کک و کک کلسینه شده دو ماده کربنی بسیار مهم در بخش های صنعتی و انرژی هستند. اگرچه هر دو حاوی کلمه "کک" هستند و منشأ مرتبطی دارند، اما از نظر تعریف، خواص، فرآیندهای تولید و موارد استفاده متفاوت هستند.
1. تعریف و منشأ
کک کلسینه شده: سلف آن کک نفتی است که به عنوان "کک خام" نیز شناخته می شود.
کک نفتی با شکستن روغن باقیمانده سنگین پس از تقطیر نفت خام برای جداسازی اجزای سبک، در واحد ککسازی تاخیری، تولید میشود.
کک خام حاوی مقدار زیادی مواد فرار (رطوبت و هیدروکربن ها) است و بافت شل دارد و به طور مستقیم غیر قابل استفاده است.
در دمای بالا در کوره کلسینه حرارت داده می شود تا مواد فرار از بین برود و باعث انقباض و متراکم شدن ساختار آن می شود و در نتیجه «کک کلسینه شده» به دست می آید.
بنابراین، کک کلسینه شده اساساً یک ماده کربنی بسیار خالص و گرافیت شده است.
کک: از تقطیر خشک در دمای بالا (کک کردن) زغال سنگ ککسازی خاص (یا زغالسنگ مخلوط) در کوره کک در شرایط آزاد-هوا بهدست میآید.
فرآیند تولید آن شبیه به سوزاندن زغال چوب باستانی است، اما مقیاس و سطح تکنولوژیکی آن غیرقابل مقایسه است.
کک محصول مستقیم کک سازی زغال سنگ است.
یک تشبیه ساده: اگر کک کلسینه شده "کربن تصفیه شده و خالص شده" باشد، کک "جوهر ذغال سنگ به شکل جامد آن" است.
2. فرآیند تولید
کک کلسینه شده: نفت → کک سازی تاخیری → کک خام (کک نفتی) → کلسینه → کک کلسینه شده
کک: زغال سنگ کک → مخلوط زغال سنگ → کک → کک
3. خواص فیزیکی و شیمیایی
کک کلسینه شده:
رسانایی الکتریکی خوب: پس از کلسینه کردن{0}در دمای بالا، اتمهای کربن منظمتر قرار میگیرند و پایه و اساس ساخت مواد رسانا مانند الکترودهای گرافیتی را میسازند.
خلوص بالا: محتوای کربن بسیار بالا و ناخالصی کم (محتوای خاکستر).
چگالی بالا و استحکام بالا: فرآیند کلسینه کردن باعث کاهش حجم و در نتیجه ساختاری متراکم و سخت می شود.
مواد فرار کم: هدف از کلسینه کردن حذف مواد فرار است، بنابراین محتوای آن بسیار کم است.
کک:
استحکام مکانیکی بالا: به ویژه استحکام حرارتی آن در دماهای بالا، برای تحمل فشار و اصطکاک زیاد در کوره بلند بدون فروریختن بسیار مهم است.
واکنش شیمیایی خوب: به خوبی با اکسیژن موجود در سنگ آهن واکنش نشان می دهد و آن را به یک عامل کاهنده عالی تبدیل می کند.
محتوای کربن ثابت بالا: به عنوان منبع گرمای اولیه برای کوره بلند عمل می کند.
4. کاربردهای اصلی
کک کلسینه شده:
صنعت آلومینیوم (بزرگترین کاربرد): تقریباً 65 درصد از کک کلسینه شده، مخلوط با قطران زغال سنگ، برای تولید آندهای پیش پخته برای تولید آلومینیوم الکترولیتی استفاده می شود که به عنوان رسانا عمل می کند و در واکنش های الکتروشیمیایی در سلول الکترولیتی شرکت می کند.
صنعت فولاد: برای ساخت الکترودهای گرافیتی برای فولادسازی کوره قوس الکتریکی استفاده می شود.
به عنوان افزایش دهنده کربن: برای افزایش محتوای کربن فولاد مذاب در طول فرآیند فولادسازی استفاده می شود.
تولید محصولات کربنی: مانند مواد الکترود منفی، گرافیت مخصوص و غیره.
کک:
صنعت فولاد (بزرگترین کاربرد): تقریباً 90 درصد کک در آهن سازی کوره بلند به عنوان سوخت (تامین گرما)، عامل کاهنده (کاهش سنگ آهن) و به عنوان چارچوب ستون شارژ (تضمین نفوذپذیری) استفاده می شود.
این به عنوان "کک کوره بلند" شناخته می شود. صنعت ریخته گری: به عنوان "کک ریخته گری" برای ذوب فلزات استفاده می شود.
صنایع شیمیایی: در تولید کاربید کلسیم، گاز سنتز و غیره استفاده می شود.
ذوب فلزات غیرآهنی-: به عنوان سوخت و عامل کاهنده استفاده می شود.
به طور خلاصه، کک کلسینه شده یک ماده کربنی است که به "الکتریسیته" خدمت می کند، استحکام هسته آن در هدایت الکتریکی و خواص کربن خالص آن نهفته است. در حالی که کک یک ماده کربنی است که به "گرما" و "واکنش" خدمت می کند، اما قدرت هسته آن در عملکرد آن به عنوان منبع انرژی، عامل کاهنده و چارچوب فیزیکی نهفته است.
آنها به ترتیب در دو زمینه اصلی ذوب فلزات غیرآهنی و آهنی نقشهای اصلی غیرقابل جایگزینی دارند.
