焦炭(煤)的生产方法与用途

2025/11/26 9:28:20 作者:流风

焦炭(煤)是植物遗体埋藏在地下经过漫长复杂的生物化学、地球化学和物理化学作用转化而成的一种固体可燃矿产。焦炭(煤)不仅是工农业和人民生活不可缺少的主要燃料,而且还是冶金、化工、医药等部门的重要原料。焦炭(煤)又称“主焦煤”,属于强粘结性、结焦性的炼焦煤煤种,是焦炭生产中不可或缺的基础原料配煤。

焦炭(煤)的性状图

图1 焦炭(煤)的性状图

背景介绍

焦炭(煤)和煤炭的特性对比图

图2 焦炭(煤)和煤炭的特性对比图

各种煤都是处于一定煤化阶段的产物,根据煤化度,一般把煤炭分为褐煤、烟煤、无烟煤三种。焦炭(煤)是固体燃料的一种,由煤在约1000℃的高温条件下经干馏而获得。主要成分为固定碳,其次为灰分,所含挥发分和硫分均甚少。呈银灰色,具金属光泽。质硬而多孔。焦炭(煤)是炼焦和钢铁工业的重要上游原材料,焦煤联接着煤、焦、钢三个产业,在产业链条上具有重要地位。能用于期货交割的焦煤必须是经过洗煤厂洗选后的精煤, 其具有足够的结焦性。焦炭(煤)是由炼焦煤在焦炉中经过高温干馏转化而来,焦炭(煤)既可以作为还原剂、能源和供炭剂用于高炉炼铁、冲天炉铸造、铁合金冶炼和有色金属冶炼,也可以应用于电石生产、气化和合成化学等领域。 据统计,世界焦炭产量的90%以上用于高炉炼铁,冶金焦炭已经成为现代高炉炼铁技术所需的必备原料之一,被喻为钢铁工业的“基本食粮”。

生产方法

焦炭(煤)是一种低杂质的高碳含量燃料,一般为煤炭破坏蒸馏或焦煤干馏后残存的固态产物。形态呈不规则块状,富含大小不等的气孔结构,质地坚硬,颜色为银灰或黑色。焦炭主要成分是碳元素,含少量氢、氧、氮、硫及少量其它元素。焦炭(煤)主要用于冶金工业,是高炉冶炼的重要原料;同时也被广泛用于铸造行业,少量也被化肥或燃气工业用于制造水煤气,近年来也有焦炭(煤)应用于电弧炉炼钢操作。目前生产焦炭(煤)的方式主要有室式炼焦炉和无回收焦炉(或称热回收焦炉、清洁焦炉等)。总体上,炼焦生产会给环境带来诸多压力,如空气及水资源的污染。中华人民共和国目前是焦炭(煤)产量最大的国家,2007年产量约为3.3亿吨,约占世界总产量的60%。

用途

焦炭(煤)主要用于高炉炼铁和用于铜、铅、锌、钛、锑、汞等有色金属的鼓风炉冶炼,起还原剂、发热剂和料柱骨架作用。炼铁高炉采用焦炭代替木炭,为现代高炉的大型化奠定了基础,是冶金史上的一个重大里程碑。为使高炉操作达到较好的技术经济指标,冶炼用焦炭(冶金焦)必须具有适当的化学性质和物理性质,包括冶炼过程中的热态性质。焦炭除大量用于炼铁和有色金属冶炼(冶金焦)外,还用于铸造、化工、电石和铁合金,其质量要求有所不同。如铸造用焦,一般要求粒度大、气孔率低、固定碳高和硫分低;化工气化用焦,对强度要求不严,但要求反应性好,灰熔点较高;电石生产用焦要求尽量提高固定碳含量。电石生产用焦要求尽量提高固定碳含量等,从焦炭(煤)消费构成分析可知,钢铁工业是焦炭最主要的消费领域。因此,焦炭(煤)消费高度依赖于钢铁工业的运行,钢铁价格与焦炭价格高度相关。据统计,世界焦炭产量的90%以上用于高炉炼铁。[1]

市场情况

近年来,在我国所有消费焦炭(煤)的行业中,只有钢铁行业的焦炭(煤)消费量上升,由2000年的73.95%大幅上升到2007年的85.00%,上升了11.06个百分点;化学制品行业由10.10%下降到7.32%;有色冶炼由2.00%下降到1.55%; 通用设备制造业由1.90%下降到1.86%;其他工业由8.60%下降到3.43%;农业由1.38%下降到0.27%;生活消费由1.31%下降到0.25%;其他类由0.75%下降到0.32%。

参考文献

[1] 王胜春等.中国炼焦煤资源与焦炭质量的现状与展望[J]. 煤炭转化, 2011, 34:5.

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