زغال کک چیست و چه تفاوتی با زغال سنگ دارد؟
زغال کک که به آن زغال سنگ متالورژیک نیز می گویند برای تولید کک بکار می رود و یکی از اصلی ترین نهاده های بی بدیل برای تولید فولاد است. انواع مختلفی از زغال سنگ در جهان وجود دارد از زغال قهوه ای یا لیگنیت گرفته تا آنتراسیت که می توان از آنها برای تولید کک استفاده کرد. خاصیتی که در واقع کک را از دیگر زغال سنگ ها متمایز می کند قابلیت قالب گیری آن است که آنرا برای فولاد سازی به یک گزینه مناسب تبدیل می کند.
زغال کک با از بین بردن ناخالصی ها به کک تبدیل می شود تا تقریبا کربن خالص باقی بماند. خصوصیات فیزیکی این ترکیب ناشی از نرم شدن و ذوب شدن زغال سنگ است که سپس در غیاب هوا به توده های سخت اما متخلخل تبدیل شود. همچنین این ماده محتوی مقدار کمی گوگرد و فسفر است. تقریباً از تمام زغال سنگ های متالورژی در کوره های کک استفاده می شود.
در شیمی پایه یازدهم و علوم پایه هفتم همه ما با کک آشنا شده ایم برای آشنایی بیشتر با این ترکیب در ادامه مقاله با ما در نشریه جهان شیمی فیزیک همراه باشید.
تفاوت کک و زغال سنگ
کک ماده ای جامد با درصد کربن بسیار بالا و ناخالصی های اندک است که به عنوان سوخت برای کوره ها استفاده می شود. کک به صورت طبیعی نیز وجود دارد ولی برای استفاده در صنایع مختلف از زغال سنگ حاصل می شود. از ویژگیهای کک حاصل از زغال سنگ رنگ خاکستری و همچنین سختی و تخلخل بالای آن است.
زغال سنگ از جمله کانی هایی پرکاربرد و بسیار پر انرژی است که انواع مختلفی دارد. این ترکیب طی سالیان طولانی از باقی مانده مواد گیاهی تولید می شود و یک سوخت فسیلی جامد و سیاه رنگ است که حاوی مقدار زیادی مواد کربنی است.
درصد کربن و در نتیجه افزایش ارزش حرارتی این ترکیب هنگام تبدیل به کک افزایش می یابد و همچنین این فرآیند باعث بالا رفتن مقاومت آن در مقابل عوامل مکانیکی از قبیل ضربه ، فشار ، سقوط و سایش می شود. طی روند تبدیل این کانی ارزشمند به کک ناخالصی های فرار کاهش یافته و سطح مفید برای سوختن با متخلخل شدن کک افزایش می یابد.
کیفیت کک تا حد زیادی تحت تأثیر درجه ذغال سنگ ، ترکیب ، محتوای مواد معدنی و توانایی نرم شدن در هنگام حرارت دیدن، پلاستیک شدن و تبدیل شدن به یک توده منسجم است. فرمول ترکیب شیمیایی کک شامل ۵٫۹۶-۵٫۹۷ درصد کربن و ۸-۵ درصد هیدروژن و ۴-۳ درصد اکسیژن و مقدار کمی گوگرد و ازت است.
فرآوری کک از زغال سنگ
در فرآیند تولید کک چند نوع ذغال سنگ که مواد فرار موجود در آنها با یکدیگرمتفاوت است مخلوط شده و در کوره های مخصوص تحت حرارت قرار می گیرند تا به کک تبدیل شوند که به این روند کربنیزاسیون می گویند. ترکیب شیمیایی کک حاوی ۹۴ تا ۸۵ درصد کربن و باقی آن مواد فرار، خاکستر، گوگرد و رطوبت است.
فرآیند کک سازی شامل گرمایش زغال سنگ دمای ۱۰۰۰-۱۱۰۰ درجه سانتی گراد در غیاب اکسیژن برای از بین بردن ترکیبات فرار (تجزیه در اثر حرارت) است. این فرآیند منجر به تولید ماده متخلخل کک می شود. فرآیند کک سازی برای مدت زمان طولانی بین ۳۶-۳۲ ساعت در اجاق های کک صورت می گیرد. سپس کک داغ را خارج کرده آنرا با آب یا هوا خنک می کنند تا قبل از ذخیره سازی خنک شود یا مستقیماً به کوره بلند برای استفاده در فولاد سازی منتقل می شود.
زغال کک چیست علوم هفتم گاما
زغال کک نقشی اساسی در تولید انرژی، متالورژی، مواد شیمیایی و موارد دیگر ایفا می کند. اهمیت کک در صنایع را نمی توان نادیده گرفت. ارزش حرارتی بالا و راندمان احتراق آن را به یک منبع سوخت ترجیحی برای کوره ها و دیگ های صنعتی تبدیل کرده است که فرآیندهای تولید و تولید انرژی را هدایت می کند.
نقش کک در متالورژی غیر قابل انکار است. خواص مقاوم در برابر حرارت و توانایی آن در کاهش اکسیدهای فلزی به فلزات خالص، انقلابی در استخراج فلزات مختلف، به ویژه آهن، از سنگ معدن آنها ایجاد کرده است.
صنعت آهن و فولاد به شدت به کک به عنوان یک عامل کاهنده ضروری متکی است. در فرآیند کوره بلند، کک به استخراج آهن از سنگ آهن کمک می کند و تولید فولاد را تسهیل می کند – ماده ای که زیربنای زیرساخت مدرن را تشکیل می دهد.
نقش کک فراتر از متالورژی است. از طریق استفاده از آن در گازسازی و به عنوان سوخت در نیروگاه ها، نقش حیاتی در تولید برق دارد و به ترکیب انرژی متنوع کمک می کند.
در حالی که کک دارای کاربرد غیرقابل انکاری است، تأثیر زیست محیطی آن را نمی توان نادیده گرفت. تولید آن دی اکسید کربن آزاد می کند و به آلودگی هوا کمک می کند. تلاش ها برای کاهش این اثرات و کشف مواد جایگزین در حال انجام است.
صنایع شیمیایی از ماهیت همه کاره کک سود می برد. این ماده به عنوان پیش ساز در سنتز مواد شیمیایی مختلف از جمله آمونیاک، متانول و غیره عمل می کند، بنابراین طیف وسیعی از محصولات را پشتیبانی می کند.
کک نقشی اغلب دیده نشده در بخش خودرو دارد، به عنوان یک جزء جدایی ناپذیر از مواد کامپوزیت کربن مورد استفاده در وسایل نقلیه. این مواد به ساخت سبک وزن و بهبود بهره وری سوخت کمک می کنند.
