简介焦炭、沥青焦、针状焦、石油焦的区别与用途
简介焦炭、沥青焦、针状焦、石油焦的区别与用途
焦炭是以焦煤或者几种煤的配煤为原料,在无氧条件下,加热到1000℃,经过高温干馏形成的固体产物,同时还生成煤气、煤焦油等产品。石油焦广泛用于制备电弧炉/LF炼钢用石墨电极。煤焦油沥青经过高温碳化后生成的固体材料,称为沥青焦。煤焦油沥青或者石油沥青,经过液相碳化生成各向异性中间相后,在经过高温碳化等工艺,可以生成针状纹理的焦,称为针状焦。石油渣油或者石油沥青经过高温碳化后,形成的焦,称为石油焦。四种焦特点列在下表:
品种 | 生产原料 | 生产工艺 | 材料特点 | 应用领域 | 性能要求 |
焦炭 | 焦煤或配煤 | 高温干馏 | 产量高、成本低、可燃性好、 化学成分稳定、多孔 | 高炉炼铁、有色 金属冶炼 | 灰分低、杂原子少、强度高、气孔率高 |
石油焦 | 石油渣油或石油沥青 | 延 迟焦化 | 成本低、石墨化性能好、热膨 胀系数低 | 燃料、石墨电极、预焙阳极、电极糊、特种石墨 | 导电性好、耐热 冲击性好、强度高 |
沥青焦 | 煤沥青 | 延 迟焦化或炉室 | 密度大于石油焦、灰分和硫含 量低、各项同性 | 石墨电极、预焙 阳极、电极糊、 特种石墨 | 导电性好、能耐 辐射和氧化、强 度高、纯度高 |
针状焦 | 石油沥青或煤沥青 | 延 迟焦化 | 各向异性显明、石墨化性能尤其 好、呈针状或纤维状纹理结 构、热膨胀系数小 | 高功率石墨电极、超高功率石墨电极、锂离子电池负极材料 | 导电性好、能耐热冲击性、强度高 |
焦炭主要成分是碳,也含少量氢氧氮硫基少量金属元素。焦炭是高炉炼铁不可缺少的原料,也应用于冶金、铸造、生产合成气、生产电石等。高炉炼铁时,焦炭提供热量,并作为还原剂将铁矿石还原。我国高炉炼铁对焦炭需求量相当大,2016年我国焦炭产量为4.49亿吨。
石油焦(Petroleumcoke)是原油经蒸馏将轻重质油分离后,重质油再经热裂的过程,转化而成的产品,从外观上看,焦炭为形状不规则,大小不一的黑色块状(或颗粒),有金属光泽,焦炭的颗粒具多孔隙结构,主要的元素组成为碳,占有80%以上,含氢1.5%-8%,其余的为氧、氮、硫和金属元素。
石油焦属于易石墨化炭一类,石油焦的微晶与冶金焦比较,碳网格片状体之间的叠合比较整齐,片状体之间距离较小;在石墨化的高温下,碳网格片状体的晶粒平均厚度(Lc)和平均宽度(La)增大,片状体层面间距(d)缩小;晶格常数(a0和c0)接近天然石墨,电阻率显著下降而真密度相应提高。所以使用石油焦为原料可以制造电阻率较低的石墨电极。
石油焦具有其特有的物理、化学性质及机械性质,发热部份的不挥发性碳,挥发物和矿物杂质(硫、金属化合物、水、灰等)这些指标决定焦炭的化学性质。物理性质中孔隙度及密度,决定焦炭的反应能力和热物理性质。颗粒组成、加工方式、硬度、耐磨性、强度和其他机械特性决定其机械性质。
煤沥青芳香性比石油沥青高,生产出来的沥青焦,硫含量、挥发分和灰分都比石油焦要低,结构比较致密,气孔率低。
而针状焦对原料的要求较高,因为沥青原料中的杂质和杂原子影响广域型体中间相的形成,而广域中间相是形成优质针状焦的必要条件。所以,在制备针状焦时无论是煤沥青还是石油沥青原料,都需要经过预处理,一方面减少沥青中的机械杂质和一次QI,另一方面要尽可能的减少硫氮氧等杂原子的含量,从而制备优异的针状焦。了解近日焦炭市场动态,欢迎咨询我们。
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