Основные различия между графитизированным нефтяным коксом и обычным нефтяным коксом

1. Атомно-атомная структура: качественное изменение от беспорядка к порядку.

• Обычный нефтяной кокс: атомы углерода расположены в неупорядоченном или ближнем порядке, подобно структуре аморфного углерода. Он имеет многочисленные дефекты кристаллической решетки, которые ограничивают его электропроводность, теплопроводность и химическую стабильность.
• Графитизированный нефтяной кокс: После графитизации при высокой температуре приблизительно 3000 °C атомы углерода перестраиваются в гексагональную слоистую структуру графита. Эта структура характеризуется высокой целостностью решетки, слабыми межслоевыми силами и низким сопротивлением миграции электронов. Эта структурная трансформация наделяет его типичными свойствами графита, такими как высокая электропроводность, высокая теплопроводность и превосходная химическая стабильность.

2. Различия в производительности: структура определяет функцию.

Электрическая и тепловая проводимость

• Графитизированный нефтяной кокс: его удельное сопротивление значительно ниже, чем у обычного нефтяного кокса (может быть ниже 0,001 Ом·м), а теплопроводность в несколько раз выше. Он подходит для применений со строгими требованиями к электрической и тепловой проводимости (например, анодные материалы для литий-ионных батарей, мощные графитовые электроды).
• Обычный нефтяной кокс: из-за структурных дефектов он обладает низкой электропроводностью и в основном используется в областях с низкими требованиями к эксплуатационным характеристикам (например, топливо, обычные углеродные материалы).

Химическая стабильность

• Графитизированный нефтяной кокс: его слоистая структура повышает устойчивость к химической коррозии под воздействием кислот, щелочей и т. д. Он не подвержен окислению и разрушению при высоких температурах, что приводит к увеличению срока службы.
• Обычный нефтяной кокс: он подвержен структурным повреждениям в условиях высоких температур или коррозии, что приводит к быстрому ухудшению его характеристик.

Содержание примесей

• Графитизированный нефтяной кокс: Процесс графитизации позволяет дополнительно снизить содержание примесей, таких как сера и азот (содержание серы может быть снижено до уровня ниже 0,1%), минимизируя загрязнение и неблагоприятные последствия в процессе плавки (например, образование пор и трещин в отливках).
• Обычный нефтяной кокс: он имеет относительно высокое содержание примесей и требует предварительной обработки (например, прокаливания) для удовлетворения потребностей некоторых промышленных применений.

3. Области применения: Различия в производительности определяют дифференциацию спроса.

Графитизированный нефтяной кокс

• Высокотехнологичная металлургия: В качестве науглероживающего агента он эффективно повышает содержание углерода в расплавленном чугуне и улучшает свойства стали (например, прочность, ударную вязкость), одновременно снижая при этом приток вредных элементов, таких как сера и азот.
• Новые энергетические материалы: это основное сырье для анодных материалов литий-ионных батарей. Высокая электропроводность и слоистая структура способствуют повышению эффективности заряда-разряда и увеличению срока службы батарей.
• Специальные углеродные изделия: используются в производстве крупных катодных блоков, графитизированных электродов и т. д. благодаря своей высокой чистоте, высокой кристалличности и термостойкости.

Обычный нефтяной кокс

• Топливная отрасль: Высокосернистый кокс часто используется на цементных заводах, стекольных фабриках, электростанциях и т. д. в качестве недорогого топлива.
• Основные углеродные материалы: Низкосернистый кокс после обжига может использоваться в производстве анодов для электролиза алюминия, обычных графитовых электродов и т. д., но его характеристики уступают характеристикам графитизированных продуктов.

4. Производственный процесс: компромисс между температурой и стоимостью.

• Обычный нефтяной кокс: производится методом замедленного коксования или жидкостного коксования, имеет относительно низкую себестоимость. Однако для его получения требуется дополнительная кальцинация (приблизительно при 1300 °C) для удаления летучих компонентов и влаги, что увеличивает содержание связанного углерода.
• Графитизированный нефтяной кокс: При использовании обычного нефтяного кокса в качестве сырья требуется дополнительная высокотемпературная графитизация при температуре около 3000 °C. Это значительно увеличивает энергопотребление и затраты на оборудование, но при этом продукт обладает более высокой добавленной стоимостью.

Заключение: Существенные различия и логика выбора