Сажа, сажа для резины, сажа печная, сажа газовая. Смотреть что такое "Сажа" в других словарях

Структура

Частицы технического углерода представляют собой глобулы , состоящие из деградированных графитовых структур. Межплоскостное расстояние между графитоподобными слоями составляет 0,35-0,365 нм (для сравнения, в графите 0,335 нм).

Размер частиц (13-120 нм) определяет «дисперсность » техуглерода. Физико-химическим показателем, характеризующим дисперсность, является удельная поверхность . Поверхность частиц обладает шероховатостью, за счёт наползающих друг на друга слоёв. Мерой шероховатости служит соотношение между показателями удельной поверхности техуглерода и его йодным числом (поскольку йодное число определяет полную поверхность частиц с учётом шероховатостей).

Частицы в процессе получения объединяются в т. н. «агрегаты», характеризуемые «структурностью» - разветвлённостью - мерой которой служит показатель абсорбции масла.

Агрегаты слипаются в менее прочные образования - «хлопья».

Кроме атомов углерода в составе технического углерода присутствуют атомы серы , кислорода , азота .

Техуглерод обладает высокоразвитой поверхностью (5-150 м²/г), со значительной активностью. На поверхности обнаруживаются т. н. концевые группы (-COOH, -CHO, -OH, -C(O)-O-, -C(O)-), а также сорбированные остатки неразложившихся углеводородов. Их количество напрямую зависит от способа получения и последующей обработки углеродных частиц. Для получения пигментов часто частицы техуглерода подвергают окислительной обработке кислотами.

Истинная плотность частиц технического углерода - 1,76-1,9 г/см³. Насыпная плотность хлопьевидного («пылящего») техуглерода составляет 30-70 кг/м³. Для удобства транспортирования и использования технический углерод гранулируют до плотности 300-600 кг/м³.

Применение

Технический углерод применяется в качестве усиливающего компонента в производстве резин и других пластических масс . Около 70 % всего выпускаемого техуглерода используется в производстве шин , ~20 % в производстве резино-технических изделий. Остальное количество находит применение в качестве чёрного пигмента ; замедлителя «старения » пластмасс; компонента, придающего пластмассам специальные свойства: (электропроводные , способность поглощать ультрафиолетовое излучение, излучение радаров).

Усиление резин

Усиливающее действие техуглерода в составе полимеров во многом обусловлено его поверхностной активностью. Оценить степень изменения свойств резиновых вулканизатов, содержащих 50 % по массе технического углерода разных марок, можно на основе следующих данных (в качестве основы использован БСК - бутадиен-стирольный каучук):

Наименование класса	Код	Марка по ASTM D1765	Размер частиц, нм	Растягивающее усилие, МПа	Сопротивление истиранию, усл.ед.
Суперстойкий к истиранию, печной	SAF	N110	20-25	25,2	1,35
Промежуточный	ISAF	N220	24-33	23,1	1,25
С высокой стойкостью к истиранию, печной	HAF	N330	28-36	22,4	1,00
Быстроэкструдирующийся печной	FEF	N550	39-55	18,2	0,64
Высокомодульный печной	HMF	N683	49-73	16,1	0,56
Полуусиливающий печной	SRF	N772	70-96	14,7	0,48
Средний термический	MT	N990	250-350	9,8	0,18
Каучук бутадиен-стирольный	-	-	-	2,5	~0

Следует отметить, что кроме прекрасных физических свойств техуглерод придаёт наполненным полимерам чёрную окраску. В связи с чем, для производства пластмасс, для которых важен конечный цвет (например обувной пластикат) в качестве усиливающего наполнителя применяют т. н. «белую сажу » (аэросил) - высокодисперсный оксид кремния .

Справедливости ради следует отметить, что доля «белой сажи» возрастает и в производстве автомобильных шин, поскольку резиновые вулканизаты на её основе обладают значительно меньшими потерями на трение при качении, что приводит к экономии топлива . Однако, усиливающее действие «белой сажи» и сопротивляемость вулканизатов истиранию пока существенно хуже, чем при использовании техуглерода.

Способы получения

Существует несколько промышленных способов получения технического углерода. В основе всех лежит термическое (пиролиз) или термоокислительное разложение жидких или газообразных углеводородов . В зависимости от применяемого сырья и метода его разложения различают:

печной - непрерывный процесс, осуществляемый в закрытых цилиндрических проточных реакторах . Жидкое углеводородное сырьё впрыскивается механическими или пневматическими форсунками в поток газов полного сгорания топлива (природный газ , дизельное топливо), причём расходы всех материальных потоков поддерживаются на заданном уровне. Полученную реакционную смесь для прекращения реакций газификации охлаждают, впрыскивая в поток воду. Техуглерод выделяют из отходящего газа и гранулируют;
ламповый - непрерывный процесс, осуществляемый в специальных проточных реакторах. Жидкое углеводородное сырьё испаряется за счёт подвода теплоты к чаше, в которой оно находится. Пары сырья увлекают во внутрь реактора наружный воздух через кольцевой зазор между приёмным зонтом реактора и чашей для сырья. Материальные потоки контролируются лишь частично. Реакционный канал в хвостовой части реактора охлаждается через стенку водой. Техуглерод выделяют из отходящего газа и упаковывают;
термический - процесс осуществляется в парных реакторах объёмного типа, работающих попеременно. В один из реакторов подают газ (природный , ацетилен) в смеси с воздухом, который, сгорая, нагревает футеровку реактора. В это время во второй предварительно нагретый реактор подают только газ (без воздуха), в ходе протекания реакции футеровка остывает, подачу газа переводят в подготовленный реактор, а остывший разогревают, как описано выше;
канальный - периодический процесс, осуществляемый в специальных камерах периодического действия, в полу которых установлены щелевые (канальные) горелки. Пламя сгорающего сырья (природный газ) на выходе из горелок сталкивается с охлаждаемым водой металлическим жёлобом, процесс окисления прекращается с выделением техуглерода, который собирается внутри камеры. Полученный продукт периодически выгружают вручную.

Классификация

В соответствии с классификацией по ГОСТ установлены 10 марок технического углерода. В зависимости от способа получения (печной, канальный, термический) маркам присвоены буквенные индексы «П», «К», «Т». Следующий за буквенным цифровой индекс характеризует средний размер частиц техуглерода в целых десятках нанометров
Основные физико-химические характеристики показатели марок техуглерода по ГОСТ приведены ниже:

Марка по ГОСТ 7885	Удельная поверхность , 10³м²/кг	Йодное число , г/кг	Абсорбция масла, 10 −5 м³/кг	Насыпная плотность, кг/м³
П245	119	121	103	330
П234	109	105	101	340
К354	150	-	-	-
П324	84	84	100	340
П514	-	43	101	340
П701	36	-	65	420
П702	37,5	-	70	400
П705	23	-	110	320
П803	16	-	83	320
Т900	14	-	-	-

В основе классификации по стандарту ASTM D1765 лежит способность некоторых марок техуглерода изменять скорость вулканизации резиновых смесей. В зависимости от чего маркам присвоены буквенные индексы «N» (с нормальной скоростью вулканизации) и «S» (с замедленной скоростью вулканизации, от англ. «slow» - медленный). Следующий за буквенным цифровой индекс - номер группы марок по средней удельной поверхности . Два последних цифровых индекса выбирались при утверждении марки.
Стандартом описаны (по состоянию на год) 43 марки техуглерода, из которых индекс «S» имеют 2.
Основные физико-химические характеристики показатели типичных марок техуглерода по ASTM приведены ниже:

Марка по ASTM D1765	Удельная поверхность , 10³м²/кг	Йодное число , г/кг	Абсорбция масла, 10 −5 м³/кг	Насыпная плотность, кг/м³
N110	127	145	113	345
N220	114	121	114	355
S315	89	-	79	425
N330	78	82	102	380
N550	40	43	121	360
N683	36	35	133	355
N772	32	30	65	520
N990	8	-	43	640

Воздействие на человека

По текущим оценкам Международного агентства по исследованиям в области рака, технический углерод, возможно , является канцерогенным веществом для человека и по этой причине отнесён к группе 2B по классификации канцерогенных веществ. Кратковременное воздействие высоких концентраций пыли техуглерода может вызывать дискомфорт в верхних дыхательных путях за счёт механического раздражения.

Изобретение относится к углеродным сажам, которые могут быть использованы в различных областях и особенно при производстве пластмассовых и резиновых композиций. Сущность изобретения заключается в печной углеродной саже, имеющей йодное число 12-18 мг/г и дибутилфталатное число 28-33 см 3 100 г, а также композиции на основе материала из резины или пластмассы, содержащей эту сажу. Преимуществом углеродных саж по изобретению является возможность их введения и натуральные, синтетические резины, в пластмассы и их смеси вместо смеси термической и печной сажи. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 6 табл., 2 ил.

Изобретение относится к новым углеродным сажам, которые могут быть использованы в различных областях и особенно, при производстве пластмассовых и резиновых композиций. Углеродные сажи могут быть использованы в качестве пигментов, наполнителей, упрочняющих наполнителей, а также для других целей. Они находят широкое применение при получении резиновых и пластмассовых композиций, в которых желательно оптимальное сочетание технологических свойств смеси и физических свойств изготовляемых изделий. Углеродные сажи обычно характеризуются на основе их свойств, включая, но не ограничиваясь только ими, площадь поверхности, химию поверхности, размеры агрегатов и размеры частиц. Свойства углеродных саж определяют аналитическим путем с использованием тестов, известных в данной области техники, например, определяют йодное число (I 2 No), адсорбцию дибутилфталата (ДБФ), красящую способность (Тон), Dst, Dmode и M-отношение, которое рассчитывают путем деления среднего диаметра Стокса на форму диаметра Стокса (M-отношение = Dst/Dmode). Известно несколько работ, относящихся к углеродным сажам: патенты США 4366139, 4221772, 3799788, 3787562, СССР 1279991, Канады 455504, Японии 61-047759, британский патент 1022988 и японский патент 61-283635. Ни в одной из указанных публикаций не раскрывается углеродная сажа настоящего изобретения. Более того, ни в одной из работ не описывается использование углеродной сажи согласно настоящему изобретению. Предлагается новый класс углеродных саж, который обладает преимуществами при использовании в резиновых и пластмассовых композициях, для которых имеют большое значение технологические и физические свойства, такие как энергия смешения, вязкость, скорость вулканизации, усадка при экструзии, предел прочности при разрыве, усталостная прочность, остаточная деформация при сжатии, твердость, внешний вид поверхности. Эти углеродные сажи, как установлено, обладают уникальным сочетанием свойств, что делает их особенно приемлемыми при получении изделий экструзией или формованием, при производстве шлангов и ремней. Этот класс печных углеродных саж имеет иодное число (I 2 No) 12 - 18 мг/г (миллиграмм йода на 1 грамм углеродной сажи) и ДБФ (дибутилфталатное число) 28 - 33 см 3 /100 г (см 3) дибутилфталата на 100 г углеродной сажи). Предпочтительно этот класс углеродных саж отличается йодным числом приблизительно 15 мг/г. Предлагается новый класс пластмассовых и резиновых композиций, содержащих углеродные сажи. Углеродные сажи согласно изобретению могут быть получены в реакторах для получения сажи, имеющих зону сжигания, зону превращения и реакционную зону. Сырье, образующее углеродную сажу, вводят в поток горячих газообразных продуктов горения. Получаемая смесь сырья и горячих газообразных продуктов горения поступает в реакционную зону. Пиролиз сырья, образующего углеродную сажу, останавливают путем гашения (резкого охлаждения) смеси после образования углеродных саж согласно изобретению. Предпочтительно пиролиз останавливают путем введения гасящей жидкости. Более подробно способ получения новых углеродных саж согласно изобретению описан ниже. Резины и пластмассы, для которых предназначены новые углеродные сажи согласно изобретению, включают натуральные и синтетические резины и пластмассы. Обычно может быть использовано приблизительно от 10 до 300 мас.ч. углеродной сажи на каждые 100 мас. ч. резины и пластмассы. К резинам и пластмассам, которые могут быть использованы в соответствии с настоящим изобретением, относятся натуральный каучук, синтетический каучук и его производные, такие как хлорированный каучук, сополимеры, приблизительно 10 - 70 мас.% стирола и приблизительно 90 - 30 мас.% бутадиена, такие как сополимер 19 частей стирола и 81 части бутадиена, сополимер 30 частей стирола и 70 частей бутадиена, сополимер 43 части стирола и 57 частей бутадиена, а также сополимеры 50 частей стирола и 50 частей бутадиена; полимеры и сополимеры сопряженных диенов, такие как полибутадиен, полиизопрен, полихлорпрен и т.д., и сополимеры таких сопряженных диенов с мономерами, содержащими этиленовую группу, способную к сополимеризации с ними, такими как стирол, метилстирол, хлорстирол, акрилонитрил, 2-винил-пиридин, 5-метил-2-винилпиридин, 5-этил-2-винилпиридин, 2-метил-5-винилпиридин, алкилзамещенные акрилаты, винилкетон, митилизопропилкетон, метилвиниловый эфир, альфа-метиленкарбоновые кислоты и их эфиры и амиды, такие как акриловая кислота и амид диалкилакриловой кислоты; также могут быть использованы сополимеры этилена и других альфа-олефинов, таких как пропилен, бутен-1 и пентен-1; наиболее предпочтительны этилен-пропиленовые сополимеры, в которых содержание этилена лежит в интервале от 20 до 90 мас.%, и этилен-пропиленовые полимеры, в которых дополнительно содержится третий мономер, например, такой как дициклопентадиен, 1,4-гексадиен и метиленнорборнен. Также предпочтительными полимерными композициями являются такие олефины, как полипропилен и полиэтилен. Преимущество углеродных саж согласно изобретению состоит в том, что они могут быть введены в натуральные резины, синтетические резины, в пластмассы и их смеси при промышленном использовании, особенно когда большое значение имеют технологические свойства смеси и эксплуатационные свойства изделия. Дополнительное преимущество углеродных саж согласно изобретению заключается в том, что они могут быть использованы для замены смесей термической и печной саж в тех случаях, в которых для достижения требуемых свойств в настоящее время необходимо использовать смеси углеродных саж. Другие преимущества настоящего изобретения станут понятны из приведенного ниже подробного описания изобретения. Фиг. 1 изображает поперечный разрез части одного из реакторов для получения печной сажи, который может быть использован при получении углеродных саж в соответствии с настоящим изобретением. Фиг. 2 изображает пример гистограммы весовых фракций агрегатов образца углеродной сажи относительно диаметра Стокса данного образца. Аналитические свойства нового класса печных углеродных саж настоящего изобретения представлены в табл. 1. Углеродные сажи настоящего изобретения могут быть получены в модульном, называемом также "ступенчатым", реакторе получения печной сажи. Секции обычного модульного ректора получения печной углеродной сажи, который может быть использован в настоящем изобретении, представлены на фиг. 1. Другие детали обычного модульного реактора получения печной углеродной сажи можно найти в описании, содержащемся в патенте США 3922335. Реактор получения углеродной сажи, который также может быть использован для получения углеродной сажи согласно изобретению, описан в патентной заявке США No 07/818943, поданной 10 января 1992. Углеродные сажи, полученные в примерах, описанных в данной работе, получены в соответствии со способом, представленным в заявке "943. В этой заявке описан способ получения углеродных саж, в котором дополнительный углеводород вводится в реакционную зону многоступенчатого реактора, и реакции предварительного сжигания и полного сжигания проводятся таким образом, чтобы SS1 процесса составляло меньше нуля. Величину SS1 процесса можно определить по следующему уравнению: где абсолютное значение SAS mf ; (ДБФ) mf - - изменение в адсорбции ДБФ углеродной сажей вследствие изменения объемной скорости сырья при сохранении неизменными всех других параметров процесса; (иодное число) mf - - изменение в адсорбции йода углеродной сажей вследствие изменения объемной скорости сырья при сохранении неизменными других параметров процесса; (ДБФ) ah - - изменение в адсорбции ДБФ углеродной сажей вследствие изменения объемной скорости дополнительного углеводорода при сохранении неизменными всех других параметров процесса; (иодное число) ah - изменение в адсорбции йода углеродной сажей вследствие изменения объемной скорости дополнительного углеводорода при сохранении неизменными всех других параметров процесса. "Дополнительный углеводород" включает водород или любой углеводород, имеющий мольное отношение водород/углерод больше, чем мольное отношение водород/углерод сырья. Углеродные сажи настоящего изобретения могут быть получены в реакторе получения печной углеродной сажи 2, представленном на фиг. 1, который включает зону сжигания 10, которая имеет зону со сходящимся диаметром 11, зону превращения 12, входную секцию 18 и реакционную зону 19. Диаметр зоны сжигания 10 до точки, от которой начинается зона со сходящимся диаметром 11, обозначен D-1; диаметр зоны 12 - D-2; диаметры ступенчатой входной секции 18 - D-4, D-5, D-6 и D-7; а диаметр зоны 19 - D-3. Длина зоны сжигания 10 до точки, от которой начинается зона со сходящимся диаметром обозначена L-1; длина зоны со сходящимся диаметром L-2; длина зоны превращения обозначена L-3; а длины ступеней входной секции реактора 18 - L-4, L-5, L-6 и L-7. Для получения углеродной сажи в зоне 10 генерируют горячие газообразные продукты горения путем контактирования жидкого или газообразного топлива с потоком подходящего окислителя, такого как, например, воздух, кислород, смеси воздуха и кислорода и т.д. В качестве топлива, которое приемлемо для контактирования с потоком окислителя в зоне сжигания 10 для получения горячих газообразных продуктов горения, могут быть использованы любые легко горючие газы, пары или жидкости, например, природный газ, водород, моноксид углерода, метан, ацетилен, спирт или керосин. Однако обычно предпочтительно использовать топливо, имеющее высокое содержание углеродсодержащих компонентов, в частности, углеводороды. Отношение воздуха к природному газу, используемому для получения углеродных саж согласно изобретению, составляет предпочтительно приблизительно от 10: 1 до 100: 1. Для облегчения образования горячих газообразных продуктов горения поток окислителя может быть предварительно нагрет. Потоки горячих газообразных продуктов горения поступают из зоны 10 и 11 в зоны 12, 18 и 19. Направление потока горячих газообразных продуктов горения показано на фиг. 1 стрелкой. Сырье 30, образующее углеродную сажу, вводят в точке 32 (расположена в зоне 12) и/или в точке 70 (расположена в зоне 11). Углеводородное сырье, образующее углеродную сажу, которое может быть использовано в данном случае и которое легко испаряется в условиях проведения реакции, представляет собой ненасыщенные углеводороды, такие как ацетилен; олефины, например, этилен, пропилен, бутилен; ароматические углеводороды, например, бензол, толуол и ксилол; некоторые насыщенные углеводороды; а также другие углеводороды, такие как керосин, нафталин, терпены, этиленовые смолы, ароматические крекинг-продукты и т.д. Расстояние от конца зоны со сходящимся диаметром 11 до точки 32 обозначено F-1. Обычно сырье, образующее углеродную сажу, 30 вводят в виде множества потоков, которые проникают во внутренние области потока горячих газообразных продуктов горения с целью обеспечения высокой скорости перемешивания сырья, образующего углеродную сажу, с помощью горячих газообразных продуктов горения с тем, чтобы быстро и полностью превратить сырье в углеродную сажу. Дополнительный углеводород вводят в точке 70 через зонд 72 или через каналы 75 в стенках, которые образуют границы зоны 12 процесса образования углеродной сажи, или через дополнительные каналы для углеводорода 76 в стенках, которые образуют границы зон 18 и/или 19 процесса образования углеродной сажи. Дополнительный углеводород может быть введен в любое положение между точкой сразу после первичной реакции сжигания топлива на первой стадии и точкой перед окончанием образования углеродной сажи при условии, что непрореагировавший дополнительный углеводород в конечном счете поступает в реакционную зону. Расстояние от точки 32 до точки 70 обозначено H-1. В примерах, представленных в данном описании, дополнительный углеводород вводят через три отверстия в одной и той же аксиальной плоскости, что и потоки сырья, образующие углеродную сажу. Отверстия чередуются - одно для сырья, следующее - для дополнительного углеводорода, располагаясь по периферии зоны 12. Следует отметить, однако, что такой вариант является только примером и не должен ограничивать методы, которые могут быть использованы для введения дополнительного углеводорода. Смесь сырья, образующего углеродную сажу, и горячих газообразных продуктов горения поступает через зону 12 в зону 18 и затем в зону 19. Гаситель 60, расположенный в точке 62, впрыскивающий гасящую жидкость 50, в качестве которой может служить вода, используется для остановки химической реакции после образования углеродной сажи. Точка 62 может быть определена с помощью любого известного в данной области способа, предназначенного для выбора места гашения для остановки пиролиза. Один из методов определения места гашения для остановки пиролиза заключается в определении точки, при которой достигается приемлемый уровень экстракции толуолом углеродной сажи. Уровень экстракции толуолом может быть измерен с помощью методики ASTM D1618-83 "Экстракция углеродной сажи - изменение цвета толуола". Q обозначает расстояние от начала зоны 18 до точки гашения 62 и изменяется в зависимости от расположения гасителя 60. После гашения смеси горячих газообразных продуктов горения и сырья, образующего углеродную сажу, холодные газы поступают в любые обычные охлаждающие и разделяющие устройства, в которых происходит выделение углеродной сажи. Отделение углеродной сажи от потока газов легко осуществляется с помощью обычных приспособлений, например, с помощью осадителя, циклонного сепаратора или рукавного фильтра. За стадией отделения может следовать стадия гранулирования с использованием, например, мокрого гранулятора. При оценке аналитических и физических свойств углеродных саж согласно изобретению проводят следующие методики испытаний. Иодное число углеродных саж (I 2 No) определяют в соответствии с методикой ASTM D 1510. Красящую способность (Тон) определяют в соответствии с методикой ASTM D3265 - 85a. ДБФ (дибутилфталатное число) углеродных саж определяют в соответствии с методикой ASTM D3493-86. Величину поглощения бромида цетилтриметиламмония (ЦТМА, СТАВ) углеродных саж определяют в соответствии с методикой ASTM D3765-85/ Dmode и Dst углеродных саж определяют из гистограммы весовых фракций углеродной сажи относительно диаметров Стокса агрегатов углеродной сажи, как показано на фиг. 2. Данные, используемые для построения гистограммы, получают с помощью дисковой центрифуги, производимой фирмой Jouce Loebl Co. Ltd. of Tyne and Wear (Англия). Приведенная ниже методика, которая использовалась для получения указанных данных, представляет собой модификацию методики, описанной в руководстве по эксплуатации дисковой центрифуги фирмы Joyce Loebl (DCF 4008, опубликована 1 февраля 1985 г., приведена в качестве справочного материала). Методика следующая: образец углеродной сажи весом в 10 мг взвешивают во взвешивающем сосуде, затем добавляют к 50 см 3 раствора 10% абсолютного этанола и 90% дистиллированной воды, который включает 0,05% поверхностно-активное вещество NONIDET P-40 (торговая марка ПАВ, производимого и продаваемого фирмой Shell Chemical Co.). Полученную суспензию диспергируют с помощью ультразвука в течение 15 минут с помощью Sonifer Model N W 385 (производство фирмы Heat Systems Ultrasonic Inc., Farmingdale, Нью-Йорк). До проведения опыта в дисковой центрифуге следующие данные вводят в компьютер, который регистрирует данные, полученные в дисковой центрифуге:
1. Удельная плотность углеродной сажи, принятая за 1.86 г/см 3 ;
2. Объем раствора углеродной сажи, диспергированной в растворе этанола и воды, который в этом случае составляет 0.5 см 3 . 3. Объем центрифугируемой жидкости, который в этом случае составляет 10 см 3 воды. 4. Вязкость центрифугируемой жидкости, которая в этом случае принимается за 0.933 сантипуаз при 23 o C. 5. Плотность центрифугируемой жидкости, которая в этом случае составляет 0.9975 г/см 3 при 23 o C. 6. Скорость диска, которая в этом случае составляет 8000 об/мин. 7. Интервал отбора проб, который составляет 1 сек. При работающем стробоскопе дисковая центрифуга вращается со скоростью 8000 об/мин. В качестве центрифугируемой жидкости на вращающийся диск вводят 10 см 3 воды. Уровень помутнения устанавливают на 0; затем в качестве буферной жидкости вводят 1 см 3 раствора 10% абсолютного этанола и 90% дистиллированной воды. Затем с помощью кнопок уменьшения и ускорения работы дисковой центрифуги получают однородный градиент концентраций между центрифугируемой жидкостью и буферной жидкостью. Контроль за градиентом осуществляют визуально. После того, как градиент станет однородным и между двумя жидкостями не будет заметной границы раздела фаз, на вращающийся диск впрыскивают 0,5 см 3 углеродной сажи, диспергированной в водном этаноле, и сразу же проводят отбор результатов. Если имеет место протекание, то опыт не учитывают. После введения углеродной сажи, диспергированной в водном этаноле, диск вращается в течение 20 минут. Через 20 минут диск останавливают, измеряют температуру центрифугируемой жидкости и среднее значение температуры центрифугируемой жидкости, измеренной в начале опыта, и температуры центрифугируемой жидкости, измеренной в конце опыта, вводят в компьютор для регистрации данных дискового центрифугирования. Полученные данные анализируют в соответствии со стандартным уровнем Стокса и представляют с помощью следующих определений:
агрегат углеродной сажи - дискретный, жесткий коллоидный объект, который представляет собой наименьшую диспергируемую единицу; он состоит из слипшихся со всех сторон частиц;
Диаметр Стокса - диаметр сферы, которая оседает в вязкой среде в центрифугируемой или гравитационной жидкости в соответствии с уравнением Стокса. Несферический объект, такой как агрегат углеродной сажи, также может быть охарактеризован в значениях диаметра Стокса, если рассматривать его как поведение гладкой жесткой сферы той же плотности, а скорость седиментации как объекта. Обычно диаметры измеряются в нанаметрах. Форма (Dmod для рассматриваемых целей) - диаметр Стокса в точке пика (точка A на фиг. 2) кривой распределения диаметров Стокса. Средний диаметр Стокса (Dst для рассматриваемых целей) - точка на кривой распределения диаметров Стокса, в которой 50 мас.% образца имеют или больший, или меньший диаметр. Таким образом, он соответствует среднему значению. Модуль упругости при растяжении и модуль Юнга (модуль продольной упругости) композиций ЭПДМ (EPDM) измеряют по методике, представленной ASTM D412-87. Твердость по Шору A композиций ЭПДМ определяют в соответствии с методикой, описанной в ASTM D-2240-86. Упругое восстановление после деформации композиций ЭПДМ определяют в соответствии с методикой ASTM D1054, используя ZWICK Rebound Resileience Tester, Model 5109 (Zwick of America, Inc., Post Office Box 997, East Windsor, Connecticut 06088). Инструкция по определению упругого восстановления после деформации прилагается к прибору. Остаточную деформацию при сжатии композиций ЭПДМ определяют по методике, описанной в ASTM D395, в соответствии с которой композицию испытывают при 150 o F (65,5 o C) в течение 70 ч. Усадку при экструзии композиций ЭПДМ определяют по методике, описанной в ASTM D3674. Усадку при экструзии измеряют на экструдере BRABENDER при 100 o C и 50 об/мин с использованием головки с диаметром 5 мм. Вязкость композиций ЭПДМ определяют по методике, описанной в ASTM D-1646, с помощью капиллярного реометра Monsanto MPT, при температуре 100 o C и с использованием головки, имеющей отношение L/D" = 16 и D = 0,0787 мм. Скорость сдвига лежит в интервале от 10 до 150 л/с. Энергия смешения представляет собой общее количество энергии, подведенной к композиции, которую определяют интегрированием кривой крутящего момента смешения, полученной при проведении цикла смешения, описанного ниже. Характеристики вулканизации композиций ЭПДМ измеряют при 160 o C с помощью вулканизатора Momsanto MDR. Для каждой композиции ЭПДМ определяют время 90%-ной реакции вулканизации (t"90), изменение суммарного крутящего момента в процессе реакции вулканизации (L) и индекс вулканизации (ИСВ, CRI) (ИСВ = 1/t"90 - Tsl)100), где Tsl = время, когда уровень крутящего момента на единицу выше минимального крутящего момента). Опыты проводят в соответствии с инструкцией, которая прилагается к вулканизатору Monsanto MDR. Эффективность и преимущества настоящего изобретения иллюстрируются следующими примерами. Пример 1. Образец новой углеродной сажи согласно изобретению получают в реакторе, описанном выше и изображенном на фиг. 1. Используют условия реакции и геометрию реактора, приведенные ниже в таблице 3. В камере сжигания в качестве топлива применяют природный газ. Дополнительным углеводородом также является природный газ. Жидкое сырье имеет свойства, приведенные ниже в табл. 2:
Реакционные условия и геометрия реактора приведены далее ниже в табл. 3. Полученную в примере 1 углеродную сажу затем анализируют в соответствии с указанными методиками. Аналитические свойства углеродной сажи приведены далее в таблице 4. В последующих примерах используют полученную углеродную сажу и две контрольные углеродные сажи. Две углеродные сажи А и Б имеют указанные в табл. 4 аналитические свойства:
Пример 2. Полученную в примере 1 печную углеродную сажу согласно изобретению вводят в композиции ЭПДМ (этилен-пропилендиенполиметилен) и сравнивают с композициями ЭПДМ, включающими две контрольные сажи. Композиции ЭПДМ готовят с использованием каждого образца углеродной сади в количестве 200 весовых частей на композицию ЭПДМ. Рецептура композиции представлена в табл. 5. ЭПДМ - EXXON VISTALON 5600, производится и продается корпорацией EXXON, Хьюстон, Техас;
Масло 2280 Sunpar - Торговая марка масла, производится и продается компанией Sun Oil;
ТМТДС - Тетраметилтиурамдисульфид;
Бутилцимат - торговая марка цинк-дибутилдитиокарбамата, производится и продается R.T. Vanderbilt Co;
Метилцимат - Торговая марка диметилдитиокарбамата цинка, производится и продается R.T. Vanderbilt Co;
Sulfasan R - Торговая марка 4,4"-дитиодиморфолина, производится и продается Monsanto Co., Сент-Луис, Миссури. Композиции ЭПДМ готовят следующим образом. Включают смеситель Banbury BR и поддерживают температуру 45 o C и скорость вращения 77 об/мин. В смеситель добавляют ЭПДМ и перемешивают приблизительно в течение 30 с. К ЭПДМ добавляют масло Sunpar 2280, оксид цинка, стеариновую кислоту и перемешивают еще приблизительно 2 минуты. К смеси добавляют углеродную сажу и температуру камеры для смешивания понижают и поддерживают ниже приблизительно 135 o C. Углеродную сажу, содержащую ЭПДМ-смесь, перемешивают приблизительно в течение 4, 5 мин и затем к смеси добавляют вулканизирующие агенты, ТМТДС, бутил цимат, метилцимат, серу и Sulfasan R. Полученную смесь перемешивают приблизительно в течение 1,5 мин при температуре, поддерживаемой ниже приблизительно 135 o C. Загрузку композиции извлекают из смесителя и анализируют по указанным методикам. Композиция ЭПДМ, содержащая углеродную сажу согласно изобретению, полученную в примере 1, имеет эксплуатационные характеристики, приведенные далее в табл. 6. Композиции ЭПДМ, содержащие контрольные углеродные сажи А и Б, также оценивают в соответствии с описанными методиками. Для сравнения эти результаты приведены далее в табл. 6. Результаты приведенные в таблице 6, показывают, что при содержании углеродной сажи 200 на 100 частей смолы, композиция ЭПДМ, содержащая углеродные сажи согласно изобретению, имеет более высокую скорость экструзии и более низкие твердость, вязкость, энергию смешивания и остаточное сжатие. Следовательно, композиции ЭПДМ, содержащие углеродные сажи согласно изобретению, имеют лучшие технологические свойства (при обработке), чем композиции ЭПДМ, содержащие контрольные углеродные сажи.

Сажа, или технический углерод, - мелкодисперсное вещество черного цвета. Она образуется при неполном сгорании или термическом разложении органического топлива.[ ...]

Выработка технического углерода (сажи) связана с получением больших количеств горючих ВЭР в виде так называемых Сажевых газов, обладающих низкой теплотой сгорания.[ ...]

Принцип метода. Технический углерод (сажу) вместе с пылью улавливают на фильтре АФА-В-18. При обработке фильтра дихлорэтаном материал фильтра (перхлорвинил) и органические вещества пыли растворяются в дихлорэтане. Основная высокодисперсная углеродистая составная часть сажи переходит во взвешенное суспендированное состояние, а минеральная часть пыли оседает на дно. Содержание сажи в суспензии определяют или визуально по почернению мембранного фильтра путем сопоставления со стандартной шкалой, или фотометрически.[ ...]

Как видно из табл. 7, концентрация сажи в выхлопных газах дизелей зависит от их типа и нагрузки (В. И. Смайлис, 1972). Важное влияние на состав и количество выхлопных газов оказывает техническое состояние двигателя и прежде всего карбюратора. Исследования показали, что при работе двигателя с карбюратором различного технического состояния содержание окиси углерода в выхлопных газах может меняться на всем диапазоне оборотов холостого хода от 0,5 до 8% (Ж- Г. Манусаджанц, 1971).[ ...]

Наибольшую массу выделяющейся пьши составляет технический углерод , имеющий высокую степень дисперсности частиц (0,3ч-65 мкм). Кроме того, в составе пылевидных выбросов постоянно присутствуют оксид цинка, белая сажа, ускорители, сера и другие ингредиенты.[ ...]

В процессе эксплуатации автомобиля изменяется техническое состояние и системы зажигания. Трудности в определении неисправностей системы зажигания состоят в том, что она может быть работоспособной при выходе за установленные пределы параметров некоторых деталей и даже при наличии отказов отдельных ее элементов. Анализ неисправностей системы зажигания показывает, что в эксплуатационных условиях наибольшее количество неисправностей имеют прерыватель-распределитель и свечи зажигания. На практике наблюдаются постепенные отказы свечей зажигания из-за нагарообразования, происходящего в результате отложения продуктов сгорания и масла на тепловом корпусе изолятора. В результате применения высокооктановых бензинов с антидетонационными присадками, помимо частиц углерода и сажи, на свечи откладываются соединения свинца, приводящие к освинцовыванию свечи.[ ...]

Технологический процесс производства основных видов технического углерода (сажи), например, марок ПМ-75, ПМ-100 связан с образованием больших количеств отбросных газов, которые представляют собой фактически парогазовую смесь следующего состава (%, об.): Нг - 7-»-8%; СО - б-ь-7%, СН4 - 0,5 -0,7%; 02 - 2-3%; С02 - 2%; N2 -- 40%’, НаО - 40%. Кроме того-, эти газы содержат до 2 г/м3 мелкодисперсной (остаточной) сажи. В неосушен-ном виде (при температуре 200-230 °С) газы имеют теплоту сгорания 1,47-2,10 МДж/м3 (350-500 ккал/м3).[ ...]

Для определения содержания диоксида серы, сероводорода, озона, хлора, пыли, сажи (технического углерода), измерения скорости и направления ветра, температуры и относительной влажности воздуха. Одновременный отбор не менее 6 проб для анализа на выбранные ингредиенты. Возможен отбор проб на двух выносных пунктах.[ ...]

В частности, не учитываются вещества, образующиеся и утилизируемые при очистке газов, отходящих от реакторов при производстве сажи на заводах технического углерода; очистке газов, отходящих от рудно-термических печей при производстве желт.ого фосфора на фосфорных заводах; очистке газов, отходящих от печей «кипящего слоя» при производстве серной кислоты на химических заводах..[ ...]

Состав выбрасываемой пыли после рукавных фильтров, типичный для подготовительного производства шинного предприятия, следующий (% мае.): технический углерод - 89+92; оксид цинка - 6,0+7,5; белая сажа - ОД+0,15; органические вещества - 0,2.[ ...]

В настоящем разделе подробно описаны методы определения содержания наиболее токсичных аэрозолей - загрязнителей атмосферы: свинца, селена, технического углерода (сажи), а также метод суммарного определения пыли - общего показателя твердых атмосферных загрязнений.[ ...]

В атмосферу попадает серная пыль, образующаяся при получении элементарной серы из природного газа, богатого сероводородом. Заводы по производству технического углерода выбрасывают в атмосферу сажу. Большое количество мелких частиц сажи образуется при нарушении режима горения факелов, используемых для борьбы с внезапными выбросами газообразных углеводородов.[ ...]

[ ...]

По данным регулярных наблюдений на станциях Росгидромета, за последние 10 лет (1990-1999) средние за год концентрации таких загрязняющих атмосферный воздух веществ, как диоксид серы, взвешенные вещества, аммиак, фенол, фтористый водород, сажа и сероуглерод, снизились на 5-49 %, что объясняется уменьшением промышленных выбросов в результате спада производства. В то же время концентрации оксида углерода и диоксида азота возросли на 13-15%, что обусловлено непрерывным ростом парка автомобилей и неудовлетворительным техническим состоянием значительной их части, низким качеством топлива и плохим состоянием дорог. И в целом, несмотря на произошедшее в 1990-1999 гг. существенное сокращение промышленных выбросов и уменьшение концентраций соответствующих загрязняющих веществ в атмосферном воздухе многих городов, уровень его загрязнения в 1999 г. оставался недопустимо высоким.[ ...]

Также не включаются данные о количестве отходящих с газами веществ, которые используются в технологических процессах производства продукции в качестве сырья или полуфабрикатов, как это изначально предусматривалось проектом данной технологии. В частности, не учитываются вещества, образующиеся и утилизируемые при очистке газов, отходящих от реакторов при производстве сажи на заводах технического углерода, очистке газов, отходящих от рудно-термичёЬких печей при производстве желтого фосфора на фосфорных заводах, очистке газов, отходящих от печей «кипящего слоя» при производстве серной кислоты на химических заводах. На предприятиях черной металлургии не учитывается окись углерода, содержащаяся в доменном газе, который используется как технологическое топливо. Не учитываются вещества, уловленные установками и системами «двойной адсорбции» и «двойного контактирования», служащие для получения продукции из отходящих газов заводов цветной и черной металлургии, химии, нефтехимии и других отраслей. Из приведенных случаев образования и выброса веществ учету подлежат только загрязняющие вещества, поступающие в атмосферу в результате неполного улавливания и утечек газа из-за негер-метичности технологического оборудования.[ ...]

При кажущейся простоте решения проблемы защиты изделий от действия озона необходимо знать поведение анти-озонантов в них. Во-первых, он может активно вымываться органическими растворителями и водой; кроме того, процесс диффузии при повышенных температурах достаточно существен. Испарение и вымывание антиозонанта из поверхностного слоя - причина снижения длительности защитного действия. Очень важны также процессы адсорбции анти-озонантов на поверхности технического углерода (сажи), который добавляют в резину. Это приводит к уменьшению реально вводимых концентраций и снижению скорости диффузии вещества к поверхности.[ ...]

Принципиальная схема плазменного агрегата для переработки жидких хлорорганических отходов представлена на рис. 1.6. Плазмообразующнй газ (водород, азотоводородная смесь ¡1 др.) нагревается электрической дугой в плазмотроне 1 до 4000-5000 К. Образующаяся низкотемпературная плазма из сопла плазмотрона поступает в плазмохимический реактор 2, куда форсунками впрыскиваются хлорорганические отходы. При смешении отходов с плазмой происходит их испарение, термическое разложение (пиролиз) с получением олефиновых углеводородов, хлороводорода и технического углерода (сажи). Пиролизный газ подвергают скоростной закалке в закалочном устройстве 3. а затем охлаждают, очищают от сажи, осуществляют селективную очистку от гомологов ацетилена и углеводородов С3 и С4. Очищенный газ направляют на синтез хлорорганических продуктов . Процесс является замкнутым, безотходным, рентабельным. Экономический эффект заключается в снижении себестоимости получаемых продуктов за счет использования неутилизируемых отходов.[ ...]

Однако сжигание природного газа в котлах и печах полностью не устраняет, а лищь уменьшает загрязнение атмосферного воздуха, так как при его сжигании неизбежно образуются окислы азота в количестве, соизмеримом с аналогичными выбросами при сжигании мазута и каменных углей. Поэтому необходимость совершенствования технологии сжигания газа с целью уменьшения образования окислов азота сохраняет свою актуальность. Кроме того, при неблагоприятных условиях топочного режима при сжигании природного газа могут образовываться продукты незавершенного сгорания в виде сажи, окиси углерода и канцерогенных полициклических углеводородов. В связи с этим совершенствование и внедрение методов сжигания газа и резервных видов топлива, предотвращающих или снижающих до минимума образование продуктов незавершенного сгорания и окислов азота при поддержании наибольшей эффективности работы котлов и печей, является второй важной научно-технической проблемой.

Структура

Агрегаты слипаются в менее прочные образования - «хлопья».

Кроме атомов углерода в составе технического углерода присутствуют атомы серы , кислорода , азота .

Применение

Усиление резин

Наименование класса	Код	Марка по ASTM D1765	Размер частиц, нм	Растягивающее усилие, МПа	Сопротивление истиранию, усл.ед.
Суперстойкий к истиранию, печной	SAF	N110	20-25	25,2	1,35
Промежуточный	ISAF	N220	24-33	23,1	1,25
С высокой стойкостью к истиранию, печной	HAF	N330	28-36	22,4	1,00
Быстроэкструдирующийся печной	FEF	N550	39-55	18,2	0,64
Высокомодульный печной	HMF	N683	49-73	16,1	0,56
Полуусиливающий печной	SRF	N772	70-96	14,7	0,48
Средний термический	MT	N990	250-350	9,8	0,18
Каучук бутадиен-стирольный	-	-	-	2,5	~0

Способы получения

печной - непрерывный процесс, осуществляемый в закрытых цилиндрических проточных реакторах . Жидкое углеводородное сырьё впрыскивается механическими или пневматическими форсунками в поток газов полного сгорания топлива (природный газ , дизельное топливо), причём расходы всех материальных потоков поддерживаются на заданном уровне. Полученную реакционную смесь для прекращения реакций газификации охлаждают, впрыскивая в поток воду. Техуглерод выделяют из отходящего газа и гранулируют;
ламповый - непрерывный процесс, осуществляемый в специальных проточных реакторах. Жидкое углеводородное сырьё испаряется за счёт подвода теплоты к чаше, в которой оно находится. Пары сырья увлекают во внутрь реактора наружный воздух через кольцевой зазор между приёмным зонтом реактора и чашей для сырья. Материальные потоки контролируются лишь частично. Реакционный канал в хвостовой части реактора охлаждается через стенку водой. Техуглерод выделяют из отходящего газа и упаковывают;
термический - процесс осуществляется в парных реакторах объёмного типа, работающих попеременно. В один из реакторов подают газ (природный , ацетилен) в смеси с воздухом, который, сгорая, нагревает футеровку реактора. В это время во второй предварительно нагретый реактор подают только газ (без воздуха), в ходе протекания реакции футеровка остывает, подачу газа переводят в подготовленный реактор, а остывший разогревают, как описано выше;
канальный - периодический процесс, осуществляемый в специальных камерах периодического действия, в полу которых установлены щелевые (канальные) горелки. Пламя сгорающего сырья (природный газ) на выходе из горелок сталкивается с охлаждаемым водой металлическим жёлобом, процесс окисления прекращается с выделением техуглерода, который собирается внутри камеры. Полученный продукт периодически выгружают вручную.

Классификация

Марка по ГОСТ 7885	Удельная поверхность , 10³м²/кг	Йодное число , г/кг	Абсорбция масла, 10 −5 м³/кг	Насыпная плотность, кг/м³
П245	119	121	103	330
П234	109	105	101	340
К354	150	-	-	-
П324	84	84	100	340
П514	-	43	101	340
П701	36	-	65	420
П702	37,5	-	70	400
П705	23	-	110	320
П803	16	-	83	320
Т900	14	-	-	-

Марка по ASTM D1765	Удельная поверхность , 10³м²/кг	Йодное число , г/кг	Абсорбция масла, 10 −5 м³/кг	Насыпная плотность, кг/м³
N110	127	145	113	345
N220	114	121	114	355
S315	89	-	79	425
N330	78	82	102	380
N550	40	43	121	360
N683	36	35	133	355
N772	32	30	65	520
N990	8	-	43	640

Воздействие на человека

Уголь древесный - твердый продукт с высокой пористостью, истинная плотность 1100–1850 кг/м 3 , зольность 3 %. При обычной температуре присоединяет кислород, чем и объясняется его склонность к самовозгоранию.

Сажа - высокодисперсный продукт, смесь частиц угля с различными органическими и неорганическими компонентами. Различают обычную сажу, образующуюся в дымоходах и содержащуюся в составе выхлопов дизельных двигателей, и газовую сажу, получаемую промышленным способом. Газовая сажа состоит из частиц У., имеющих серповидную форму, размером менее 1 мкм. Сажа из отработанных газов дизельных двигателей представляет гроздьевидные скопления частиц У., но более крупных размеров. Обычная сажа из дымоходов содержит мало скоплений частиц У.: 1/3 ее состава - частицы кокса, 1/5 - пепел, 1/2 - сгораемые материалы. В саже из печных труб, в зависимости от вида топлива, содержится 16–56 % У., из топок заводских паровых котлов - около 26 %; в промышленно получаемой саже более 98 % У., 0,2–0,5 % водорода, немного минеральных веществ и серы (Rivin, Medalia; Medalia et al.). В саже из печных труб найдено 0,03 % бензо[ a ]пирена (Шабад); наименьшее его содержание в саже из кокса, наибольшее - в саже из каменного угля. Плотность различных типов сажи 1250–1800 кг/м 3 . Масса 1 л, в зависимости от степени дисперсности, от 25–30 до 400г. Средний диаметр частиц канальной сажи, применяемой для изготовления лаков и красок, 10–15 нм, для резины 30–35 нм, для других целей от 23–40 до 250–350 нм. Активный уголь адсорбирует органические вещества - углеводороды и многие их производные, слабее - низшие спирты, аммиак и особенно плохо - воду.

Содержание в природе. У. содержится в земной коре, составляя в среднем 2,3 · 10 –2 % ее массы, в основном в связанном состоянии - в виде природных карбонатов (известняков и доломитов). У. также присутствует в составе 112 минералов и во всех горючих ископаемых, составляя 96 % антрацита, 85 % нефти, 80 % каменного угля, 50 % древесины, входит в состав торфа, битума, горючих сланцев, горючих природных газов. У. содержится в атмосфере, гидросфере, растениях, в живых организмах (примерно 18 %).

Кругооборот У. в природе состоит из двух циклов: геологического и биологического. Геологический цикл представлен СО 2 , выделяющимся в атмосферу при сгорании ископаемого топлива, из вулканических газов, горячих минеральных источников, из поверхностных слоев океанических вод, при выветривании горных пород, а также У., входящим в состав осажденных карбонатов Ca и Mg. Этот цикл очень длителен. Биологический цикл короткий и интенсивный. У. в виде СО 2 ассимилируется из тропосферы растениями и из биосферы вновь возвращается в геосферу. В процессе фотосинтеза происходит накопление У. растениями в течение дня и выделение ночью. Ассимилированный растениями У. попадает в организм животных и человека, а затем при гниении экскрементов, животных и растительных материалов - в почву и в виде СО 2 - в атмосферу. Количество У. в почве в составе органических соединений весьма различно и зависит от почвы, достигая в экваториальных джунглях 8000 г/м 3 .
В микроорганизмах и грибках почвы содержание У. в верхнем 15-сантиметровом слое составляет 10–60 г/м 2 . Средняя длительность существования соединений У. в земных экосистемах около 15 лет.

Около 88 % У., растворенного в океанической воде, в течение 26 дней возвращается в биосферу, остальное оседает в виде карбонатов. Океан адсорбирует из атмосферы около 30 % СО 2 . Вместе с тем он является и источником СО 2 , который выделяется в атмосферу в районах теплых вод. Содержание СО 2 , растворенного в водах рек, морей и океанов, примерно в 60 раз выше, чем в атмосфере.

Существующие в настоящее время данные о мировом бюджете У. и времени его существования представлены в таблице.

Резервуары У.		Время существования, годы
Атмосфера
Оксид У.(IV)
Метан	6,24
Оксид У.(II)	0,23
Остальные газы
Всего:	657,87
Биосфера
Растения
Другие живые и умершие организмы	1200
Всего:	2027
Океан
Растения	17,4	0,07
Частицы нерастворимых органических соединений У.
Растворимые органические соединения У.	1000
	38 400
Всего:	39 447,4
Литосфера
Карбонаты	60,9 · 10 6	342 · 10 6
Органические соединения	12,48 · 10 6	342 · 10 6

Получение. Алмазы добывают из алмазоносных пород, а также получают искусственным путем при высоких температурах и давлении в присутствии катализатора.

Графит естественного происхождения добывают из графитовых руд, в основном из кристаллических сланцев, после их обогащения. Искусственные графиты (кусковой графит из кокса и антрацита, пирографит) получают при термической обработке сырья: доменный графит всплывает на поверхность расплавленного чугуна при его охлаждении. Скрытокристаллический графит в природе образуется при действии магматических пород на пласты угля; искусственным путем получается при нагревании угля до 2200 °C .

Угли бурые, каменные, антрацит добывают в шахтах или открытых карьерах.

Древесный уголь получают из древесины различных пород при нагревании без доступа воздуха. Сажа образуется при неполном сгорании или термическом разложении углеводородов.

Технический уголь - газовую сажу (канальную, печную или термическую) - получают при неполном сгорании природного газа, масла или их смеси в специальных печах. Обычная сажа образуется в дымоходах промышленных и бытовых отопительных установок, содержится в отработанных газах дизельных двигателей.

Кокс - искусственное твердое топливо - получают при нагревании природных топлив до 950–1050 ° C без доступа воздуха. Электродный пековый кокс получают из высокоплавкого каменноугольного пека, нефтяной кокс - из жидких нефтяных остатков, а также при крекинге и пиролизе продуктов перегонки нефти.

Активный уголь получают при удалении из угля-сырца смолистых веществ.

Применение. Алмазы применяют в металлообрабатывающей промышленности для сверления, резки, огранки и шлифовки особо твердых материалов; при бурении горных пород, для изготовления деталей приборов и инструментов, фильтров и абразивных материалов; в ювелирном деле.

Графит применяют в производстве огнеупорных материалов и электротехнических изделий; в химическом машиностроении в качестве конструкционных материалов; как компонент смазочных и антифрикционных составов; для производства карандашей и красок; для предупреждения образования накипи на стенках котлов. Искусственный кусковой графит и пирографит применяют в производстве сопел ракетных двигателей, камер сгорания, носовых конусов и некоторых деталей ракет; блоки из особо чистого искусственного графита используют в ядерной технике как замедлители нейтронов.

Уголь используют как топливо, в черной и цветной металлургии (в производстве алюминия, при рафинировании меди и др.), в производстве сероуглерода, активного угля, электроугольных изделий, для получения жидких каменноугольных продуктов и, путем подземной газификации, газообразного топлива.

Сажа применяется в различных отраслях резиновой, полиграфической и лакокрасочной промышленности, а также в производстве пластмасс; в качестве основного черного пигмента - для печатных и малярных красок; в электротехнической промышленности - в небольших масштабах для стабилизации полимеров (полиэтилена) и др.; используется при изготовлении линолеума, клеенки, кирзы, галантерейных материалов, копировальной бумаги и др.; входит в некоторые полировочные составы; как теплоизоляционный материал; в дорожном строительстве - добавка к бетону; в металлургии.

Кокс каменноугольный применяется в доменном процессе для выплавки чугуна, в литейном производстве, цветной металлургии, в химической промышленности; электродный пековый и нефтяной коксы - для производства электродов.

Активный уголь применяется в адсорбционной технике, для разделения газовых смесей, как основа для каталитических и хемосорбционных добавок, в медицине.

Антропогенные источники поступления в окружающую среду. У. - широко распространенная дисперсная фаза в атмосферных аэрозолях, представленная в различном физическом и химическом виде. Различают тотальный У., объединяющий все С-содержащие материалы, элементный У. - его частицы попадают в атмосферу в виде сажи, образующейся при неполном сгорании топлива в промышленных и бытовых установках и дизельных двигателях; кроме этого, выделяют и вторичный У. - его органические соединения, образующиеся в результате атмосферных реакций (Novakov). Длительность существования частиц элементного У. в атмосфере определяется их размером и концентрацией, эффективностью механизмов очистки промышленных выбросов, а также зависит от метеорологических условий: менее 40 ч в дождливом климате и до 1 недели и более в засушливых районах. При увеличении длительности пребывания частиц в атмосфере или высокой их концентрации происходит агрегация частиц, а значит, и увеличение их размеров. Частицы элементного У. в зависимости от источника могут быть покрыты оболочкой, определяющей их гидрофильность. Попадая в облака, эти частицы становятся ядрами конденсации. Химические реакции оболочки частиц могут приводить к образованию нелетучих веществ из газообразных продуктов, например сульфатов из SO 2 (Orgen, Charlson). Абсорбция частиц У. аэрозолями снижает прозрачность атмосферы, что уменьшает количество солнечных дней и влияет на региональный климат. Частицы угля активно поглощают солнечное излучение, что может привести к тепловому эффекту: уменьшение альбедо облаков на 3 %, может вызвать нагревание поверхности Земли на 1 К (Chylek et al.).

Сажа в составе отработанных газов автотранспорта составляет для карбюраторных двигателей 0–0,04 г/м 3 , для дизельных - 0,01–1,0 г/м 3 (Бериня, Лапиня). Выхлопы дизельных двигателей, особенно тяжелых грузовиков, состоящие в основном из частиц У., дают примерно половину всего количества углеродных частиц, попадающих в атмосферу крупных городов. Средний диаметр частиц У. в городской саже менее 0,15 мкм, концентрация в среднем 2,4 мкг/м 3 , но в зимнее время, особенно при смоге, может достигать 20 мкг/м 3 (Heintzenberg, Winkler). Распределение частиц У. изменяется в зависимости от их размера и уровня отбора проб. На улицах с высотными зданиями максимальная концентрация была найдена на уровне 1,5 м, минимальная - на уровне 48 м и составляла 20 мкг/м 3 для частиц диаметром 0,8 мкм и 4 мкг/м 3 для частиц диаметром 3,2 мкм (Puxbaum, Baumann). В Арктике на высоте 1 км найдена концентрация частиц угля - 1,75 мкг/м 3 , более высокая чем на уровне земли (0,5 мкг/м 3).

Частицы У. в составе аэрозолей распространяются очень далеко от индустриальных центров: непосредственно над источниками горения концентрация У. составляет 100–400 мкг/м 3 , над крупными городами 2,4–15,9 мкг/м 3 , над сельскими районами 0,5– 0,8 мкг/м 3 , над отдаленными континентальными районами 0,2 мкг/м 3 , над океаном вблизи континентов 0,1–0,68 мкг/м 3 , вдали от них 0,01–0,16 мкг/м 3 ; при этом концентрация в зоне, пограничной с водой, составляет 4–30 нг/м 3 , в верхних слоях тропосферы 4–15 нг/м 3 , стратосфере 0–10 нг/м 3 (Clarke et al.; Andreae et al.). При открытых разработках угля, подземной его газификации, получении угольного концентрата, сжигании угля на ТЭС в атмосферу выбрасываются, помимо частиц У., сернистые соединения, СО, СО 2 , соединения хлора, брома, в составе летучих фракций золы - Cd, Ni, Pb, Zn, Se, радиоактивные соединения,
а также полициклические ароматические углеводороды.
С газоаэрозольными выбросами атомных электростанций в атмосферу попадают (6–15) · 10 9 Бк/сут . в виде 14 СО 2 (Рублевский).

Токсическое действие. Общий характер и роль разных видов углерода. Высокое содержание частиц У. в атмосферных аэрозолях ведет к повышению заболеваемости населения; особенно часто отмечаются заболевания ВДП и легких. Профессиональная заболеваемость представлена в основном антракозом и пылевым бронхитом; уровень содержания в угольной пыли SiO 2 влияет на долю заболеваемости антракозом и на прогрессирование его течения (Hurley et al.). Вместе с тем показано ведущее значение для развития профессиональной пылевой патологии шахтеров-угольщиков общей массы респирабельной пыли, в которой мелкодисперсные частицы составляют 5–13 %, а основная часть имеет размеры более 10 мкм. Наиболее агрессивны частицы угольной пыли размером менее 5–7 мкм, способные глубоко проникать и задерживаться в большем количестве в легочной ткани. Существенное значение имеет продолжительность воздействия пыли: более длительное при меньшей концентрации оказывает более выраженный эффект, чем менее длительное, но более интенсивное воздействие.

Установлена ведущая роль зольности углей в развитии пылевой патологии, в связи с чем все угольные пыли делятся на две категории: малозольные (с содержанием золы до 20 %) и высокозольные, среди которых наиболее агрессивен антрацит (Борисенкова и др.; Быховская и др.). Антракозоопасность угольной пыли связана с фиброгенным действием основных петрографических компонентов угля, а также с образованием при окислении угля фенольных и карбоксильных групп, свободных радикалов и пероксидных соединений. Биологическая агрессивность У. связана также с содержащимися на его поверхности соединениями азота (Величковский
и др.; Кухаренко, Динкелис).

Вредное воздействие угольной пыли растет с увеличением стадии метаморфизма углей и наиболее высоко при добыче антрацита; коксующийся и жирный уголь, особенно некоксующийся уголь, менее опасны (Балычев). Так, по данным K . Sz u mczykiwicz, фиброгенное действие антрацита примерно соответствует фиброгенному действию пыли битуминозного угля, содержащего 30 % свободного SiO 2 . Пусковым механизмом патологического процесса при антракозе является окисление органической массы углей под воздействием жидких сред организма с последующим образованием растворимых продуктов окислительно-гидролитического распада. С повышением степени углефикации увеличивается распространенность пнев мокониоза у шахтеров-угольщиков (Динкелис и др.; Bennet et al.). Антракозоопасность, связанная с интенсивным образованием многоосновных карбоновых кислот и малым - гуминовых, увеличивается при использовании для гидрорасчленения угольных пластов воды и 4% соляной кислоты и уменьшается при применении 2% соляной кислоты (Кухаренко и др.; Сарасембаев и др.).

Под влиянием угольной пыли нарушаются защитные механизмы воздухоносных путей в легких, мукоцилиарный клиренс, секреция бокаловидных клеток, желез, что связывают как с уровнем пылевой нагрузки, так и с цитотоксичностью пыли; развивается поражение эпителия бронхов, его десквамация (Лавренева и др.). Последнее, а также обтурация бронхов, особенно крупными частицами пыли, ведет к хроническому бронхиту, эмфиземе. Мелкие частицы пыли элиминируются лимфо- и бронхогенным путем, крупные - только бронхогенным. Одной из причин развития фиброза легких при антракозе является нарушение взаимодействия между системой биоанти–оксидантов и свободными радикалами. В патогенезе существенную роль играет и нарушение липидного обмена - повышение содержания свободных фосфолипидов (Белобрагина, Ельничных). R . Seal et al. связывают развитие массивного фиброза легких с обратным (вторичным) поступлением угольной пыли, локализованной в лимфатических узлах, в легочную ткань, бронхиолы и сосуды.

Показана мутагенность черной сажи (Zhu Naikai et al .). Канцерогенная опасность воздействия соединений У. связана с наличием в саже бензо[ a ]пирена.

Животные . Большая часть пыли (~65 %) задерживается в правом легком. Длительное вдыхание или введение в трахею крысам угольной пыли, пыли активного угля или костеугольной пыли вызывает скопление пылевых клеток в легких, развитие бронхита, перибронхита, а затем диффузного и узелкового фиброза легких; развиваются также поражения почек, печени, миокарда, повышается чувствительность к бактериальной инфекции (Филиппов и др.; Паустовская и др.; Mumford, Lewitas). 4-месячная ингаляция по 4 ч в день 800–1000 мг/м 3 угольной пыли, содержащей 3 % свободного и 47 % связанного SiO 2 , приводит к накоплению в организме крыс биогенных аминов - увеличению содержания гистамина и серотонина в легких и в крови и серотонина в печени (Талакин и др.). В условиях хронического ингаляционного эксперимента фиброгенный эффект коксующихся углей выражен в большей степени, чем энергетический (Гвоздева). В/б введение суспензии угольной пыли мышам вызвало угнетение иммунных реакций. Интратрахеальное введение крысам графита вызывает диффузный и узелковый фиброз легких. Пыль природных и синтетических алмазов обладает слабыми фиброгенными свойствами и вызывает маловыраженный пневмокониоз, в основном диффузно-склеротической формы с поздним образованием клеточно-пылевых очажков, более выраженных при воздействии пыли синтетических алмазов. Интратрахеальное введение крысам сажи приводит к нерезко выраженным пневмокониотическим изменениям. Длительное вдыхание сажевой пыли ведет к поражению зубов и слизистой полости рта мышей - гиперкератозу, атрофии, а сажа, образующаяся при сгорании сланцевого мазута и сланцевого твердого топлива, может вызвать развитие злокачественных новообразований, причем канцерогенный эффект увеличивается с уменьшением дисперсности частиц. Злокачественные опухоли развиваются и при н/к нанесении мышам сажи, образующейся при электрокрекинге природного газа.

Специальному исследованию была подвергнута пыль малозольных бурых углей двух разрабатываемых месторождений (Луценко и др.). Угли близки по стадии углефикации, петрографическому составу и различаются содержанием некоторых компонентов органической и минеральной части. Крысы-самки подвергались воздействию пыли в концентрации 374–384 мг/м 3 ежедневно по 4 ч 5 раз в неделю в течение 4 месяцев. Хотя пыль содержала малое количество SiO 2 , выявлены активная реакция органов дыхания по типу префиброза и раздражающего действия, изменение неспецифических показателей иммунной защиты и неблагоприятное действие на надпочечники и сердце. Токсикологическое различие между пылью из двух разных месторождений было минимальным.

Активный уголь сравнивали с новым углеродным сорбентом Микросорб-П (Вавилов и др.). Установлено, что при лучших сорбционных свойствах новый сорбент практически не токсичен (впрочем, как и активный уголь). При в/ж введении мышам и крысам максимально возможных доз 1000–1500 мг/кг или при 10-дневном в/ж введении крысам и собакам и последующем 3-месячном наблюдении ни по одному из изученных показателей отклонений не обнаружено.

Человек . Профессиональные заболевания возможны при работе в угольных шахтах и графитных рудниках (группа особого риска - бурильщики), при открытой добыче угля, у грузчиков угля и на углеобогатительных фабриках, при производстве графитных изделий, кокса, в сахарорафинадном производстве при применении костеугольной крупки и активного угля, при производстве и применении сажи. Большинство шахтеров с длительным стажем работы в угольных шахтах страдают хроническим пылевым бронхитом (Валуцина, Кива); при продолжении работы последний может привести к формированию пневмофиброза. Развитию фиброза способствует как охлаждение, так и нагревающий микроклимат, действие взрывных газов, соединений серы и других элементов, входящих в состав угля (Гвоздева). Однако антракоз возникает не более чем у 20–30 % шахтеров и обычно после 10–20 лет работы в шахте. Наблюдают, правда, и ранний антракоз с прогрессирующим течением при 4–6-летнем стаже, а также поздний, развивающийся через 18–20 лет после прекращения работы в шахте (Любомудров). Крутое залегание угольных пластов и высокая степень углефикации, высокие температура и влажность в шахте способствуют более раннему и выраженному проявлению антракоза. Повышенное содержание в угле меди, железа, никеля, свинца и цинка способствует учащению заболевания шахтеров. Антракоз чаще развивается и тяжелее протекает у работающих в очистных забоях угольных шахт, а также у начавших работать в шахтах в возрасте до 20 или свыше 40 лет (Каганович, Кузнецова; Любомудров). Курение и потребление алкоголя ускоряют развитие антракоза.

Различают антракоз интерстициального, мелкоузелкового и узелкового типов. Первый встречается в основном у рабочих очистных забоев со стажем свыше 16 лет, нередко сопровождается бронхитом, астмоидным синдромом с нарушением функции внешнего дыхания, эмфиземой легких, гипертрофией правого желудочка сердца. Второй тип встречается у рабочих очистных забоев и у проходчиков и чаще осложняется бронхитом и туберкулезом. Антракоз узелкового типа близок к силикозу, развивается при стаже 10–14 лет, преимущественно у проходчиков. Ранние симптомы антракоза - утомляемость, кашель, потливость, раздражительность, головные боли, одышка, в дальнейшем - цианоз губ, хронический бронхит, эмфизема, нарушение бронхиальной проходимости и функции внешнего дыхания. Частота эмфиземы увеличивается с возрастом, причем в большей степени у курящих, с прогрессированием пневмокониотического процесса.

Хронический пылевой бронхит и пневмокониоз рассматривают как различные формы единой кониотической болезни. Уже через 5–10 лет работы выявляются нарушения лимфообращения в легких. Легкие при антракозе равномерно окрашены в черный цвет. При стаже до 13 лет запыленность во всех отделах легких примерно одинакова, после 13 лет наибольшее количество пыли сосредоточивается в верхней и средней долях правого легкого. Запыленность легких при одном и том же стаже увеличивается с возрастом (Einbrodt). В раннем периоде антракоза наблюдается огрубление аргирофильных структур легкого, интенсивная фагоцитарная реакция, нарушение эластичности сосудов, затем - рассеянный мелкоочаговый фиброз, появление отдельных узелков и узлов, а также массивной, прежде всего центролобулярной, эмфиземы с накоплением пыли по стенкам расширенных бронхиол - «черное дырчатое легкое» (Mülleri, Werth). В тяжелых случаях происходит распад последних с образованием каверн - полостей, заполненных углем, - «черная чахотка» угольщиков; может развиться спонтанный пневмоторакс. При прекращении работы на ранних стадиях антракоза обычно происходит обратное развитие пылевых очагов в легких.

Наиболее частое осложнение антракоза - туберкулез. Заболевание антракозом предрасполагает к развитию злокачественных новообразований в легких и других органах (Dechoux, Pivateau). Опухолевидные увеличения лимфатических узлов средостения (антракомы, антракосиликомы) встречаются и при небольшой степени пневмокониоза; они могут быть причиной ошибочного диагноза опухоли легкого. Как осложнения кониотической болезни легких наблюдаются поражение миокарда, гипотония, нарушение периферического кровообращения и повышение коагуляционной активности крови; отмечались также ухудшение функции печени, почек, желудка, нарушение андрогенной и глюкокортикоидной функции коры надпочечников и метаболизма биогенных аминов, снижение иммунобиологической реактивности; известны случаи бронхиальной астмы, ревматоидного полиартрита, патологии ЛОР-органов (Гриднева и др.; Любомудров; Гвоздева; Heise et al.). Нарушение белкового и жирового обменов и повышение свертываемости крови наблюдаются не только у больных антракозом, но и у лиц, подозреваемых в таком заболевании, а также у клинически здоровых шахтеров, занятых на подземных работах. Эти изменения могут рассматриваться как прогностический признак развития антракоза, а одновременное значительное нарастание активности урокиназы и митохондриальной фракции аспартатаминотрансферазы в сыворотке крови - как ранний показатель поражения печени при антракосиликозе (Алтынбеков и др.; Пичхадзе). Заболевание хроническим риносинуситом у шахтеров со стажем 10 лет и более иногда предшествует развитию антракоза (Чернов).

В производстве графитовых изделий при стаже работы 10 лет и более нарушение вентиляционной функции легких встречается и у практически здоровых лиц, чаще у курящих. С увеличением стажа изменения углубляются, развивается хронический бронхит, нередко с астматическим синдромом. Описана графитовая форма антракоза: развитие диффузного и узелкового фиброзов легких, эмфиземы, участков некроза, образование каверн с жидкостью, содержащей графит, - при стаже более 15 лет, хотя известны случаи заболевания и после 4–6 лет работы. Кроме того, отмечается более высокая общая заболеваемость женщин, причем особенно часто наблюдаются болезни органов половой сферы, функциональная недостаточность Т-системы иммунитета и развитие вторичного иммунодефицита, а у больных пневмокониозом и бронхитом - изменение ряда биологических показателей состояния организма, указывающие на развитие воспалительно-деструктивных процессов в легких: увеличение содержания в крови β- и γ-глобулинов, сиаловых кислот, β-липопротеидов, холестерина и сахара, общего и прямого билирубина (Архипова и др.; Беззуб и др.; Гладкова и др.). При производстве графитовых изделий на частицах пыли адсорбируются полициклические ароматические углеводороды, содержащие бензо[ a ]пирен, в связи с чем увеличен риск развития предопухолевых заболеваний ВДП (гиперпластический ларингит, ангиофиброма гортани) и злокачественных новообразований (Гладкова; Гладко ва и др.; Гурвич; Дымова и др.). При комбинированном воздействии графитовой и малофиброгенной коксовой пыли, а также полициклических ароматических углеводородов происходят нарушение пероксидного окисления липидов и накопление их как у больных бронхитом, так и у практически здоровых рабочих (Безрукавникова, Гладкова).

При производстве сажи и ее применении работающие жалуются на повышенную утомляемость, кашель, одышку, боли в грудной клетке. У них находили пневмокониозы, отмечали повышенную заболеваемость органов дыхания, пищеварения, сердца, а также половых органов (у женщин) (Oleru et al.). Особо опасен канальный способ производства сажи. Средний стаж работы до начала развития пневмокониоза 16 лет, минимальный - 5 лет. Описан случай «черной чахотки» с образованием каверн после 12 лет работы, связанной с просеиванем сажи (Герасимов, Шаталова). У рабочих коксовых заводов со стажем 2–6 лет могут развиваться хронические воспалительные заболевания ВДП атрофического типа.

Во всех видах сажи и в промышленных изделиях, в которые ее добавляют в качестве наполнителя, обнаружен бензо[a ]пирен, поэтому сажу рассматривают как возможный этиологический фактор развития злокачественных опухолей ВДП, легких и кожи (Пылев; Barknecht). Описаны новообразования при воздействии сажи, образующейся при сгорании сланцевого мазута и сланцевого твердого топлива, а также сажи, получаемой при электрокрекинге природного газа и из пека (Шабад и др.). Слабой бластомогенной активностью обладают и экстракты из резин, содержащих сажу. Предполагается, что газовая сажа менее канцерогенна, чем обычная, в силу меньшего содержания в ней полициклических ароматических углеводородов, а также в связи с тем, что они очень прочно связаны с частицами У. и очень медленно элиминируются биологическими жидкостями (Boyland). Описан профессиональный рак кожи при брикетировании угольной мелочи с использованием каменноугольного пека. Мутагенную активность сажи связывают с наличием в ней 1-нитропирена.

Местное действие угольной пыли, графита, сажи. На глаза: возможны татуировка конъюнктивы, конъюнктивит, раздражение роговицы. На кожу: сухость, гнойничковые заболевания кожи и подкожной клетчатки, дерматиты, эпидермофитии, аллергические дерматозы, микозы, эритразмы, экземы; псориаз чаще встречается у мужчин, чем у женщин. Пигментные пятна на коже рассматриваются иногда как преканцерогенные изменения. Выявлено фотосенсибилизирующее действие пека - описано развитие острого фотодерматита (Гладкова и др.). На слизистые полости рта и носоглотки: гингивит, лейкоплакии; болеют люди с 3–5-летним стажем работы, в основном моложе 40 лет, мужчины гораздо чаще, чем женщины (Соринсон). У трубочистов и рабочих коксохимических производств повышена заболеваемость кариесом и парадонтозом (Карабойчева, Великов).

Хемобиокинетика. Химический анализ легких при антракозе выявил высокий уровень содержания угольной пыли и низкий - оксида кремния. Небольшие количества угольной пыли находили в селезенке, печени, костном мозге, почках. Угольная пыль выводится из легких в течение многих лет после прекращения работы.

Гигиенические нормативы. Для У. : ПДКа.в = = 0,15 /0,05 мг/м 3 , резорбтивное действие, класс опасности 3.

Пыли углерода	ПДКр.з, мг/м 3	Класс опасности	Особенности действия на организм
Коксы каменноугольный, пековый, нефтяной, сланцевый; антрацит с содержанием свободного диоксида кремния до 5 %			Фиброгенность
Другие ископаемые угли и углепородные пыли с содержанием свободного диоксида кремния:
до 5 %	10,0
от 5 до 10 %
Алмазы природные и искусственные
Алмазы металлизированные
Сажи черные промышленные с содержанием бензо[a ]пирена не более 35 мг/кг			Фиброгенность и канцерогенность
Углеродные волокнистые материалы на основе:	4,0/2,0		Требуется специальная защита кожи и глаз
гидратцеллюлозных волокон
полиакрилонитрильных волокон (по акрилонитрилу)
Примечания: 1. Дисперсное состояние - аэрозоль. 2. Для углеродных волокнистых материалов на основе гидратцеллюлозных волокон ОБУВа.в = 0,05 мг/м 3 .

Для углеродных композиционных материалов : ПДКм.р = 3 мг/м 3 , ПДКс.с = 1 мг/м 3 , аэрозоль, класс опасности 1.

Для оксида-сульфида У. : ПДКр.з = 10 мг/м 3 , пары и/или газы, класс опасности 2. ОБУВа.в = 0,1 мг/м 3 .

Для угольной золы теплоэлектростанций (на примере углей Канско-Ачинского месторождения) (с содержанием оксида кальция 35–40 %, дисперсностью до 3 мкм и ниже - не менее 97 %): ПДКм.р = 0,05 мг/м 3 , ПДКс.с = 0,02 мг/м 3 , резорбтивное действие, класс опасности 2.

Для дисульфида У. : ПДКв. = 1 мг/л, органолептический ПВ - изменяет запах воды, класс опасности 4.

Для углеродного волокна высокомодульного : ПДКв.рыб = 0,01 мг/л, токсикологический ПВ, класс опасности 3.

Зарубежные нормативы. Для У. (сажи) TWA = = 3,5 мг/м 3 , для тетрабромметана - 1,4 мг/м 3 (STEL = 4 мг/м 3), для тетрахлорметана - 31 мг/м 3 , для дисульфида У. - 31 мг/м 3 (действие на кожу).

Меры профилактики. Для снижения запыленности воздуха на шахтах и рудниках необходимо применение комплекса противопылевых мероприятий на всех этапах добычи ископаемого.

При перфораторном бурении эффективным способом борьбы с пылью является применение промывки шпуров водой. Этот способ пылеподавления является обязательным в России для всех подземных горных выработок. Эффективность пылеподавления при бурении с промывкой возрастает при применении смачивателей или смачивающих добавок (ПАВ). Бурение шпуров и скважин с промывкой в сочетании с оптимальным проветриванием обеспечивает снижение содержания пыли в рудничном воздухе до допустимых концентраций. Там, где горно-геологические и климатические условия не позволяют применять воду для борьбы с пылью (низкая отрицательная температура воздуха и горных пород, возможность выщелачивания полезных ископаемых, недостаток воды и т. п.), рекомендуется применять сухое пылеулавливание. В России разработана и испытана групповая схема сухого пылеулавливания, заключающаяся в том, что буровая мелочь и пыль отсасываются вакуумным насосом от забоя шпура сразу от нескольких перфораторов и транспортируются по трубопроводу в отработанную тупиковую горную выработку (коллектор), перекрытую высокогерметичной перемычкой. Выработка служит пылеосадочной камерой, в которой осаждаются крупные и мелкие частицы пыли. Мельчайшие неосевшие пылинки улавливаются специальным фильтром, установленным перед вакуумным насосом. Очищенный воздух поступает в рудничную атмосферу.

При взрывных работах с целью борьбы с пылью применяется гидрозабойка шпуров. Этот метод борьбы с пылью оказался эффективным и при проведении взрывных работ в условиях отрицательных температур в шахтах Севера и Северо-Востока России. Для подавления газопылевого облака после взрыва производят его орошение.

При погрузочно-разгрузочных работах и транспортных операциях в рудниках простым и эффективным средством борьбы с пылью также является орошение с увлажнением всех источников пылеобразования с помощью стационарных и переносных оросителей различных конструкций. Устойчивое снижение пыли в забоях достигается сочетанием орошения с оптимальным проветриванием выработок.

При открытом способе добычи угля и руды мероприятия по борьбе с пылью проводятся в нескольких направлениях: применение средств предупреждения пылеобразования (сухое пылеулавливание, мокрое бурение, орошение, покрытие подъездных автодорог бетонными или железобетонными плитами, увлажнение дорог водой или солевыми растворами, обработка гранулированным хлоридом кальция, водно-асфальтовой эмульсией, сульфатом магния и другими реагентами) и удаление пыли путем естественного или искусственного проветривания.

Кабины горных машин и механизмов, а также транспортных средств должны быть надежно защищены от пыли и иметь вентиляционные устройства, оборудованные воздухоочистительными установками. В отдельных случаях необходимо использовать индивидуальные средства защиты (респираторы).

Для предупреждения пылевой патологии у алмазообработчиков наряду с общей вентиляцией необходимо на рабочих местах предусмотреть местные укрытия с механическим удалением пыли из рабочей зоны.

Меры медицинской профилактики сводятся к проведению предварительных (при поступлении на работу) и периодических медицинских осмотров согласно действующему законодательству.

На производствах, где получают У., с учетом выделяющихся вредных веществ должно быть исключено взаимное влияние следующих производственных участков: отделений улавливания, обработки, упаковки готовой продукции, складирования; участков для очистки и ремонта оборотных резиново-кордных контейнеров; участков демонтажа и монтажа рукавов для отделения улавливания. На вновь строящихся и реконструируемых заводах необходимо применять мокрый способ грануляции. Воздуховоды, каналы газоотсосов, борова и очистные устройства должны быть оборудованы устройствами для периодической механизированной очистки, удаления пыли и шлама.
Упаковочные машины должны быть оборудованы местной вытяжной вентиляцией сблокированнойс автоматическим контролем разрежения.

Все работающие на предприятии должны проходить вводный и систематический производственный инструктаж со сдачей зачета по технике безопасности и мерам личной гигиены при работе с токсическими веществами и должны быть ознакомлены с основами гигиены труда и профпатологии применительно к конкретному производству.

См.: «Энциклопедию по безопасности и гигиене труда» (М.: Профиздат, 1986. Т. 1); (Водород, литий, рубидий, бериллий и их соединения); (Бораты); «Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности» (РД 08-200–98. М., Госгортехнадзор, 1998); «Санитарные правила для нефтяной промышленности» (№ 4156–86. М., 1986); «Вопросы гигиены труда в нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности» (Алма-Ата, 1986); «Гигиенические требования к предприятиям угольной промышленности и организация работ» (СанПиН 2.2.3.570–96), а также у Б.Е. Алтынбекова и др., Б.В. Ананьева и др., Г.Е. Па нова и др., Г.А. Шехтмата и др.

Индивидуальная защита. Рабочие должны быть обеспечены средствами индивидуальной защиты органов дыхания, глаз, кожных покровов от воздействия пыли. Для защиты органов дыхания рекомендуется использовать респираторы типа «Лепесток», Ф-62ш, У-2К, «Астра-2» (наиболее удобен), РУ-60, ПРШ-2. Спецодежда из плотной ткани, непромокаемая обувь, защитные очки типа «Прогресс-2», СЗЗ-ТР и СЗЗ-БЦ
и др. Защитные каски.

Литература

Алтынбеков Б.Е. и др. // Гигиена труда и профзаболевания. 1985. № 9. С. 47–48.

Алтынбеков Б.Е. и др. // Руководство по гигиене труда / Под ред. Н.Ф. Измерова. М.: Медицина, 1987. Т. 2. С. 38–69.

Ананьев Б.В. и др. // Там же. С. 396–406.

Архипова О.Г. и др. // Гигиена труда и профзаболевания. 1988. № 9. С. 24–27.

Балычев Ю.В. // Гигиена труда и профзаболевания. 1982. № 1. С. 48–50.

Беззуб С.Л. и др. // Гигиена труда и профзаболевания. 1988. № 9. С. 27–28.

Безрукавникова Л.М., Гладкова Е.В. // Гигиена и санитария. 1987. № 4. С. 33–36.

Белобрагина Е.В., Ельничных Л.Н. // Гигиена труда и профзаболевания. 1978. № 4. С. 31–34.

Бериня Д.Ж., Лапиня И.М. // Загрязнение природных сред выбросами автотранспорта. Рига, 1980. С. 7–15.

Борисенкова Р.В. и др. // Гигиена и санитария. 1983. № 5. С. 13–16.

Быховская И.А. и др. // Гигиена труда и профзаболевания. 1978. № 10. С. 34–39.

Вавилов М.П. и др. // Токсикол. вестник. 1998. № 5. С. 6–9.

Валуцина В.М., Кива А.И. // Гигиена труда и профзаболевания. 1990. № 5. С. 4–7.

Величковский Б.Т. и др. // Борьба с силикозом. М.: Медицина, 1982. Вып. 11. С. 106–114.

Гвоздева Л.Л. // Гигиена труда и профзаболевания. 1985. № 7. С. 12–16; 1991. № 1. С. 14–16.

Герасимов В.Н., Шаталова Н.А. // Гигиена труда и профзаболевания. 1967. № 7. С. 56–58.

Гладкова Е.В. // Вопросы онкологии. 1990. Т. 36, № 4. С. 415–420.

Гладкова Е.В. и др. // Гигиена труда и профзаболевания. 1988. № 8. С. 21–24.

Гриднева Н.В. и др . // Гигиена труда и профзаболевания. 1982. № 4. С. 19–22.

Гурвич Е.Б . // Гигиена труда и профзаболевания. 1988. № 7. С. 16–18.

Динкелис С.С. и др. // Здравоохранение Казахстана. 1981. № 3. С. 44–47.

Дымова Е.Г. и др. // Гигиена труда и профзаболевания. 1988. № 7. С. 19–21.

Каганович Д.И., Кузнецова В.А. Гигиена. Новосибирск, 1968. С. 140–148.

Карабойчева П., Великов Б. // Стамотология (Болгария). 1984. № 4. С. 18–23.

Кухаренко Т.А., Динкелис С.С. // Уголь. 1982. № 8. С. 47–49.

Кухаренко Т.А. и др. // Борьба с силикозом. М., 1982. Вып. 11. С. 145–150.

Кухаренко Т.А. и др. // Журн. гигиены, эпидемиол.,микробиол. и иммунол. 1988. Т. 32, № 3. С. 257–265.

Лавренева Г.В. и др. // Вестник отоларингол. 1988. № 3. С. 67–68.

Луценко Л.А. и др. // Гигиена труда и профзаболевания. 1990. № 11. С. 23–28.

Любомудров В.Е. Заболевания легких у шахтеров-угольщиков. Киев, 1965. С. 219.

Он же // Гигиена труда и профзаболевания. 1969. № 3. С. 20–22.

Панов Г.Е и др . Охрана окружающей среды на предприятиях нефтяной и газовой промышленности. М.: Недра, 1986. 244 с.

Паустовская В.В. и др. // Врачебное дело. 1972. № 1. С. 131–134.

Пичхадзе Г.М . // Гигиена труда и профзаболевания. 1985. № 2. С. 36–39.

Пылев Л.Н. // Гигиена труда и профзаболевания. 1974. № 4. С. 52–53.

Рублевский В.П. // Атомные электростанции. 1983. № 5. С. 226–227.

Сарасембаев М.М. и др. // Борьба с силикозом. М.: Медицина, 1982. № 11. С. 137–140.

Соринсон Н.С. // Мат. по вопр. пром. токсикол. и клиники проф. заболеваний. Горький, 1957. Вып. 8. С. 54–56.

Талакин Ю.С. и др. // Гигиена труда и профзаболевания. 1988. № 12. С. 57–58.

Филиппов В.В. и др. // Гигиена труда и профзаболевания. 1971. № 10. С. 58–60.

Чернов А.Д . // Гигиена труда и профзаболевания. 1979. № 1. С. 15–18.

Шабад Л.М. и др. // Гигиена труда и профзаболевания. 1972. № 1. С. 9–12.

Шехтмат Г.А. и др . Гигиена труда в нефтяной промышленности. М .: Медицина , 1979.

Andreae M.O. et al. // The Sci. of Tot. Environ. 1984. V. 36. P. 79–80.

Barknecht Th.S. // Progr. Energy. Combust. Sci. 1983. V. 9, N 3. P. 199–237.

Bennet J.G. et al. // Brit. J. Ind. Med. 1979. V. 36, N 3. P. 206–210.

Boyland E. // Soot Combustion Systems and its Toxic Properties. Proceedings of a NATO Workshop. N. Y.; L, 1983. P. 13–22.

Chylek R. et al. // The Sci. of the Tot. Environ. 1984. V. 36. P. 117–120.

Clarke A.D. et al. // The Sci. of the Tot. Environ. 1984. V. 36. P. 97–102.

Dechoux J., Pivateau C . // Arch. Mal. Profes. 1979. V. 40, N 1–2. P. 25–41.

Einbrodt H . // Staub-Reinhaltung Luft. 1976. Bd. 36, N 3. S. 122–126.

Heintzenberg J., Winkler P. // The Sci. of the Tot.
Environ. 1984. V. 36. P. 27–38.

Heise E.R. et al. // Amer. Rev. Respirat. Dis. 1979. V. 119, N 6. P. 903–908.

Hurley J.F. et al . // Brit. J. Ind. Med. 1982. V. 39, N 2. P. 120–127.

Jacobson M. // Chest. 1980. V. 78, N 2 (Suppl.). P. 408–410.

Medalia A. et al. // The Sci. of Tot. Environ. 1983. V. 31, N 1. P. 1–22.

Mülleri K.-M., Werth G. // Prax. une Klin. Pneumol. 1978. Bd. 32, N 4. S. 231–237.

Mumford J., Lewitas J. // Toxicol. Lett. 1983. V. 18. (Suppl. 1). P. 132–134.

Novakov T. // The Sci. of the Tot. Environ. 1984. V. 36. P. 1–10.

Orgen J.A., Charlson R.J. // Tellus. 1983. V. 35B. P. 241–254.

Oleru U.G. et al. // Environ. Res. 1983. V. 30, N 1. P. 161–168.

Puxbaum H., Baumann H. // The Sci. of the Tot.
Environ. 1984. V. 36. P. 47–52.

Rivin D., Medalia A. // Soot Combustion Systems and its Toxic Properties. Proceedings of a NATO Workshop. N. Y.; L., 1983. P. 25–34.

Seal R. et al. // Thorax. 1986. V. 41, N 7. P. 531–537.

Szumczykiwicz K. // Med. Pr. 1983. V. 34, N 1. P. 21–34.

Trijonis J. // The Sci. of the Tot. Environ. 1984. V. 36. P. 131–140.

Zehnder A.J. // The Handbook of Environ. Chemistry. Berlin: Springer, 1982. V. 1. Part B. P. 83–110.

Zhu Naikai et al. // Environ. Chem. (кит .) 1990. V. 9, N 3. P. 51–54.

НАТРИЯ И КАЛИЯ ЦИАНИДЫ

Физико-химические свойства. Слабо пахнут горьким миндалем. На воздухе в присутствии влаги выделяют HCN вследствие вытеснения ее СО 2 . Растворы имеют щелочную реакцию.

Литература

Горбунова Л.А. и др. // Медицина труда. 1997. № 12. С. 42–43.

Квасенко О.Я. // Фармакол. и токсикол. 1962. № 6. С. 742–749.

Колпаков Ф.И., Прохоренков В.И . // Вестник дерматологии и венерологии. 1978. № 7. С. 76–79.

Метод спектрофотометрического измерения концентрации цианида калия в смывах с кожных покровов: Метод. указания. М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2000. 11 с.

Методические указания по контролю содержания вредных веществ на кожных покровах и спецодежде. М.: Рарогъ, 1992. Вып. 1. С. 82–83.

Прохоренков В.И., Колпаков Ф.И. // Гигиена труда и профзаболевания. 1978. № 12. С. 44–45.

Стыврин Л.А. и др. // Фармакол. и токсикол. аспекты применения лекарственных веществ в животноводстве. М.: Московская ветеринарная академия, 1992. С. 140–142.

Ballantyne B. // J . Forens . Sci . Coc . 1975. V. 15, N 11. P. 51–56.

Baud F.J. et al. // J. Toxicol.: Clin. Toxicol. 2001. V. 39, N 3. P. 244.

Bright J., Marrs J. // Hum. Toxicol. 1988. V. 7. P. 183–186.

Cassel G. et al. // Acta Neurol. Scand. 1985. V. 72, N 2. P. 804.

Cermele G. et al. // Acta Anaesthesiol. Ital. 1991. V. 42, N 3. P. 385–391.

CICAD 61. Hydrogen Cyanide and Cyanides: Human Health Aspects. Geneva: WHO, 2004. 68 p.

Doherty P. et al. // Toxicol. a. Appl. Pharmacol. 1982. V. 64, N 3. P. 456–464.

Dunn W.A., Siek T.J. // J. Anal. Toxicol. 1990. V. 14, N 4. P. 256.

Egekeze J., Oeheme F. // Toxicol. Lett. 1979. V. 3, N 4. P. 243–247.

El-Ghawabi S. et al. // Brit. J. Ind. Med. 1976. V. 32, N 3. P. 215–219.

Ganjeloo A. et al. // Toxicol. a. Appl. Pharmacol. 1980. V. 55, N 1. P. 103–107.

Iwasoyo J.O., Iramain C.A. // Toxicol. Lett. 1980. V. 6. P. 1–3.

Janiszewska M., Kostanecki W. // Prz. Dermatol. 1970. V. 57, N. 6. S. 755–757.

Jaroschka R., Kreepp R. // Arch. Gewerbepathol. 1966. Bd. 22, N 3. S. 202–207.

Leuschner J. et al. // Toxicol. Lett. 1991. V. 57, N 2. P. 195–201.

Okoh P. // Toxicol. a. Appl. Pharmacol. 1983. V. 70, N 2. P. 335–339.

Okuno Y. et al. // Bull. Environ. Contam. a. Toxicol. 1979. V. 22, N 3. P. 386–390.

Peterson J., Cohen St. // Toxicol. a. Appl. Pharmacol. 1985. V. 81, N 2. P. 265–273.

Sax N.I. (Ed.) Dangerous Properties of Industrial Matеrials. N. Y.: Van Nostrand Reinhold Co, 1984.

Smith A. et al. // Nature. 1963. V. 200, N 4902. P. 179–181.

Sousa A.B. et al. // Toxicology. 2002. V. 174, N 2. P. 87–95.

Steven J. et al. // Toxicol. a. Appl. Pharmacol. 1986. V. 82, N 1. P. 40–44.

Tomoda A., Hashimoto K. // J. Hazardous Mater. 1991 . V . 28, N 3. P . 241–249.

ЦИАНАТЫ НАТРИЯ И КАЛИЯ

Физико-химические свойства. Во влажном воздухе NaOCN и KOCN гидролизуются с образованием карбонатов калия или натрия и аммиака. С минеральными кислотами дают циановую кислоту, с мочевиной образуют биурет.

Литература

Саратиков А.С. и др. // Гигиена и санитария. 1990. № 8. С . 30–31.

Alter B. et al. // Blood . 1974. V . 43. P . 69–77.

Cerami A. et al. // J . Pharmacol . Exp . Ther . 1973. V . 185 , N 3. P. 653–666.

Gellez J. et al. // Acta Neuropathol. 1979. V. 47, N 1. P. 75–79.

Haut M. et al. // J. Lab. Clin. Med. 1975. V. 85, N 1. P. 140–150.

Kern H. et al. // J. Pharmacol. Epx. Ther. 1977. V. 200, N 1. P. 10–16.

Leong H.K. et al . // J. Pharmacol. Exp. Ther. 1974. V. 191, N 1. P. 60–67.

Nicholson D. et al. // Arch. Ophthalmol. 1976. V. 94, N 6. P. 927–930.

Sax N.I. (Ed.) Dangerous Properties of Industrial Matеrials. N. Y.: Van Nostrand Reinhold Co, 1984. P. 2273.

Smith A. // Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 1973. V. 142, N 3. P . 1041–1044.

ТИОЦИАНАТЫ

Физико-химические свойства. Бесцветные кристаллы. Из-за примеси железа часто имеют слабую розовую окраску. При сплавлении со щелочами образуются цианиды.

Литература

Гринь Н.В. и др . // Гигиена и санитария. 1987. № 8. С. 75–76.

Иванов А.Г. и др. // Фармакология и токсикология новых продуктов химического синтеза. Минск, 1975. С. 167–169.

Иванова Л.А. и др. // Гигиена труда и профзаболевания. 1988. № 10. С. 52–53.

Костовецкий Я.М. и др. Промышленные загрязнения водоемов. М.: Медицина, 1967. Т. 8. С. 170–185.

Савченко М.В. // Гигиена и санитария. 1987. № 11. С. 29–32.

Below H . et al . // Pharmazie . 1990. V. 45, N 6. P. 416–419.

David A., Miketukova V. // Arch . Toxicol. 1967. V. 23, N 1. P. 68–72.

Pechacek T. et al. // JAMA. 1985. V. 254, N 20. P. 3330–3332.

Robertson A. et al. // Brit. J. Ind. Med. 1987. V. 44, N 5. P. 351–354.