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焦炭、炭黑、活性炭,它們都屬于無定形碳,然而成分是相同的,都是由石墨微晶體構(gòu)成,只是宏觀形態(tài)有差別而已:焦炭是由煤焦化制成,為黑灰色固體,含有的雜質(zhì)較多;炭黑是黑色粉末,主要由含碳燃料如、液化氣、石蠟、苯等有機物不完全燃燒產(chǎn)生,活性炭則是具有多孔結(jié)構(gòu)的無定形碳,也是黑色物質(zhì)。
焦炭冶金是利用了碳在高溫下的還原性,和碳還原金屬氧化物(或其不完全燃燒)產(chǎn)生的氣體的還原性。
焦粉由于其表面多孔,比表面積較大,在煉焦過程中,本身為惰性物,與活性組分的液態(tài)產(chǎn)物接觸面積大,其間的結(jié)合單純依靠固體顆粒對液相的吸附作用,因此配入量不宜過多。
焦粉一方面減少了半焦收縮和固化階段的揮發(fā)分析出量,降低了兩個階段的收縮度;另一方面由于多孔結(jié)構(gòu)的剛性小,使焦餅收縮產(chǎn)生的應(yīng)力較小,減少了焦炭的氣孔率,兩方面的結(jié)果都使焦炭塊度和抗碎性能增加,因此,在以往的生產(chǎn)實踐中焦粉經(jīng)常被用作瘦化劑。
焦炭產(chǎn)量約占焦化產(chǎn)品的75%左右。焦炭主要用于煉鐵,它在生鐵生產(chǎn)成本中約占1/2~1/3。高爐冶煉過程實際上是將鐵礦石還原的過程,焦炭即充當(dāng)了還原劑和熱量來源。
焦炭又可用于肥料工業(yè), 利用焦炭與水蒸氣、空氣作用, 制成半水煤氣, 然后再使氫與空氣中的氮結(jié)合生成氨。焦炭還是生產(chǎn)、和電極等反應(yīng)劑,也是城市煤氣工業(yè)的重要原料。從中國焦炭產(chǎn)量分布情況看,中國煉焦企業(yè)地域分布不平衡,主要分布于華北、華東和東北地區(qū)。