針狀焦

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　　針狀焦是指炭素材料中大力發展的一個優質品種，其外觀為銀灰色、有金屬光澤的多孔固體，其結構具有明顯流動紋理，孔大而少且略呈橢圓形，顆粒有較大的長寬比，有如纖維狀或針狀的紋理走向，摸之有潤滑感，是生產超高功率電極、特種炭素材料、炭纖維及其複合材料等高端炭素製品的原料。根據生產原料的不同，針狀焦可分為油系針狀焦和煤系針狀焦兩種。以石油渣油為原料生產的針狀焦為油系針狀焦；以煤焦油瀝青及其餾分為原料生產的針狀焦為煤系針狀焦。

　　針狀焦是製造高功率和超高功率電極的優質材料，用針狀焦製成的石墨電極具有耐熱衝擊性能強、機械強度高、氧化性能好、電極消耗低及允許的電流密度大等優點。目前生產的針狀焦根據使用的原料可分為石油系和煤系兩類。石油系以美國為代表，煤系則以日本為代表。日本的三菱化成和新日化公司的生產裝置於20世紀70年代末和80年代初投產。美國大湖炭素公司卻在1950年首先開發成功。1964年美國聯合碳化物公司成功地以針狀焦為原料製造出超高功率電極。據最新統計，國內高功率和超高功率電極的需求量為6～10萬t/a，相應的針狀焦需要量為6～12萬t/a。

　　煤系針狀焦的生產工藝技術主要有如下4種:

　　真空蒸餾法

　　1971年美國LCI公司首先提出用真空分離法從煤焦油瀝青內分離出針狀焦，並申請了美國專利，核心技術是通過真空蒸餾切取適合生產針狀焦的原料，工藝較簡單，且針狀焦的收率低。

　　溶劑萃取法

　　1981年LCI公司用溶劑處理方法除去瀝青中的喹啉不溶物（QI）成分的方法申請了美國專利。即先用助聚劑液體使QI凝聚，凝聚體在重力沉降器內被分離。該處理技術類似於日本新日化公司用煤焦油瀝青生產針狀焦的工業化裝置。溶劑處理技術所得針狀焦的收率高，質量好，但工藝較複雜，投資也較高。

　　M－L法

　　1985年LCI公司和日本Mardzen石油化學公司的M-L工藝申請了美國專利，該工藝是把特殊的原料預處理技術和獨特的兩段延遲焦系統結合起來，是第一套以煤焦油瀝青為原料的針狀焦生產裝置。生產的針狀焦質量最好，但也存在收率較低、工藝複雜和投資高的問題。

　　閃蒸—縮聚法

　　1985年鞍山焦耐院、鞍山鋼鐵大學和石家莊焦化廠共同開發了閃蒸-縮聚工藝，並申請了中國專利。該法是將混合原料油送到特定的閃蒸塔內，在一定溫度和真空下閃蒸出閃蒸油，閃蒸油進入縮聚釜進行聚合得到縮聚瀝青。此工藝收率適中，工藝簡單。國內鞍山沿海化肥廠曾投入工業化試驗，但由於工藝不夠完善，因此也就停頓下來。國內，煤系針狀焦的主要質量指標是參照了日本新日化公司的標準。即真比重≥2.13、灰分≤0.1%、揮發分≤0.5%、硫分≤0.5%、熱膨脹繫數CTE 1×10-6/℃和水分≤0.2%。