Bistvene razlike med grafitiziranim naftnim koksom in navadnim naftnim koksom

1. Struktura atomske razporeditve: Kvalitativna sprememba od neurejenosti do urejenosti

• Navadni naftni koks: Atomi ogljika so razporejeni v neurejenem ali kratkoročno urejenem stanju, podobno strukturi amorfnega ogljika. Ima številne napake v kristalni mreži, ki omejujejo njegovo električno prevodnost, toplotno prevodnost in kemijsko stabilnost.
• Grafitizirani naftni koks: Po obdelavi z grafitizacijo pri visoki temperaturi približno 3000 °C se atomi ogljika prerazporedijo v heksagonalno plastovito grafitno strukturo. Ta struktura ima visoko integriteto mreže, šibke medplastne sile in nizko odpornost proti migraciji elektronov. Ta strukturna preobrazba ji daje tipične lastnosti grafita, kot so visoka električna prevodnost, visoka toplotna prevodnost in odlična kemijska stabilnost.

2. Razlike v delovanju: Struktura določa funkcijo

Električna in toplotna prevodnost

• Grafitizirani naftni koks: Njegova upornost je bistveno nižja od upornosti navadnega naftnega koksa (lahko znaša celo pod 0,001 Ω·m), njegova toplotna prevodnost pa je nekajkrat višja. Primeren je za scenarije s strogimi zahtevami glede električne in toplotne prevodnosti (npr. anodni materiali za litij-ionske baterije, visokozmogljive grafitne elektrode).
• Navadni naftni koks: Zaradi strukturnih napak ima slabo električno prevodnost in se večinoma uporablja na področjih z nizkimi zahtevami glede zmogljivosti (npr. gorivo, navadni ogljikovi materiali).

Kemijska stabilnost

• Grafitizirani naftni koks: Njegova plastovita struktura povečuje odpornost proti kemični koroziji zaradi kislin, alkalij itd. Ni nagnjen k oksidaciji in kvarjenju pri visokih temperaturah, kar ima daljšo življenjsko dobo.
• Navadni petrolejni koks: V visokotemperaturnem ali korozivnem okolju je nagnjen k strukturnim poškodbam, kar vodi do hitrega poslabšanja delovanja.

Vsebnost nečistoč

• Grafitizirani naftni koks: Postopek grafitizacije lahko dodatno zmanjša vsebnost nečistoč, kot sta žveplo in dušik (vsebnost žvepla se lahko zmanjša pod 0,1 %), s čimer se zmanjša onesnaženje in škodljivi učinki med procesom taljenja (npr. pore in razpoke v ulitkih).
• Navadni naftni koks: Ima relativno visoko vsebnost nečistoč in zahteva predobdelavo (npr. kalcinacijo), da zadosti potrebam nekaterih industrijskih aplikacij.

3. Področja uporabe: Razlike v zmogljivosti spodbujajo diferenciacijo povpraševanja

Grafitizirani naftni koks

• Vrhunska metalurgija: Kot cementar lahko učinkovito poveča vsebnost ogljika v staljenem železu in izboljša lastnosti jekla (npr. trdnost, žilavost), hkrati pa zmanjša vnos škodljivih elementov, kot sta žveplo in dušik.
• Novi energetski materiali: Je osnovna surovina za anodne materiale litij-ionskih baterij. Njegova visoka električna prevodnost in večplastna struktura pomagata izboljšati učinkovitost polnjenja in praznjenja ter življenjsko dobo baterij.
• Posebni ogljikovi izdelki: Uporabljajo se pri proizvodnji velikih katodnih blokov, grafitiziranih elektrod itd., saj se zanašajo na visoko čistost, visoko kristaliničnost in odpornost na visoke temperature.

Navadni petrolejni koks

• Področje goriva: Koks z visoko vsebnostjo žvepla se pogosto uporablja v cementarnah, steklarnah, elektrarnah itd. kot nizkocenovno gorivo.
• Osnovni ogljikovi materiali: Koks z nizko vsebnostjo žvepla se po kalcinaciji lahko uporablja pri proizvodnji anod za elektrolizo aluminija, navadnih grafitnih elektrod itd., vendar je njegova zmogljivost slabša od grafitiziranih izdelkov.

4. Proizvodni proces: Kompromis med temperaturo in stroški

• Navadni naftni koks: Proizveden s postopki zakasnjenega koksanja ali koksanja s fluidom, z relativno nizkimi stroški. Vendar pa zahteva dodatno kalcinacijo (pri približno 1300 °C), da se odstranijo hlapne sestavine in vlaga, s čimer se poveča vsebnost fiksnega ogljika.
• Grafitizirani naftni koks: Če se kot surovina uporablja navadni naftni koks, je potrebna dodatna visokotemperaturna obdelava grafitizacije pri približno 3000 °C. To znatno poveča porabo energije in stroške opreme, vendar ima izdelek višjo dodano vrednost.

Zaključek: Bistvene razlike in logika izbire