Las diferencias esenciales entre el coque de petróleo grafitizado y el coque de petróleo ordinario

1. Estructura de la disposición atómica: un cambio cualitativo del desorden al orden.

• Coque de petróleo ordinario: Los átomos de carbono se disponen en un estado desordenado o con orden de corto alcance, similar a la estructura del carbono amorfo. Presenta numerosos defectos reticulares que limitan su conductividad eléctrica, conductividad térmica y estabilidad química.
• Coque de petróleo grafitizado: Tras un tratamiento de grafitización a una temperatura elevada de aproximadamente 3000 °C, los átomos de carbono se reorganizan en una estructura de grafito hexagonal laminar. Esta estructura presenta una alta integridad reticular, fuerzas interlaminares débiles y baja resistencia a la migración de electrones. Esta transformación estructural le confiere las propiedades típicas del grafito, como alta conductividad eléctrica, alta conductividad térmica y excelente estabilidad química.

2. Diferencias de rendimiento: la estructura determina la función.

Conductividad eléctrica y térmica

• Coque de petróleo grafitizado: Su resistividad es significativamente menor que la del coque de petróleo común (puede llegar a ser inferior a 0,001 Ω·m), y su conductividad térmica es varias veces mayor. Es adecuado para aplicaciones con requisitos estrictos de conductividad eléctrica y térmica (por ejemplo, materiales de ánodo para baterías de iones de litio, electrodos de grafito de alta potencia).
• Coque de petróleo ordinario: Debido a defectos estructurales, tiene una baja conductividad eléctrica y se utiliza principalmente en campos con bajos requisitos de rendimiento (por ejemplo, combustibles, materiales de carbono ordinarios).

Estabilidad química

• Coque de petróleo grafitizado: Su estructura en capas mejora su resistencia a la corrosión química causada por ácidos, álcalis, etc. No es propenso a la oxidación ni al deterioro a altas temperaturas, lo que resulta en una vida útil más prolongada.
• Coque de petróleo ordinario: Es propenso a sufrir daños estructurales en entornos corrosivos o de alta temperatura, lo que conlleva una rápida degradación de su rendimiento.

Contenido de impurezas

• Coque de petróleo grafitizado: El proceso de grafitización puede reducir aún más el contenido de impurezas como el azufre y el nitrógeno (el contenido de azufre se puede reducir a menos del 0,1%), minimizando la contaminación y los efectos adversos durante el proceso de fundición (por ejemplo, poros y grietas en las piezas fundidas).
• Coque de petróleo ordinario: Tiene un contenido de impurezas relativamente alto y requiere un pretratamiento (por ejemplo, calcinación) para satisfacer las necesidades de algunas aplicaciones industriales.

3. Campos de aplicación: Las diferencias de rendimiento impulsan la diferenciación de la demanda.

Coque de petróleo grafitizado

• Metalurgia de alta gama: Como carburante, puede aumentar eficazmente el contenido de carbono del hierro fundido y mejorar las propiedades del acero (por ejemplo, resistencia, tenacidad), al tiempo que reduce la introducción de elementos nocivos como el azufre y el nitrógeno.
• Nuevos materiales energéticos: Es una materia prima fundamental para los materiales de ánodo de las baterías de iones de litio. Su alta conductividad eléctrica y su estructura laminar contribuyen a mejorar la eficiencia de carga y descarga, así como la vida útil de las baterías.
• Productos especiales de carbono: Se utilizan en la producción de grandes bloques de cátodo, electrodos grafitizados, etc., gracias a su alta pureza, alta cristalinidad y resistencia a altas temperaturas.

Coque de petróleo ordinario

• Sector de los combustibles: El coque con alto contenido de azufre se utiliza a menudo en fábricas de cemento, fábricas de vidrio, centrales eléctricas, etc., como combustible de bajo coste.
• Materiales básicos de carbono: El coque con bajo contenido de azufre, después de la calcinación, puede utilizarse en la producción de ánodos para la electrólisis del aluminio, electrodos de grafito ordinarios, etc., pero su rendimiento es inferior al de los productos grafitizados.

4. Proceso de producción: una compensación entre temperatura y costo.

• Coque de petróleo ordinario: Se produce mediante procesos de coquización retardada o fluida, con costos relativamente bajos. Sin embargo, requiere una calcinación adicional (a aproximadamente 1300 °C) para eliminar los componentes volátiles y la humedad, lo que aumenta el contenido de carbono fijo.
• Coque de petróleo grafitizado: Utilizando coque de petróleo común como materia prima, requiere un tratamiento adicional de grafitización a alta temperatura, alrededor de 3000 °C. Esto aumenta significativamente el consumo de energía y los costos de los equipos, pero el producto tiene un mayor valor añadido.

Conclusión: Diferencias esenciales y lógica de selección