Основните разлики между графитизирания петролен кокс и обикновения петролен кокс

1. Структура на атомното подреждане: Качествена промяна от безпорядък към подреденост

• Обикновен петролен кокс: Въглеродните атоми са подредени в неподредено или късо подредено състояние, подобно на структурата на аморфния въглерод. Той има множество дефекти в решетката, които ограничават неговата електрическа проводимост, топлопроводимост и химическа стабилност.
• Графитизиран петролен кокс: След обработка с графитизация при висока температура от приблизително 3000°C, въглеродните атоми се пренареждат в хексагонална слоеста графитна структура. Тази структура се характеризира с висока цялост на решетката, слаби междуслойни сили и ниско съпротивление на миграция на електрони. Тази структурна трансформация ѝ придава типични за графита свойства, като висока електрическа проводимост, висока топлопроводимост и отлична химическа стабилност.

2. Разлики в производителността: Структурата определя функцията

Електрическа и топлопроводимост

• Графитиран нефтен кокс: Съпротивлението му е значително по-ниско от това на обикновения нефтен кокс (може да бъде под 0,001 Ω·m), а топлопроводимостта му е няколко пъти по-висока. Подходящ е за сценарии със строги изисквания за електрическа и топлопроводимост (напр. анодни материали за литиево-йонни батерии, високомощни графитни електроди).
• Обикновен петролен кокс: Поради структурни дефекти, той има лоша електрическа проводимост и се използва най-вече в области с ниски изисквания за производителност (напр. гориво, обикновени въглеродни материали).

Химична стабилност

• Графитиран нефтен кокс: Слоестата му структура повишава устойчивостта му на химическа корозия от киселини, основи и др. Не е склонен към окисляване и разрушаване при високи температури, което води до по-дълъг експлоатационен живот.
• Обикновен петролен кокс: Той е склонен към структурни повреди при висока температура или корозивна среда, което води до бързо влошаване на производителността.

Съдържание на примеси

• Графитиран нефтен кокс: Процесът на графитизация може допълнително да намали съдържанието на примеси като сяра и азот (съдържанието на сяра може да бъде намалено до под 0,1%), като по този начин се минимизира замърсяването и неблагоприятните ефекти по време на процеса на топене (напр. пори и пукнатини в отливките).
• Обикновен петролен кокс: Той има относително високо съдържание на примеси и изисква предварителна обработка (напр. калцинация), за да отговори на нуждите на някои промишлени приложения.

3. Области на приложение: Разликите в производителността водят до диференциация на търсенето

Графитизиран петролен кокс

• Висококачествена металургия: Като карбуризатор, той може ефективно да увеличи съдържанието на въглерод в разтопеното желязо и да подобри свойствата на стоманата (напр. якост, жилавост), като същевременно намалява въвеждането на вредни елементи като сяра и азот.
• Нови енергийни материали: Това е основна суровина за анодни материали на литиево-йонни батерии. Високата му електрическа проводимост и слоеста структура спомагат за подобряване на ефективността на заряд-разряд и живота на батериите.
• Специални въглеродни продукти: Използват се в производството на големи катодни блокове, графитизирани електроди и др., разчитайки на високата си чистота, висока кристалност и устойчивост на високи температури.

Обикновен петролен кокс

• Горивно поле: Коксът с високо съдържание на сяра често се използва в циментови заводи, стъкларски фабрики, електроцентрали и др. като евтино гориво.
• Основни въглеродни материали: Коксът с ниско съдържание на сяра, след калциниране, може да се използва в производството на аноди за алуминиева електролиза, обикновени графитни електроди и др., но неговите характеристики са по-ниски от тези на графитизираните продукти.

4. Производствен процес: Компромис между температура и цена

• Обикновен нефтен кокс: Произвежда се чрез процеси на забавено коксуване или флуидно коксуване, с относително ниски разходи. Изисква обаче допълнително калциниране (при приблизително 1300°C) за отстраняване на летливи компоненти и влага, като по този начин се увеличава съдържанието на фиксиран въглерод.
• Графитиран нефтен кокс: Използването на обикновен нефтен кокс като суровина изисква допълнителна високотемпературна графитизация при около 3000°C. Това значително увеличава консумацията на енергия и разходите за оборудване, но продуктът има по-висока добавена стойност.

Заключение: Съществени разлики и логика на подбора