焦炭期货宣传材料之三焦炭生产工艺与应用

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1、焦炭期货宣传材料之三焦炭生产工艺与应用二〇一〇年八月焦炭生产工艺与应用焦炭广泛用于高炉炼铁、冲天炉熔铁、铁合金冶炼和有色金属冶炼等生产，作为还原剂、能源和供炭剂，也应用于电石生产、气化和合成化学等领域作为原料。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的必备原料之一，被喻为钢铁工业的“基本食粮”，具有重要的战略价值和经济意义。我国是传统的焦炭生产和出口大国，近年来焦炭产量一直占世界焦炭产量的50％左右，出口量占世界贸易量的60%左右，根据中国炼焦行业协会的统计，我

2、国2007年和2008年焦炭产量分别达到3.3亿吨和3.27亿吨，出口为1400万吨和1213万吨，焦炭是我国目前为数不多排名世界第一位的、具有重要影响力的资源型产品。由烟煤、石油、沥青或者其他液体碳氢化合物为原料，在隔绝空气的条件下干馏得到的固体产物都可称之为广义的焦炭。本文所指焦炭相对上述范围较小，是指以烟煤为主要原料，在隔绝空气条件下通过室式焦炉中加热至950～1050℃干馏形成而得到的固体产物，特征通常表现为质地坚硬、多孔、呈银灰色并有不同粗细裂纹的炭质固体块状材料，其真相对密度为1.8～1

3、.95，3堆积密度为400～520kg/m，肉眼可以观察到明显的纵横裂纹。根据原料煤的性质、干馏的条件不同，可以形成不同规格和质量的高温焦炭，其中用于高炉冶炼的称高炉焦，用于冲天炉熔铁的称铸造焦，用于铁合金生产的称铁合金用焦，还有非金属冶炼用焦（以上统称冶金焦），以及气化用焦、电石用焦等。表1焦炭的种类大类小类冶金焦高炉焦铸造焦铁合金焦化工焦气化焦电石焦高硫焦铝阳焦电极焦高强度低灰低硫焦碳素焦石油焦沥青焦针状焦一、炼焦煤1．世界炼焦煤资源的分布据统计，截止到2004年底，全世界探明的煤炭总储量大约为

4、4.3万亿吨，其中前苏联、中国、美国、澳大利亚、加拿大、德国等世界前十名的主要产煤国的储量约占世界煤炭资源总量的95％。其中，炼焦煤不到硬煤资源量的1/10，肥煤、焦煤和瘦煤约占炼焦煤总量的1/2，低硫、低灰的优质炼焦煤资源大约有600亿吨。在世界炼焦煤资源中，约有1/2分布在亚洲地区，1/4分布在北美洲地区，其余1/4则分散在世界其他地区。2．中国炼焦煤资源的储量与分布中国煤炭探明可采储量仅次于美、俄，居于世界第三位，炼焦煤约占全部1万多亿吨的“查明资源储量”中的26％，其中气煤（包括1/3焦）占

5、“查明资源储量”的12％，焦煤占6％，瘦煤、贫瘦煤和肥煤、气肥煤各占4％和3％。中国的炼焦煤资源以山西省为最多，“查明资源储量”达1000多亿吨，占全国炼焦煤“查明资源储量”的56％强，“查明资源储量”居于第二位、第三位的分别是安徽省和山东省，各在200亿吨左右，其余各省“查明资源储量”依次为贵州、黑龙江、河北和河南，均不到100亿吨。特别值得注意的是，近年来的地质勘探表明，新疆有较为丰富的煤炭资源，炼焦煤蕴藏量很可能要远远大于目前所知的80亿吨的查明资源量。3．煤中矿物质的来源煤中矿物质是除了水分

6、以外无机质的总称，一般来源有三个：（1）原生矿物质。原生矿物质是指存在于成煤植物中的矿物质，主要包括碱金属和碱金属盐类，有钠、镁、硫、磷、钒、钛等。原生矿物质参与煤的分子结构，与有机质紧密结合在一起，在煤中呈细分散分布，很难用机械方法洗选出来。（2）次生矿物质。次生矿物质是指成煤过程中，由外界混入煤层中的矿物质，通常以多种形态嵌布于煤中，选除的难易程度与分布形态有关，若在煤中分散均匀，且颗粒很小，就很难与煤分离，若颗粒较大，在煤中较为聚集，则将煤破碎后利用密度差可将其选除。（3）外来矿物质。外来矿物

7、质是指在采煤过程中混入矸石，主要成分是SiO2、AL2O3和FeS2等，其块度越大、密度越大，越容易与煤分离，用一般选煤方法即可除去。4．煤的元素组成煤的组成以有机质为主体。煤中的有机质主要由碳、氢、氧、氮和硫等元素组成，其中碳、氢、氧元素之和占煤中有机质的95％以上，这些元素在煤有机质中的含量与煤的成因类型、煤的岩相组成和变质程度密切相关。此外，煤中还含有微量的磷、氯和某些金属元素。5．炼焦煤中的灰分对焦炭质量的影响煤的灰分是指煤中所有可燃物质完全燃烧时，煤中矿物质在一定温度下经过一系列分解、化合

8、等复杂反应后剩下的残渣。煤的灰分与煤中矿物质有密切关系，对生产有不利影响。（1）影响焦炭质量。灰分在炼焦生产中是一种无用的杂质，不仅不易破碎，造成的炼焦煤料的细度不好，而且在炼焦时不熔融，不粘结也不收缩，较大的颗粒在焦炭内形成裂纹中心，降低焦炭的机械强度。某些灰分还使焦炭的热反应性增强，焦炭的反应后强度降低。（2）影响焦炉生产。如果煤中灰分的成分是熔点低的化合物，则对焦炉的操作有害处。例如在焦化室负压操作时，灰分很容易在炉墙表面熔融结疤，损害炉体。灰分太高时，还会影响