קוק קולס וקוק הם שני חומרי פחמן חשובים מאוד במגזרי התעשייה והאנרגיה. למרות ששניהם מכילים את המילה "קוקה" ומקורם קשור, הם שונים באופן משמעותי בהגדרה, במאפיינים, בתהליכי הייצור ובשימושים.
1. הגדרה ומקור
קולה מסוייד: קודמו הוא קולה נפט, הידוע גם בשם "קולה גולמית".
קוקי נפט מיוצר על ידי פיצוח השמן הכבד שנותר לאחר זיקוק הנפט הגולמי כדי להפריד את הרכיבים הקלים, ביחידת קוקינג מושהית.
קולה גולמי מכיל כמות גדולה של חומרים נדיפים (לחות ופחמימנים) ובעל מרקם רופף, מה שהופך אותו לבלתי שמיש ישירות.
הוא מחומם בטמפרטורות גבוהות בכבשן ברזל כדי להסיר את החומר הנדיף, מה שגורם למבנה שלו להתכווץ ולהצטופף, וכך מתקבל "קוק מבושל".
לכן, קוק מבושל הוא בעצם חומר פחמן מטוהר מאוד וגרף.
קולה: הוא מתקבל על ידי זיקוק יבש בטמפרטורה-גבוהה (קוקינג) של פחם קוקינג ספציפי (או פחם מעורב) בתנור קוק בתנאים ללא-אוויר.
תהליך הייצור שלו דומה לשריפת פחם עתיקה, אך קנה המידה והרמה הטכנולוגית אינם ניתנים להשוואה.
קולה הוא תוצר ישיר של קוקינג פחם.
אנלוגיה פשוטה: אם קוק מבושל הוא "פחמן מזוקק ומטוהר", אז קוק הוא "מהות הפחם, בצורתו המוצקה".
2. תהליך ייצור
קולה מבושל: נפט ← קוקינג מושהה ← קולה גולמי (פטוליום קולה) ← חידוד ← קולה מבושל
קולה: קוקינג פחם ← מיזוג פחם ← קוקינג ← קולה
3. מאפיינים פיזיקליים וכימיים
קולה מחושלת:
מוליכות חשמלית טובה: לאחר חידוד-בטמפרטורה גבוהה, אטומי הפחמן מסודרים בצורה מסודרת יותר, ומניחים את הבסיס לייצור חומרים מוליכים כגון אלקטרודות גרפיט.
טוהר גבוה: תכולת פחמן גבוהה במיוחד וזיהומים נמוכים (תכולת אפר).
צפיפות גבוהה וחוזק גבוה: תהליך ההסתייד גורם להתכווצות נפח, וכתוצאה מכך למבנה צפוף וקשיח.
חומר נדיף נמוך: מטרת ההסתייד היא להסיר חומר נדיף, ולכן תכולתו נמוכה ביותר.
קוֹקָה קוֹלָה:
חוזק מכני גבוה: במיוחד החוזק התרמי שלו בטמפרטורות גבוהות, חיוני לעמידה בלחץ וחיכוך עצומים בתנורי פיצוץ מבלי להתפורר.
תגובתיות כימית טובה: מגיב היטב עם חמצן בעפרת ברזל, מה שהופך אותו לחומר מפחית מצוין.
תכולת פחמן קבועה גבוהה: משמשת כמקור החום העיקרי לתנורי פיצוץ.
4. שימושים עיקריים
קולה מבושל:
תעשיית האלומיניום (השימוש הגדול ביותר): כ-65% מהקוק המבושל, מעורבב עם זפת פחם, משמש לייצור אנודות אפויות מראש לייצור אלומיניום אלקטרוליטי, הפועלות כמוליך ומשתתפות בתגובות אלקטרוכימיות בתא האלקטרוליטי.
תעשיית הפלדה: משמש לייצור אלקטרודות גרפיט לייצור פלדה בתנורי קשת חשמליים.
כמגביר פחמן: משמש להגדלת תכולת הפחמן של פלדה מותכת במהלך תהליך ייצור הפלדה.
ייצור מוצרי פחמן: כגון חומרי אלקטרודה שליליים, גרפיט מיוחד וכו'.
קוֹקָה קוֹלָה:
תעשיית הפלדה (השימוש הגדול ביותר): כ-90% מהקוק משמש בייצור ברזל בכבשנים כדלק (מתן חום), חומר מפחית (צמצום עפרות ברזל), וכמסגרת של עמוד המטען (הבטחת חדירות).
זה ידוע בשם "קוק כבשן פיצוץ". תעשיית היציקה: משמשת כ"קוק יציקה" להמסת מתכות.
תעשייה כימית: משמש לייצור סידן קרביד, סינגז וכו'.
התכת מתכות לא-ברזליות: משמש כדלק וכחומר מפחית.
לסיכום, קוק מבויל הוא חומר פחמן המשרת "חשמל", חוזק הליבה שלו טמון במוליכות החשמלית ובתכונות הפחמן הטהור שלו; בעוד שקולה הוא חומר פחמן המשרת "חום" ו"תגובה", חוזק הליבה שלו טמון בתפקודיו כמקור אנרגיה, חומר מפחית ומסגרת פיזית.
הם ממלאים תפקידי ליבה שאין להם תחליף בשני התחומים העיקריים של התכת מתכת לא-ברזלית ומתכת ברזלית, בהתאמה.
