des fibres de carbone doivent être surveillées régulièrement à l'aide de l'isolation du stator, du collecteur du rotor et des conditions de fonctionnement du balai en carbone de la machine. Les fibres de carbone nécessitent généralement un remplacement lorsque leur résistance à la traction est réduite ou lorsqu'elles deviennent électriquement conductrices.

Scénarios de carbones bruts

Lorsqu'il est chauffé à haute température en l'absence d'oxygène, le carbone brut, qui comprend le charbon de bois et le noir de carbone, est utilisé dans la production de l'acier et d'autres métaux par les industries métallurgiques comme réducteur et pour la cémentation.

Les secteurs du raffinage du pétrole et de la chimie utilisent les noirs de carbone comme charges dans les produits en caoutchouc (en particulier les pneus), comme pigments dans les revêtements et les plastiques et comme agents conducteurs dans certaines électrodes et batteries.

Les multiples structures poreuses et la chimie de surface du charbon actif le rendent utile dans les industries de la protection de l'environnement, de l'alimentation et des boissons. Par exemple, les filtres en charbon actif peuvent éliminer le chlore résiduel, les phénols et autres polluants organiques nocifs de l'eau potable, des eaux usées et des effluents industriels. Dans la filtration de l'air, le carbone peut capturer les composés organiques volatils (COV), le benzène, le toluène, le formaldéhyde et autres polluants de l'air intérieur, et il peut également éliminer les odeurs particulières.

De plus, de nombreuses installations de traitement des eaux domestiques et industrielles utilisent le charbon actif pour filtrer le chlore résiduel, les matières organiques, les odeurs particulières et autres polluants afin de rendre l'eau traitée réutilisable ou de la rejeter dans les masses d'eau.

Le charbon actif est également utilisé dans l'industrie alimentaire et des boissons pour améliorer la décoloration, la purification et le raffinage du sucre, du vin et des produits pharmaceutiques, ainsi que pour éliminer les goûts et les odeurs particuliers de l'eau potable, de l'eau minérale et d'autres lignes de production de boissons.

De plus, l'industrie des matériaux de construction utilise le carbone brut dans la production de portes, de fenêtres et d'autres matériaux de construction en fibre de carbone ; en général, le charbon actif est le matériau de choix.

Comment choisir les carbones bruts

Lors du choix des fournisseurs de matières premières à base de carbone brut, il est très important de vérifier leurs processus de production. Les fournisseurs ayant des pratiques de fabrication supérieures produiront des matériaux qui ne compromettent pas la qualité des produits finis.

Les acheteurs doivent également vérifier les types de machines que le fournisseur utilise dans son usine. Des machines avancées et bien entretenues produiront des matériaux à base de carbone avec les spécifications souhaitées.

Il est important de tenir compte de l'évolutivité du fournisseur. Les entreprises qui peuvent facilement augmenter leurs volumes de production répondront aux demandes croissantes lorsqu'elles finiront par s'installer sur le marché.

Un autre facteur crucial à prendre en compte est la distance entre l'acheteur et le fournisseur. Lorsqu'on recherche un fournisseur de matières premières à base de carbone brut, il est important de choisir un fournisseur qui n'est pas trop éloigné du lieu de l'acheteur. Les longues distances de transport entraînent une empreinte carbone élevée. Cet impact environnemental énorme ternira la réputation de l'entreprise. Cela pourrait amener de nombreux clients à refuser les demandes de compensation carbone. De plus, le choix d'un fournisseur proche réduit les coûts de transport.

Étant donné que le fournisseur fournira à une entreprise des matières premières de manière régulière, il est essentiel d'évaluer sa stabilité financière. Un fournisseur financièrement instable peut perturber la chaîne d'approvisionnement.

Le fournisseur offre-t-il des options de personnalisation ? La réponse à cette question peut contribuer grandement à déterminer s'il faut travailler avec lui ou non. Certaines entreprises souhaitent avoir des caractéristiques spécifiques dans leurs matériaux à base de carbone. Ainsi, elles préféreront un fournisseur qui peut répondre à leurs besoins uniques.

Les quantités minimales de commande que les fournisseurs traitent peuvent également influencer la décision d'un acheteur. Les entreprises qui débutent ou qui ont de faibles besoins de production voudront travailler avec un fournisseur qui a une faible quantité minimale de commande.

Enfin, la recherche sur la réputation du fournisseur est essentielle. Elle permettra de comprendre le type de fournisseur qu'il est et s'il fournit ou non la matière première en question à un prix raisonnable. Un bon fournisseur sera transparent et n'aura pas de pratiques illégales dans ses relations.

Q&A

Q1. Quelles caractéristiques du carbone brut le rendent adapté à la production de batteries avancées ?

A1. La pureté et la structure du carbone brut sont des facteurs critiques pour la production de batteries. Un carbone de haute pureté minimise les impuretés qui pourraient affecter les performances de la batterie. De plus, une structure poreuse contrôlable peut améliorer la mobilité de l'électrolyte et la conductivité ionique.

Q2. Comment l'utilisation du carbone brut dans l'industrie sidérurgique affecte-t-elle la durabilité environnementale ?

A2. Les conséquences en termes d'émissions de carbone de l'utilisation du carbone dans l'industrie sidérurgique sont importantes. Néanmoins, la capacité du carbone brut à capturer et à stocker le carbone peut offrir une option plus durable, car il peut aider ces technologies de capture.

Q3. Quelle est l'influence des tendances mondiales en matière d'approvisionnement en carbone sur le prix du carbone brut ?

A3. Les prix du carbone brut sont influencés par les tendances en matière d'approvisionnement en carbone. Les prix peuvent augmenter à mesure que les entreprises cherchent à utiliser du carbone brut de meilleure qualité en raison de réglementations plus strictes en matière de neutralité carbone. De plus, les prix peuvent être affectés par l'expansion des marchés des matériaux avancés tels que le nanocarbone.

Q4. Quels sont les risques potentiels pour la santé liés à la manipulation de matériaux à base de carbone brut ?

A4. Les fines particules de carbone brut peuvent présenter des risques pour la santé respiratoire, pouvant entraîner des maladies telles que la pneumoconiose. Des mesures de précaution telles que le port de masques et l'utilisation d'extracteurs de fumées sont essentielles pour protéger la santé des travailleurs.