فحم الكوك البترولي منتج صلب قابل للاشتعال، يُستخرج من مخلفات البترول والأسفلت البترولي عن طريق التفحيم. لونه أسود ومسامي، وعنصره الرئيسي هو الكربون، ونسبة الرماد فيه منخفضة جدًا، وعادةً ما تكون أقل من 0.5%. فحم الكوك البترولي نوع من الكربون سهل التكوير، وله استخدامات واسعة في الصناعات الكيميائية والمعادن وغيرها، وهو المادة الخام الرئيسية لإنتاج منتجات الجرافيت الصناعي ومنتجات كربون الألومنيوم الكهربائي.
وفقًا لدرجة حرارة المعالجة الحرارية، يُمكن تقسيم فحم البترول إلى نوعين: فحم خام وفحم مُكلس. يحتوي فحم البترول المُنتَج من التكليس المُؤجل على نسبة عالية من المواد المتطايرة، ويتميز بمقاومة ميكانيكية منخفضة. أما فحم البترول المُكلس، فيُنتج عن طريق التكليس. تُنتج معظم مصافي التكرير في الصين فحم الكوك الخام فقط، وتُجرى معظم عمليات التكليس في مصانع الكربون.
يمكن تقسيم فحم البترول إلى ثلاثة أنواع من فحم الكوك عالي الكبريت (يحتوي على أكثر من 1.5٪ كبريت)، وفحم الكوك متوسط الكبريت (يحتوي على 0.5٪ -1.5٪ كبريت)، وفحم الكوك منخفض الكبريت (يحتوي على أقل من 0.5٪ كبريت)، وتستخدم أقطاب الجرافيت ومنتجات الجرافيت الاصطناعية الأخرى عمومًا إنتاج فحم الكوك منخفض الكبريت.
فحم الكوك الإبري هو نوع من فحم الكوك عالي الجودة يتميز بنسيج ليفي واضح، ومعامل تمدد حراري منخفض، وسهولة في التكسير. عند كسر كتلة الكوك، يمكن تقسيمها إلى جزيئات رفيعة (نسبة العرض إلى الارتفاع عادةً أعلى من 1.75) وفقًا للنسيج، ويمكن ملاحظة البنية الليفية متباينة الخواص تحت مجهر الضوء المستقطب، ولذلك يُطلق عليه اسم فحم الكوك الإبري.
يتميز فحم الكوك الإبري بتباين فيزيائي وميكانيكي واضح، كما يتميز بموصلية كهربائية وحرارية جيدة موازية للمحور الطويل للجسيمات، ومعامل تمدد حراري منخفض. أثناء عملية البثق، يتم ترتيب المحور الطويل لمعظم الجسيمات وفقًا لاتجاه البثق. لذلك، يُعد فحم الكوك الإبري المادة الخام الرئيسية لتصنيع أقطاب الجرافيت عالية الطاقة أو فائقة الطاقة، والتي تتميز بانخفاض مقاومتها، وانخفاض معامل تمددها الحراري، ومقاومة جيدة للصدمات الحرارية.
ينقسم فحم الإبرة إلى فحم الإبرة الزيتي المنتج من بقايا البترول وفحم الإبرة الفحمي المنتج من أسفلت الفحم المكرر.
يُعدّ قار الفحم أحد المنتجات الرئيسية للمعالجة العميقة لقار الفحم. وهو خليط من مجموعة متنوعة من الهيدروكربونات، أسود اللون، عالي اللزوجة، شبه صلب أو صلب في درجة حرارة الغرفة، بدون نقطة انصهار ثابتة، يُليّن بالحرارة ثم يُذاب، بكثافة تتراوح بين 1.25 و1.35 غ/سم3. يُصنّف الأسفلت ذو درجة الحرارة المنخفضة والمتوسطة والعالية حسب نقطة التليين إلى ثلاثة أنواع. تبلغ نسبة إنتاج الأسفلت متوسط الحرارة 54-56% من قار الفحم. يتسم قار الفحم بتركيب معقد للغاية، ويرتبط بخصائصه ومحتوى الذرات غير المتجانسة، كما يتأثر بنظام عملية التكوير وظروف معالجة قار الفحم. هناك العديد من المؤشرات التي تُميّز خصائص قار الفحم، مثل نقطة تليين الأسفلت، وعدم قابليته للذوبان في التولوين (TI)، وعدم قابليته للذوبان في الكينولين (QI)، وقيمة التكوير، والخصائص الريولوجية لزفت الفحم.
يُستخدم قار الفحم كمادة رابطة وعامل تشريب في صناعة الكربون، وتؤثر خصائصه بشكل كبير على عملية إنتاج منتجات الكربون وجودتها. عادةً ما يستخدم الأسفلت الرابط أسفلتًا متوسط الحرارة أو مُعدّلًا بدرجة حرارة متوسطة، يتميز بنقطة تليين معتدلة، وقيمة تكويك عالية، وراتنج بيتا مرتفع. أما عامل التشريب، فينبغي أن يستخدم أسفلتًا متوسط الحرارة بنقطة تليين منخفضة، ومعامل جودة منخفض، وخواص ريولوجية جيدة.
وقت النشر: ٧ فبراير ٢٠٢٥