焦煤怎么形成焦炭的？焦煤在轉變為焦炭的過程中究竟發生了怎樣的秘密變化？

焦煤怎么形成焦炭的？

焦煤是煉焦用煤，其主要成分是碳，還含有少量的氫、氧、氮、硫等元素。焦煤在特定條件下經過加熱轉化為焦炭，焦炭是冶金生產過程中不可或缺的燃料和還原劑。

焦煤轉變為焦炭的過程

焦煤轉變為焦炭的過程是一個復雜的物理和化學變化過程，主要包括以下幾個階段：

1. 干餾階段

溫度在100~500℃時，焦煤開始進行干餾。水分蒸發，揮發分逸出，焦煤體積收縮，成為焦半焦。

2. 熱解階段

溫度在500~800℃時，焦半焦進一步分解，釋放出大量揮發分，焦煤分子量增加，結構變得更加致密。

3. 粘結階段

溫度在800~1000℃時，焦煤中的瀝青質熔化，充填焦煤結構中的孔隙和裂紋。焦煤顆粒彼此粘結，形成具有多孔結構的焦炭。

4. 碳化階段

溫度在1000~1200℃時，焦炭中大部分揮發分逸出，碳原子重新排列，形成高度石墨化的碳結構。

過程中發生的秘密變化

焦煤轉變為焦炭的過程中，發生了以下幾個關鍵的變化：

揮發分逸出：焦煤中的水分、焦油、氨、硫化氫等揮發分被釋放出來。

分子量增加：焦煤中的分子經過熱解和縮聚反應，分子量逐漸增加，形成更復雜的芳香結構。

結構致密：焦煤中的孔隙和裂紋被瀝青質填充，結構變得更加致密和堅硬。

碳化：焦炭中的碳原子重新排列，形成高度石墨化的碳結構，具有優異的導熱性和還原性。

這些變化導致焦煤的性質發生顯著改變，從易碎的疏松物質轉變為致密堅硬的焦炭，成為煉鐵和煉鋼生產中的重要原料。