Mikä on koksihiili ja missä sitä käytetään

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Öljyn hinnan nousu ja vaihtoehtoisten energialähteiden etsiminen eivät vain johtaneet uusien teknologioiden kehittämiseen, vaan kiinnittivät huomion toiseen, yhtä hyödylliseen raaka-aineeseen - kivihiileen. Teollisuuden kann alta tärkein on koksihiili. Mikä on sen arvo ja missä se louhitaan, kuvataan tässä artikkelissa.

Mikä on koksihiili

Tämä on kivihiiltä, josta saadaan koksausolosuhteissa tietyn vahvuista ja kokoista koksia. Sillä on suuri arvo teollisuudelle ja sillä on aktiivinen kysyntä monilla toimialoilla. Siten koksihiiltä käytetään pääpolttoaineena teräksen ja energian tuotannossa.

Koksihiilet eroavat muista bitumisista hiileistä siinä, että ne voivat muuttua plastiseen tilaan ja sintrautua, kun ne altistetaan korkeille lämpötiloille ilman happea.

Koksihiilen koostumus

Koksihiilelle tiivistetyssä ja rikastamattomassa muodossa on alhainen tuhkapitoisuus (alle 10 %), alhainen haihtuvien aineosien pitoisuus (15 - 37 %) ja rikki(alle 3,5 %). Muuhun kivihiileen verrattuna koksihiilellä on korkea palamislämpötila, ja niille on ominaista pienempi epäpuhtauksien pitoisuus. Ainesosien suhde eri kivihiiliesiintymissä voi vaihdella hieman. Tämä on erittäin tärkeää ottaa huomioon sen koksaamisprosessissa. Joten ennen hiilen käsittelyä sen koostumus, koksauskapasiteetti, paakkuuntumiskyky ja muut indikaattorit määritetään välttämättä. Neuvostoliiton jälkeisen alueen alueella koksaukseen käytetään seuraavan tyyppistä hiiltä:

• K - koksi.
• F - rasvaa.
• G - kaasu.
• OS - vähärasvainen sintraus.
• SS - erittäin paakkuuntuva.

Koksausprosessi

Koksaus on teknologinen prosessi, jolla kivihiili muunnetaan koksiksi. Se koostuu useista vaiheista. Ensimmäisessä vaiheessa kivihiili valmistellaan koksausta varten. Louhittu kivihiili murskataan ja muodostuu erityisiä seoksia - lataus. Seuraava vaihe on koksaus. Se tapahtuu koksiuunin erityisissä kammioissa kaasulämmityksellä. Valmistettu seos asetetaan uuniin 15 tunniksi, missä koko tämän ajan lämpötila nostetaan 1000ºС:een. Tämän prosessin tuloksena on "koksakakku".

Koksaustekniikka on muuttunut dramaattisesti 1900-luvun aikana, mikä mahdollistaa uusien hiiliesiintymien kehittämisen.

Arvioiden mukaan noin 10 % maailman kivihiilen tuotannosta koksaa. Tämä tosiasia vahvistaa teollisuuden suuren koksauksen kysynnänhiilet.

Mitä eroa on koksilla ja lämpöhiilellä

Teollisuudelle suurimman arvon tuottaa koksihiili, jota käytetään prosessipolttoaineena monilla kansantalouden teollisuuden aloilla. Esimerkiksi raudan sulatukseen. Pääominaisuus, joka erottaa koksihiilen sähköhiilestä, on lasin läsnäolo. Tämä on hiilen tuhkakomponentti, joka muodostuu kasvien hajoamisen seurauksena hapen puuttuessa. Vitrenin ominaisuudet koostuvat kyvystä sulaa ja sintrautua korkean lämpötilan vaikutuksesta. Siten hiilen mikrohiukkaset tarttuvat yhteen yhdeksi tiheäksi massaksi. Mitä suurempi vitrenin pitoisuus on, sitä korkeampi on tällaisen hiilen koksauksen laatu.

Suurin määrä sulavia aineita sisältää tällaisissa kivihiililaaduissa: koksi, kaasu, rasva, vähärasvainen ja koksirasva.

Hiililaadut

Luonnossa on monia kivihiililajikkeita, jotka eroavat tekniseltä koostumukseltaan, sintrausominaisuuksiltaan ja haihtuvilta aineosilta. Vain muutama kivihiililaji soveltuu koksaukseen. Mutta kaikki eivät sovellu sintraamiseen puhtaassa muodossaan. Joskus joitain komponentteja on lisättävä. Joten koksihiilen laatuja on seuraavat:

1. K - koksi. Koksattaessa tämän tuotemerkin hiiltä puhtaassa muodossaan saadaan tavallista metallurgista koksia. Korkealaatuisimman hiilen saamiseksi lisätään muita laatuja - lihavoitu taikaasu.
2. KZh - koksirasva. Sillä on paras koksauskyky, sitä käytetään pääasiassa koksin valmistukseen lisäämättä muita kivihiililaatuja. Koksausrasvahiilen koostumus sisältää jopa 30 % haihtuvia komponentteja. Vitren heijastus - 1,3%. Muovikerroksen paksuus on 18 mm. Muuttamatta koksin laatua tähän merkkiin saa lisätä enintään 20 % CS:stä, OS:stä ja KO:sta.
3. KO - koksilaiha. Kerrospaksuus on 10-12 mm, lasiheijastus jopa 1 %. Tätä merkkiä ei yleensä käytetä erikseen, vaan vain yhdessä ZhK- ja GZh-hiilen kanssa.
4. KSN – koksin vähän paakkuuntuva matala metamorfoosi. Sintrauksen aikana tämäntyyppinen kivihiili tuottaa pestävää koksia, jonka lujuus on heikko, joten sitä käytetään pääasiassa sintraamiseen muiden laatujen kanssa tai synteesikaasun tuottamiseen.
5. KS – vähän paakkuuntuva koksi. Muovikerroksen paksuus on jopa 9 mm. Ominaista vähäinen sintraus. Hiililaatuista KS:ää käyttävät koksiyritykset vähärasvaisena komponenttina. Sitä käytetään myös joillakin tuotantoalueilla kerrospolttoon.
6. GK – kaasukoksaus. Koksattaessa saadaan hyvin fuusioitunutta koksia, jolla on alhainen mekaaninen lujuus. Sintrattu tuote on helppo jakaa pieniksi paloiksi. Yleensä kaasuhiiltä käytetään seoksissa muiden koksihiilen kanssa.

Seuraavia koksihiilen laatuja pidetään parhaimpana sintraamiseen: rasvainen, lievästi paakkuuntuva, kaasu, vähärasvainen sintraus ja koksi puhtaassa muodossaan. Ne sisältävät vähiten epäpuhtauksia, ja niissä on korkeaplastisuus.

Sovellusalueet

Koksihiilen päätarkoitus on teollisuuspolttoaine. Koksautuva kivihiili vapauttaa palaessaan suuren määrän lämpöenergiaa. Joten tämän polttoaineen syttymislämpötila on 470 ºС. Mutta polttaminen ei ole ainoa tapa saada hyödyllisiä ominaisuuksia tästä fossiilista. On monia muita kansantalouden sektoreita, jotka käyttävät tehokkaasti koksihiiltä. Tämän luonnonvaran käyttö teollisissa prosesseissa mahdollistaa lyijyn, molybdeenin, sinkin, germaniumin, rikin, galliumin ja muiden kemiallisten alkuaineiden saamisen siitä. Kivihiiliteollisuuden jätteillä on myös teollisia sovelluksia. Joten ne prosessoidaan tulenkestäviksi materiaaleiksi ja hioma-aineiksi. Jätteistä valmistetaan myös rakennusmateriaaleja.

Kivipolttoaineesta valmistetaan kaikkiaan yli 300 erilaista tuotetta. Hiiltä käytetään pääasiallisena materiaalina lannoitteissa käytettävien hiili-grafiittirakenneosien, runsastyppipitoisten happojen valmistuksessa. Koksausprosessin aikana vapautuvilla aineilla on tehokas käyttökohde. Joten kuivatislauksen aikana muodostuu kivihiilitervaa ja ammoniakkivettä. Ne ovat myös kierrätettäviä.

Lisäksi koksauksessa syntyy kaasumaisia tuotteita, jotka sisältävät bentseeniä, fenolia, ammoniakkia ja tolueenia. Ne toimivat muiden hyödyllisten aineiden lähteinä.

Koksihiilen tuotanto Ukrainassa

Ukrainassa käytetään pääasiassa koksihiiltämetallurgiset yritykset. Näin ollen metallurgian osuus tämän tyyppisen polttoaineen kokonaiskysynnästä on noin 90 %. Maan kaivannaisteollisuus toimittaa koksihiiltä kotimarkkinoille vain 60 %. Loput 40 % kulutetusta hiilestä tuodaan. Suurin koksihiilen toimittaja Ukrainalle on Venäjä.

Viime vuosina ulkomaisten raaka-aineiden kysyntä maassa on lisääntynyt. Tämä johtuu kotimaisen tuotannon laskusta. Myös kotimaisten raaka-aineiden kysyntä laskee sen laadun heikkenemisen vuoksi, koska metallurgiset laitokset eivät voi käyttää korkearikkipitoista hiiltä.

Ukrainassa koksihiiltä louhitaan altaissa: Donetsk, Lvov-Volyn, Dneper. Suurin määrä kivihiilivarantoja on keskittynyt Donetskin, Luhanskin ja Dnepropetrovskin alueille. Tällä hetkellä koksihiilen tuotanto Itä-Ukrainassa on keskeytetty poliittisen epävakauden vuoksi.

Hiilen louhinta Venäjällä

Venäjällä on suuria kivihiiliesiintymiä. Lukujen mukaan maa on yksi maailman ensimmäisistä paikoista kivihiilivarantojen suhteen. Yli 67 prosenttia niistä on kivihiiltä. Näistä 10 % on koksihiiltä.

Venäjällä koksihiiltä louhitaan altaissa: Kuznetsk, Petšora, Južno-Jakutsk, Donetsk ja Kizelovsk. Kaksi ensimmäistä allasta tuottavat eniten hiiltä.

Venäjän federaation koksihiilivarat ovat 47,3 miljardia tonnia. Kuitenkin vain pieni osa on käyttökelpoinen. ATViime vuosina koksihiilen tuotanto Venäjällä on ollut 70 miljoonan tonnin vuositasolla. Tämä riittää toimittamaan maan teollisuusyrityksille raaka-aineita.

Koksihiiltä louhitaan Venäjällä vakaasti. Hiilen tuotanto lisääntyy, jos tämäntyyppisten raaka-aineiden kysyntä kasvaa Venäjän talouden metallurgian ja siihen liittyvien alojen kehityksen vuoksi.

Koksihiilen markkinanäkymät

Tulevien vuosien aikana Venäjän kivihiiliteollisuus odottaa muutoksia. Alan keskeiset kehittämisalueet liittyvät hiilituotannon vertikaaliseen järjestelmään. Näin ollen v altion politiikka mahdollistaa pienen ja keskisuuren kapasiteetin energialaitosten luomisen hiilikaivosten pohj alta. Hiilikaivosyrityksiin suunnitellaan myös laitteita, jotka mahdollistavat hiilen jalostamisen ympäristöystävällisiksi synteettisiksi polttoaineiksi.

Myyntimäärillä mitattuna koksihiilen kysyntä Venäjällä kasvaa. Tosiasia on, että terästehtaiden lisäksi ei-rautametallurgia ja monet muut teollisuudenalat käyttävät koksia. Joten 1 tonnin harkkorautaa varten tarvitaan noin 0,4 tonnia koksia. Ja vaihtoehtoisia tekniikoita, jotka mahdollistavat sen korvaamisen kannattavammalla resurssilla, käytetään rajoitetusti.

Trendit maailmanlaajuisilla koksihiilen markkinoilla

Tänä päivänä monet kivihiiliyritykset kaikissa maissa ovat kokemassa koksihiilen alempien hintojen kriisin. Tätä ongelmaa pahentavat v altiot, jotka toimittavat liikaa koksia. Myös ostajien halu vähentää kustannuksia vaikuttaa suuresti hintoihin. Toinen epäsuotuisa tilanne syntyy teräksentuottajien halusta alentaa tuotantokustannuksia. Euroopassa ja Kiinassa koksihiilen kysyntä jatkaa kasvuaan, mutta tämä tapahtuu korkealaatuisten tuotteiden kustannuksella. Mutta yleisesti ottaen raaka-aineiden ostomäärät maailmanmarkkinoilla ovat laskussa.

Hieman vakauttanut energiaraaka-aineiden tilannetta Yhdysv altain markkinoilla. Mutta sen hinta jatkaa laskuaan teräksen kysynnän laskun vuoksi. Tämän seurauksena koksihiilen tuotanto Yhdysvalloissa ja Euroopassa saattaa vähentyä.

Mutta asiantuntijat ennustavat energiaraaka-aineiden tuonnin lisääntyvän Intiassa. Koksihiilen tuonnissa tämä maa on kolmannella sijalla maailmassa.

Raaka-aineiden hinta

Vuoden 2015 toisella neljänneksellä koksihiilen hinnat ovat laskeneet. Suuret globaalit yritykset tarjoavat raaka-aineita 5-10 % halvemmalla kuin ensimmäisellä neljänneksellä. Siten eteläafrikkalainen yritys Anglo American tarjosi Japanille korkealaatuista koksihiiltä hintaan 116 dollaria tonnilta. Keskihinta 1 tonnilta koksihiiltä on 117 dollaria.