Kalzinierter Koks und Koks sind zwei sehr wichtige Kohlenstoffmaterialien im Industrie- und Energiesektor. Obwohl beide das Wort „Koks“ enthalten und einen verwandten Ursprung haben, unterscheiden sie sich erheblich in Definition, Eigenschaften, Produktionsverfahren und Verwendung.
1. Definition und Ursprung
Kalzinierter Koks: Sein Vorgänger ist Petrolkoks, auch „Rohkoks“ genannt.
Petrolkoks wird hergestellt, indem das schwere Rückstandsöl, das nach der Destillation von Rohöl zurückbleibt, in einer Delayed Coking-Anlage gecrackt wird, um die leichten Bestandteile abzutrennen.
Rohkoks enthält eine große Menge flüchtiger Bestandteile (Feuchtigkeit und Kohlenwasserstoffe) und hat eine lockere Textur, wodurch er direkt unbrauchbar wird.
Es wird in einem Kalzinierungsofen auf hohe Temperaturen erhitzt, um die flüchtigen Bestandteile zu entfernen, wodurch seine Struktur schrumpft und sich verdichtet, wodurch „kalzinierter Koks“ entsteht.
Daher ist kalzinierter Koks im Wesentlichen ein hochreines und graphitiertes Kohlenstoffmaterial.
Koks: Wird durch Hochtemperatur-Trockendestillation (Verkokung) bestimmter Kokskohle (oder Mischkohle) in einem Koksofen unter luftfreien Bedingungen gewonnen.
Der Herstellungsprozess ähnelt der antiken Holzkohleverbrennung, der Umfang und das technologische Niveau sind jedoch unvergleichlich.
Koks ist ein direktes Produkt der Kohleverkokung.
Eine einfache Analogie: Wenn kalzinierter Koks „raffinierter und gereinigter Kohlenstoff“ ist, dann ist Koks „die Essenz der Kohle in ihrer festen Form“.
2. Produktionsprozess
Kalzinierter Koks: Erdöl → verzögerte Verkokung → Rohkoks (Petrolkoks) → Kalzinierung → kalzinierter Koks
Koks: Kokskohle → Kohlemischung → Verkokung → Koks
3. Physikalische und chemische Eigenschaften
Kalzinierter Koks:
Gute elektrische Leitfähigkeit: Nach der Kalzinierung bei hohen Temperaturen sind die Kohlenstoffatome geordneter angeordnet und legen den Grundstein für die Herstellung leitfähiger Materialien wie Graphitelektroden.
Hohe Reinheit: Extrem hoher Kohlenstoffgehalt und geringe Verunreinigungen (Aschegehalt).
Hohe Dichte und hohe Festigkeit: Der Kalzinierungsprozess führt zu einer Volumenschrumpfung, was zu einer dichten und harten Struktur führt.
Geringe flüchtige Stoffe: Der Zweck der Kalzinierung besteht darin, flüchtige Stoffe zu entfernen, daher ist ihr Gehalt äußerst gering.
Koks:
Hohe mechanische Festigkeit: Insbesondere die thermische Festigkeit bei hohen Temperaturen ist entscheidend, um dem enormen Druck und der Reibung in Hochöfen standzuhalten, ohne zu zerbröckeln.
Gute chemische Reaktivität: Reagiert gut mit Sauerstoff im Eisenerz und ist somit ein ausgezeichnetes Reduktionsmittel.
Hoher Gehalt an festem Kohlenstoff: Dient als primäre Wärmequelle für Hochöfen.
4. Hauptverwendungen
Kalzinierter Koks:
Aluminiumindustrie (größte Verwendung): Ungefähr 65 % des kalzinierten Kokses, gemischt mit Kohlenteerpech, werden zur Herstellung vorgebrannter Anoden für die elektrolytische Aluminiumproduktion verwendet, die als Leiter fungieren und an elektrochemischen Reaktionen in der Elektrolysezelle teilnehmen.
Stahlindustrie: Wird zur Herstellung von Graphitelektroden für die Stahlerzeugung im Lichtbogenofen verwendet.
Als Kohlenstofferhöher: Wird verwendet, um den Kohlenstoffgehalt von geschmolzenem Stahl während des Stahlherstellungsprozesses zu erhöhen.
Herstellung von Kohlenstoffprodukten: Wie negative Elektrodenmaterialien, Spezialgraphit usw.
Koks:
Stahlindustrie (größte Verwendung): Ungefähr 90 % des Kokses werden bei der Hochofeneisenherstellung als Brennstoff (Wärmebereitstellung), Reduktionsmittel (Reduktion von Eisenerz) und als Gerüst der Beschickungssäule (Gewährleistung der Durchlässigkeit) verwendet.
Dies wird als „Hochofenkoks“ bezeichnet. Gießereiindustrie: Wird als „Gießereikoks“ zum Schmelzen von Metallen verwendet.
Chemische Industrie: Wird bei der Herstellung von Calciumcarbid, Synthesegas usw. verwendet.
Schmelzen von Nichteisenmetallen: Wird als Brennstoff und Reduktionsmittel verwendet.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass kalzinierter Koks ein Kohlenstoffmaterial ist, das der „Elektrizität“ dient und dessen Kernstärke in seiner elektrischen Leitfähigkeit und den reinen Kohlenstoffeigenschaften liegt. Während Koks ein Kohlenstoffmaterial ist, das „Wärme“ und „Reaktion“ dient, liegt seine Kernstärke in seinen Funktionen als Energiequelle, Reduktionsmittel und physikalisches Gerüst.
Sie spielen eine unersetzliche Schlüsselrolle in den beiden Hauptbereichen der Nichteisen- und Eisenmetallverhüttung.
