中國(guó)粉體網(wǎng)訊 針狀焦是一種高質(zhì)量的碳素材料，是化工工業(yè)的重要原料之一，它是人造石墨的一種，由于其表面有顯著的條狀紋理，被破壞后大部分是細(xì)長(zhǎng)的針狀碎片，在顯微鏡下可以看到纖維組織，所以被稱(chēng)為“針狀焦”。針狀焦是一種用于超高功率石墨電極和鋰電負(fù)極材料等的優(yōu)良前驅(qū)體，它的導(dǎo)電性是衡量產(chǎn)品性能的重要指標(biāo)。 特種石墨指高強(qiáng)度、高密度、高純度石墨制品，其含碳量高于99%。

      特種石墨一般以煅后針狀焦作為原材料，針狀焦是外觀為銀灰色、有金屬光澤的多孔固體，其結(jié)構(gòu)具有明顯流動(dòng)紋理，孔大而少且略呈橢圓形，顆粒有較大的長(zhǎng)寬比，有如纖維狀或針狀的紋理走向摸之有潤(rùn)滑感。因其具備熱膨脹系數(shù)低，導(dǎo)電率高，化學(xué)穩(wěn)定性高等優(yōu)勢(shì)，而被廣泛應(yīng)用于高性能石墨電極材料、鋰離子電池、電化學(xué)電容器、特種炭素材料、炭纖維及復(fù)合材料等領(lǐng)域。

      針狀焦在國(guó)防和民用工業(yè)中具有特殊的用途和重要意義，是制造特種石墨的*原料。現(xiàn)有針狀焦生產(chǎn)工藝通常分為三個(gè)步驟：原料預(yù)處理、延遲焦化和煅燒。根據(jù)生產(chǎn)原料的不同，針狀焦可分為油系針狀焦和煤系針狀焦兩種。用煤焦油瀝青及其蒸餾物為原料制成的針狀焦叫“煤系針狀焦”，用石油渣油為原料制成的針狀焦叫“油系針狀焦”。

      油系針狀焦的生產(chǎn)工藝

      石油瀝青在成焦過(guò)程中裂解反應(yīng)較為明顯，在足夠溫度下才發(fā)生以聚合為主的縮合成焦反應(yīng)。需對(duì)原料進(jìn)行預(yù)處理才可穩(wěn)定產(chǎn)出高質(zhì)量油系針狀焦。原料預(yù)處理階段有多種方法可實(shí)現(xiàn)，具體的預(yù)處理方法分為加氫、蒸餾、萃取等方法。加氫法主要是通過(guò)高溫高壓加氫反應(yīng)，去除原料中硫、氮等不理想成焦成分。

      在油系針狀焦的延遲焦化過(guò)程中，需要精確的控制焦化溫度、成焦壓力、焦化循環(huán)比、進(jìn)水量、進(jìn)料量等工藝參數(shù)。延遲焦化后制得的生焦中含有較多水分和揮發(fā)性組分，用作高功率、超高功率石墨電極的原料還需在隔絕空氣條件下進(jìn)行高溫煅燒處理。在煅燒過(guò)程中，延遲焦化所產(chǎn)出的生焦在回轉(zhuǎn)窯中通過(guò)高達(dá)1500℃的高溫，使其結(jié)構(gòu)和元素發(fā)生一系列變化，煅燒過(guò)程可優(yōu)化針狀焦的導(dǎo)電性、穩(wěn)定性和機(jī)械性能。與延遲焦化相比，油系針狀焦煅燒過(guò)程技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單，只需選擇合適的煅燒方式和溫度即可。

      煤系針狀焦的生產(chǎn)工藝

      生產(chǎn)煤系針狀焦的預(yù)處理方法主要是對(duì)煤瀝青進(jìn)行加熱處理，再經(jīng)閃蒸去除原料中雜質(zhì)，后續(xù)再將純凈原料油進(jìn)一步的熱處理，以獲得適宜組分。煤系針狀焦原料預(yù)處理的難點(diǎn)是在生產(chǎn)中如何確定合適的熱處理?xiàng)l件，能有效控制反應(yīng)深度，使原料中β樹(shù)脂含量調(diào)到合適的指標(biāo)，又能保證生產(chǎn)的連續(xù)且穩(wěn)定的運(yùn)行。

      煤系針狀焦的延遲焦化過(guò)程中加熱爐出口的*高溫度一般控制在510℃以下。焦化塔內(nèi)溫度要保持超過(guò)6小時(shí)的460℃以上高溫。在操作參數(shù)方面由于針狀焦與瀝青焦成焦機(jī)制不完全相同，需正確選擇操作參數(shù)，合適的控制中間相小球體的熱轉(zhuǎn)化過(guò)程*終形成針狀焦。在煤系針狀焦生焦煅燒過(guò)程中，揮發(fā)分的逸出和分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的綜合作用下，會(huì)使煅燒物料導(dǎo)電性能提高。而燒料真密度的提高，主要是由于煅燒料在高溫下不斷逸出揮發(fā)分并同時(shí)發(fā)生分解、縮聚反應(yīng)，導(dǎo)致焦炭結(jié)構(gòu)重排后發(fā)生體積收縮的結(jié)果。因此，同樣的生焦質(zhì)量，煅燒溫度越高，煅后焦揮發(fā)分越低，真密度越高，針狀焦質(zhì)量越好。但考慮到設(shè)備的使用壽命，煅燒溫度一般不超過(guò)1500℃。

      隨著我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，特種石墨的需求也會(huì)隨之快速增長(zhǎng)，尤其是大規(guī)格、細(xì)粒度的特種石墨，將具有十分良好的市場(chǎng)前景，與此對(duì)應(yīng)的高品質(zhì)針狀焦的需求量也會(huì)不斷增大。

      2026年3月11日，中國(guó)粉體網(wǎng)將在河南鄭州舉辦“2026全國(guó)高純石墨產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展大會(huì)暨高端石墨制品產(chǎn)業(yè)交流會(huì)”。屆時(shí)，山東京陽(yáng)科技股份有限公司高級(jí)工程師王洪民將帶來(lái)題為《高純石墨用針狀焦生產(chǎn)技術(shù)研究》的報(bào)告。

      參考來(lái)源：

      宋天永等.特種石墨用針狀焦的研究進(jìn)展

      郭新房.特種石墨用針狀焦的制備與應(yīng)用研究進(jìn)展

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      （來(lái)源鏈接： https://news.cnpowder.com.cn/87858.html）