Tại sao than cốc không có trong tự nhiên

 Than mỡ là một loại than đá mang giá trị cao đối với ngành công nghiệp hiện nay. Nhưng không phải ai cũng biết than mỡ là gì? và ứng dụng quan trọng của nó. Tất cả sẽ có trong bài viết dưới đây.

Than mỡ là gì? Ứng dụng quan trọng của than mỡ trong sản xuất than cốc

Than đá được xem là nguồn nguyên liệu quan trọng, trong các ngành công nghiệp của thế kỷ 21. Trong đó than mỡ được đánh giá mang lại giá trị cao, đặc biệt trong ngành công nghiệp luyện kim. Tuy nhiên không phải ai cũng hiểu rõ về đặc điểm, tính chất của loại than này. Vậy than mỡ là gì? Chúng ta cùng tìm hiểu, nội dung bài viết dưới đây nhé! 

Tại sao than cốc không có trong tự nhiên
Than mỡ nâu cháy

Than mỡ là gì?

Than mỡ hay còn biết đến với tên gọi than bitum, là một trong 4 loại than đá được sử dụng rộng rãi hiện nay. Than mỡ là một loại đá trầm tích, được tạo nên qua quá trình thành đá nép ép nửa biến chất, từ chất liệu than bùn ban đầu. Loại than này tương đối mềm, có chứa các chất tương tự như nhựa đường hay hắc ín. Hàm lượng Cacbon và nhiệt trị của than mỡ được đánh giá cao hơn than nâu, và thấp hơn than anthracite.

Tại sao than cốc không có trong tự nhiên
Cảng chế biến than mỡ

Đặc điểm, tính chất của than mỡ

Than mỡ là kết quả từ quá trình bị nén ép của than nâu. Vì vậy nó có thể có màu nâu hoặc màu nâu đen. Trong các vỉa than của chúng, thường có cấu tạo dải rõ ràng sáng màu, cùng các vật chất sẫm màu. Dựa theo cấu tạo phân tầng “ tối, dải sáng màu” hoặc “ sáng, dải tối màu” để có thể nhận diện được địa tầng than.

Than mỡ mang một số đặc điểm, tính chất nổi bật sau đây

Tại sao than cốc không có trong tự nhiên
Than cục Antraxit
  • Thành phần chủ yếu: vitrinit, maceral, liptinite
  • Hàm lượng Cacbon trong khoảng 60-80%, phần còn lại là nước, lưu huỳnh và hydro
  • Bank density: 1346 kg/m3
  • Dung trọng trong tự nhiên: 833 kg/m3 
  • Giá trị nhiệt cung cấp: 24-35 MJ/kg

Chất lượng khai thác than mỡ ở Việt Nam

Theo nghiên cứu, trữ lượng than mỡ ở Việt Nam rất ít. Những mỏ than mỡ nằm rải rác chủ yếu ở Thái nguyên và các tỉnh vùng Tây Bắc. Tổng trữ lượng than mỡ ước tính chỉ khoảng 13.6 triệu tấn. Điều kiện khai thác tại các mỏ rất khó khăn với quy mô nhỏ. Khai thác quy mô công nghiệp là không thể mà công suất đạt được chỉ khoảng 20-30 nghìn tấn/năm. Bên cạnh đó chất lượng than khai thác chỉ đạt từ thấp đến trung bình. Vì vậy, để đáp ứng nhu cầu sử dụng than mỡ cho các ngành công nghiệp liên quan các nhóm nghiên cứu không ngừng nâng cao chất lượng than mỡ. Hiện nay để đáp ứng nhu cầu sản xuất, nhập khẩu than mỡ đang là một trong những giải pháp được áp dụng.

Tại sao than cốc không có trong tự nhiên
Than cục xô Quảng Ninh dành cho đốt lò hơi công nghiệp

Ứng dụng của than mỡ

Than mỡ chứa nhiều chất bốc khi cháy cho ngọn lửa dài. Trong môi trường yếm khí, than mỡ có thể tự tạo ra chất kết dính. Chưng than mỡ ở khoảng nhiệt 900-1000 độ C sẽ nhận được:

  • Than cốc
  • Nhựa than đá: phenol, HC thơm
  • NH3 + nước: làm phân đạm
  • Khí lò cốc

Trong những sản phẩm tạo ra từ than mỡ thì than cốc là sản phẩm có ý nghĩa quan trọng nhất. Than cốc là nguồn vật liệu quan trọng trong quá trình luyện kim.

Tầm quan trọng của than cốc

Sau quá trình luyện cốc sẽ thu được than cốc từ vật liệu than mỡ ban đầu. Than cốc được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực sản xuất. Trong lò vôi với nhiệt độ trên 900 độ C than cốc xảy ra phản ứng hóa học tạo ra chất khí. Chất khí này có tác dụng nung chảy kim loại hoặc dùng làm nhiên liệu chất lượng cao. Giá trị năng suất tỏa nhiệt lượng của than cốc rất lớn có thể gấp đôi các loại than đá thông thường. Loại than này cũng chứa ít tạp chất hơn các loại than khác nên cho hiệu quả sử dụng cao. 

Than cốc dùng trong ngành luyện kim 

Than cốc dùng làm chất khử trong công nghệ luyện kim từ các quặng sắt. Đây cũng là loại nhiên liệu để phục vụ sản xuất gang, luyện hợp kim và ngành công nghiệp hóa chất. Công nghiệp sản xuất thép là một trong những ngành công nghiệp có tiềm lực kinh tế hàng đầu hiện nay. Than là nguồn vật liệu đầu vào quan trọng để sản xuất thép trên toàn cầu. Có tới 70% sản lượng thép được tạo ra đều cần tới than. 

Với mỗi mục đích sử dụng khác nhau, thì yêu cầu chất lượng than cốc của mỗi ngành cũng khác nhau. Sau đây là một số yêu cầu cụ thể khi sử dụng than cốc:

  • Đúc gang: kích thước tối thiểu 60-80mm. Than cốc có kích thước không được nhỏ hơn than cốc lò cao.
  • Luyện kim sắt: ưu tiên các cục than cốc nhỏ có kích thước khoảng 10-25mm.
  • v.v…

Với những đóng góp to lớn cho ngành công nghiệp, nên than cốc nói riêng và than mỡ nói chung được sử dụng rộng rãi. Trữ lượng sử dụng than cốc bình quân hàng năm ngày càng tăng cao. Như vậy, bài viết trên sẽ giúp bạn giải đáp thắc mắc than mỡ là gì? Và ứng dụng quan trọng của nó. Than mỡ là một nguồn nguyên liệu quan trọng với nhiều ngành công nghiệp đặc biệt là ngành công nghiệp luyện kim. Hiện nay trên thị trường có rất nhiều đơn vị cung cấp than đá cho doanh nghiệp. Nếu bạn đang tìm cho mình một địa chỉ uy tín – chất lượng – giá tốt thì hãy liên hệ ngay tới Than Hùng Mạnh để được tư vấn cụ thể.

Tác giả bài viết: Vũ Việt Lân

Để tìm hiểu than đốt lò hơi công nghiệp tại đây »»

Than cốc là một loại nhiên liệu xám, cứng và xốp có hàm lượng cacbon cao và ít tạp chất, được tạo ra bằng cách nung nóng than mỡ hoặc dầu trong môi trường yếm khí - một quá trình chưng cất phá hủy. Nó là một sản phẩm công nghiệp quan trọng, được sử dụng chủ yếu trong nấu luyện quặng sắt, nhưng cũng là một loại nhiên liệu trong bếp lò và lò rèn khi ô nhiễm không khí là một mối lo ngại. Thuật ngữ "than cốc" khi không nói rõ ràng thường được dùng để chỉ sản phẩm có nguồn gốc từ than bitum có hàm lượng tro và lưu huỳnh thấp bằng một quá trình gọi là luyện cốc. Một sản phẩm tương tự được gọi là than cốc dầu mỏ, hay petcoke, được lấy từ dầu thô trong các nhà máy lọc dầu. Than cốc cũng có thể được hình thành tự nhiên bởi các quá trình địa chất.

Tại sao than cốc không có trong tự nhiên

Luyện cốc là quá trình nung than trong điều kiện không có không khí (oxy) đến nhiệt độ trên 600 °C, loại bỏ các thành phần dễ bay hơi của than thô, để lại một vật liệu xốp cứng, mạnh, có hàm lượng carbon cao, được gọi là than cốc. Than cốc gần như hoàn toàn là hidrocacbon. Độ xốp làm cho nó có diện tích bề mặt lớn, làm cho nó cháy nhanh hơn (cũng như một tờ giấy so với một khúc gỗ). Khi một kilôgam than được đốt, nó giải phóng nhiều nhiệt hơn một kilogam than thô ban đầu.

Than cốc đủ mạnh để được sử dụng làm nhiên liệu trong lò cao. Trong một quá trình liên tục, than cốc, quặng sắt và đá vôi được trộn với nhau, và đưa vào từ phía trên cùng của lò cao, và ở đáy là sắt nóng chảy và xỉ lò, được loại bỏ. Các nguyên liệu liên tục di chuyển xuống lò cao. Trong quá trình liên tục này, nhiều nguyên liệu thô được đặt lên trên và than cốc phải chịu được trọng lượng ngày càng tăng của các nguyên liệu thô bên trên nó. Do khả năng chịu được lực nghiền, tỏa ra năng lượng cao và đốt cháy nhanh, làm cho than cốc trở nên lý tưởng để sử dụng trong lò cao.

Tại sao than cốc không có trong tự nhiên

Tại sao than cốc không có trong tự nhiên

Biểu đồ mối quan hệ của CRI và CSR

Cốc cục (có cỡ hạt > 20 mm) thường được xác định khả năng phản ứng với khí carbon dioxide ở nhiệt độ cao (coke reactivity index (CRI)) và độ bền cốc sau phản ứng (coke strength after reaction (CSR)).

CRI là phần trăm hao hụt khối lượng của cốc sau khi phản ứng với carbon dioxide để tạo thành carbon monoxide trong các điều kiện đã quy định trong tiêu chuẩn phương pháp thử

CSR là độ bền của cốc sau phản ứng với carbon dioxide trong phép thử CRI, tính bằng phần trăm phần còn lại trên sàng 10,0 mm hoặc 9,5 mm sau khi thử tang quay ở các điều kiện đã quy định trong tiêu chuẩn phương pháp thử.

Phần mẫu thử của mẫu cốc đã sấy sơ bộ có dải kích cỡ từ 19,0 mm đến 22,4 mm được nung trong bình phản ứng đến 1100°C trong môi trường nitơ. Đối với phép thử, môi trường thay đổi thành carbon dioxide đúng 2 h. Sau phép thử, bình phản ứng được làm nguội xuống đến khoảng 50°C trong môi trường nitơ. Sự so sánh khối lượng mẫu trước và sau khi phản ứng xác định chỉ số phản ứng của cốc (CRI).

Cốc đã phản ứng được thử nghiệm trong tang quay có thiết kế chuyên dùng với tốc độ 600 vòng trong 30 min. Giá trị độ bền của cốc sau phản ứng (CSR) được xác định bằng cách sàng và cân lượng cốc lọt qua sàng 10,0 mm hoặc 9,5 mm.

Các phép thử cơ tính gồm Chỉ số trương nở tự do FSI-free-swelling index, khả năng chịu nghiền, các tính chất hóa dẻo của than và tro than. Một số phép thử đòi hỏi sự tuân thủ nghiêm ngặt về điều kiện nhiệt độ, cỡ hạt, thời gian hay tốc độ gia nhiệt

2. Xác Định Độ Bền Cơ, Chỉ Số M10, M20, M40 theo TCVN 9814, ISO 18894

Tại sao than cốc không có trong tự nhiên

Chỉ tiêu đối với các loại than cốc từ một nhà cung cấp từ Ấn Độ.

Mẫu cốc có cỡ hạt lớn hơn 20 mm đã biết trước phân bố cấp hạt được đưa vào tang quay để chịu tác dụng của lực cơ. Mức độ vỡ vụn của than cốc được đánh giá bằng quá trình sàng và phân tích sàng sau 100 hoặc 500 vòng quay của tang (phương pháp Micum).

Xem thêm: Thử nghiệm than hoạt tính

  • Trang thiết bị hiện đại: Trung tâm thí nghiệm kiểm định chất lượng Opacontrol được đầu tư phòng thử nghiệm với máy móc thiết bị hiện đại, chuyên sâu về vật liệu xây dựng, đảm bảo tính chính xác, trung thực của kết quả thử nghiệm.

  • Đội ngũ chuyên nghiệp: Đội ngũ kỹ thuật viên, thử nghiệm viên trình độ chuyên môn cao, có nhiều kinh nghiệm trong hoạt động thử nghiệm và chứng nhận vật liệu xây dựng;

  • Tận tâm với khách hàng: Opacontrol có thể hỗ trợ và hướng dẫn doanh nghiệp đạt được chứng nhận theo các tiêu chuẩn sản phẩm bằng năng lực của tổ chức chứng nhận nhiều năm kinh nghiệm và đầy đủ năng lực pháp lý.

  • Tiết kiệm: Thủ tục và chi phí rõ ràng, hợp lý đáp ứng toàn diện mọi yêu cầu của khách hàng, đem đến giá trị thực cho các doanh nghiệp hợp tác.

Để được tư vấn và kiểm tra chất lượng một cách tốt nhất hãy liên hệ với chúng tôi  công ty TNHH Chứng Nhận Và Kiểm Định Chất Lượng Opacontrol