Кокс: формула, види, застосування

Кокс — це твердий продукт термічної обробки без доступу кисню різного виду палива (торфу, вугілля, нафти або деревини). В ході цього процесу концентрація вуглецю у вихідній речовині підвищується, а кількість вологи і домішок знижується до мінімальних значень. Завдяки цьому кокс є дуже хорошим паливом, що горить при досить високих температурах майже без диму.

Кокс, як і сировина для його виготовлення — це суміш багатьох речовин. Визначити точно неможливо. У хімії формулу коксу дізнатися поки не можна. Можна лише визначити деякі його характеристики: вміст вуглецю, сірки, інших домішок, а також вологість. Тому під визначенням «хімічна формула коксу» у цій статті можна розуміти вищезазначені характеристики.

Існують також проміжні речовини, звані полукоксами. Їх виготовляють при більш низькій температурі (зазвичай в два рази меншою), ніж при отриманні звичайного коксу. Їх також використовують в промисловості. По виду палива, з якого кокс виготовляють, речовина ділять на декілька видів.

Кам’яновугільний кокс

Кам’яновугільний кокс — це твердий продукт сірого кольору, який виходить при прожарюванні вугілля при температурі 950-1100 °С. Масова частка вуглецю в ньому зазвичай становить 96-98 %. З хімічної точки зору має здатність до відновлення, так як вуглець сам по собі хороший відновник.

Дивіться також:  Депутат - це хто в деяких країнах?

Але не кожен вугілля можна використовувати для коксування. Деякі види вугілля вже не здатні до спікання (антрацити і пісне вугілля), тому існує певний їх вигляд, який так і називається — коксівне. Виходячи з хімічної формули коксу, вміст неорганічних домішок в них не перевищує 10 %, сірки — 3,5 %, а летких речовин — 35 %. В ході процесу коксування вугілля набуває пластичний стан і спікається (ущільнюється). Майже весь обсяг таких вугілля використовують для виготовлення коксу.

Застосовують даний вид коксу як паливо для виплавлення чавуну (доменний кокс) і інших сплавів (ливарний), для одержання заліза з руди, а також в хімічній промисловості.

Нафтовий кокс

Нафтовий кокс — це твердий залишок, отриманий після переробки нафти і її похідних. Сама нафта має безліч сортів, тому і одержуваний кокс має безліч різновидів за складом. Має темно-сірий або чорний колір. Вміст вуглецю може доходити до 99,5 %. За формулою цей кокс — майже чистий вуглець.

Дивіться також:  Аналіз АЧТЧ: норма, причини підвищення і пониження, розшифровка результатів

Сировиною для виробництва нафтового коксу служать густі залишки після перегонки нафти: гудрон або мазут. Коксування здійснюється при відносно низькій для даного процесу температурі — 480-560 °С і зниженому тиску. Причина низької температури в тому, що вихідні речовини і так містять досить багато вуглецю в своєму складі, його необхідно лише довести до граничного значення.

З-за високого вмісту вуглецю подібний кокс застосовується для виготовлення електродів, карбідів кальцію або кремнію, шліфувальних матеріалів, провідників, як відновники в хімічній промисловості. Нафтовий кокс досить інертний, тому іноді його використовують для виготовлення хімічно — та термостійких деталей і апаратури.

Пековий кокс

Пек — це в’язкий залишок перегонки деревного, нафтового або вугільного дьогтю. Останній застосовують для виробництва пекового коксу. В якості сировини використовують тільки попередньо розігрітий і розплавлений пек. Температуру в процесі коксування поступово збільшують від 450 до 1000 °С. В результаті цього процесу з пеку йдуть багато летючі речовини, які також збирають і використовують в інших областях. Після охолодження повітрям або водою виходить продукт, що містить майже 98 % вуглецю.

Дивіться також:  Ефект Зеєбека: опис, пояснення і використання

Застосовується цей вид коксу для виготовлення анодів і анодної маси, а також кольорової металургії.

Торф’яний кокс

Торф’яний кокс — це продукт термічного розкладання торфу. Температура самого процесу може відрізнятися в залежності від вихідної сировини, а також вимоги до готового продукту, тому вона коливається від 550 до 1100 °С. Торф’яний кокс містить досить мало сірки та інших домішок, а також володіє підвищеною реакційною здатністю.

Торф’яний кокс за формулою дуже схожий на кам’яновугільний, тому застосовується для виплавки чавуну, відновлення залізної руди та як сировину для виготовлення активованого вугілля.