مقدمة وتصنيف منتجات قطران الفحم

قطران الفحم، اختصارًا لقطران الفحم الخام، هو مادة تنتج عن عملية تقطير قطران الفحم بعد إزالة مخلفات التقطير السائلة، وهو نوع من أنواع الأسفلت الصناعي. عادةً ما يكون سائلًا لزجًا، شبه صلب أو صلب، أسود اللون ولامع، ويحتوي عمومًا على نسبة كربون تتراوح بين 92 و94%، ونسبة هيدروجين تتراوح بين 4 و5%. يُعد قطران الفحم الخام منتجًا رئيسيًا في عملية معالجة قطران الفحم، ومادة خام لا غنى عنها لإنتاج الكربون.

تهدف عملية تقطير القطران إلى تركيز المركبات ذات درجات الغليان المتقاربة في القطران، وفصلها إلى أجزاء متناظرة، وذلك لمزيد من المعالجة وفصل المنتجات الأحادية. ويُعدّ قطران الفحم المتبقي من عملية التقطير، ويشكل ما بين 50% و60% من قطران الفحم.

وفقًا لنقاط التليين المختلفة، ينقسم الأسفلت الفحمي إلى ثلاث فئات: الأسفلت منخفض الحرارة (الأسفلت الناعم)، والأسفلت متوسط ​​الحرارة (الأسفلت العادي)، والأسفلت عالي الحرارة (الأسفلت الصلب)، ولكل فئة درجتان: الدرجة الأولى والدرجة الثانية.

يُستخدم البيتومين الفحمي بشكل رئيسي في المجالات التالية:

* الوقود: يمكن خلط المكونات الصلبة مع الزيت الثقيل أو تحويلها إلى مادة لزجة، ويمكن أن تلعب دور بديل للزيت الثقيل.

طلاء: طلاء مُضاف إليه الصمغ أو التربنتين ومواد مالئة عند طهي الزيت، يُستخدم لعزل المباني أو الأنابيب ضد الماء. وهو مناسب للهياكل الفولاذية الخارجية، والخرسانة، والبناء، كطبقة عازلة للماء وطبقة واقية، ويمكن طلاؤه في درجة حرارة الغرفة.

* مواد بناء الطرق: عادةً ما تُخلط مواد البناء مع الأسفلت البترولي، ولكن بالمقارنة بين الأسفلت الفحمي والإسفلت البترولي، يوجد تفاوت واضح في الجودة والمتانة. فالأسفلت الفحمي ضعيف اللدونة، وغير مستقر حرارياً، وهش في الشتاء، ويلين في الصيف، ويتلف بسرعة مع مرور الوقت.

* المادة الرابطة: تُستخدم مواد رابطة أخرى، مثل معجون الأنود ومادة رابطة من منتجات الكربون، في الأسفلت المُعدَّل. يُحضَّر الأسفلت المُعدَّل عادةً من الأسفلت متوسط ​​الحرارة. في الصين، تُستخدم عملية التسخين في الغلاية، حيث يُستخدم الغاز كوقود لتسخين الأسفلت في المفاعل. وأخيرًا، يُحصل على الأسفلت المُعدَّل الصلب من خلال الفصل والتحبيب.

فحم الكوك الأسفلتي: هو بقايا صلبة من الأسفلت الفحمي بعد عملية التقطير بدرجة حرارة عالية أو عملية التكويك المتأخر. يُستخدم فحم الكوك الأسفلتي غالبًا كمادة خام لمواد كربونية خاصة، وهو عنصر أساسي في تصنيع أشباه الموصلات ومعدات إنتاج الألواح الشمسية. كما يُستخدم على نطاق واسع كمادة قطب كهربائي لتكرير الألومنيوم، ومادة مكربنة لصناعة الصلب في الأفران الكهربائية، ومادة خام لمنتجات كربونية خاصة لأشباه الموصلات.

* فحم الكوك الإبري: يُصنع من الأسفلت الناعم المُكرر عبر ثلاث عمليات: المعالجة المسبقة للمواد الخام، والتفحيم المتأخر، والتكليس بدرجة حرارة عالية. يُستخدم بشكل أساسي في صناعة الأقطاب الكهربائية ومنتجات الكربون الخاصة. تتميز المنتجات المصنوعة من مواده الخام بمقاومة كهربائية منخفضة، ومعامل تمدد حراري منخفض، ومقاومة عالية للحرارة، وقوة ميكانيكية عالية، ومقاومة جيدة للأكسدة.

* ألياف الكربون: ألياف خاصة تحتوي على أكثر من 92% من الكربون يتم الحصول عليها من الأسفلت عن طريق التكرير أو الغزل أو الأكسدة المسبقة أو الكربنة أو التغرافيت.

* اللباد الزيتي، والكربون المنشط، والكربون الأسود، واستخدامات أخرى.