煤沥青材料的应用及其发展前景
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关键 词 ： 煤沥青 ； 黏结剂 ； 浸渍 剂 ； 碳纤维 ； 应用
中 图 分 类 号 ： Ｑ ２ ． Ｔ ５２ ６ 文献 标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０４ ７５ （０ ２ ０ －０ ７ ０ １０ －０ ０ ２ １ ）３０ １－４
随着我 国钢铁工业的发展 ， 炭需求量不断增 焦
加 。据 统 计 ， 铁 用 焦 占焦 炭 消 费 总 量 的 ８ ％ 以 钢 ０
焦油 加 工 能 力 已 经 达 到 ９ ０ 万 ｔａ ４ ／ 。其 中 ， 西 山
２０万 ｔａ 山东 １０万 ｔａ 位 居 前 ２位 。２０ ５ ／， ２ ／， ０５年 ， 山西宏 特 煤化 工 有 限公 司形 成 了 ４ Ｏ万 ｔａ焦 油 加 ／
工 能力 ，成 为 我 国 工 厂 规 模 最 大 的 煤 焦 油 加 工 企
业的快速发展 ， 冶炼行业对炭素制品的要求越来越 高。普通中温沥青 由于存在诸如制得电极导 电性、
度 均按 、 大 ：） 组 分 的平 均 相对 分 子质 量 增 １
２ 煤沥青的应用及 其发展前景
２ １ 黏 结 剂 ．
１ ）炭素 电极 生产所需 的电极沥青都来 自焦化
行 业 。黏 结剂沥 青质 量好 坏直 接影 响铝厂 阳极 糊 和 钢厂石 墨 电极 的质量 。 随着我 国炼铝 工业 和 钢铁工
作者简介 ： 朱照 中， ，９９年 出生 ， 原科技 大学在读硕士研究 生 ， 男 １７ 太
主要从事煤沥青利用研究。 ＋通讯作者 ： 薛永兵
图 １ 煤 沥青溶剂分离族组成分析过程图
・
ｌ ・ ８
山
西
化
工
２１ ０２年 ６月
需要注意 的是， 中分离 出的各树脂组分性质 从 虽然存在一定 的差异 ， 但同一种沥青 中各树脂成分 的平均相对分子质量 、／ Ｃ Ｈ原子 比以及芳 烃缩合程
喹 啉为溶 剂 。煤 沥青 分为 苯可 溶 组 分 （ ｓ 、 Ｂ ） 甲苯不 溶 物 （Ｉ、 Ｔ） 喹啉 不 溶物 （ Ｉ一 脂 以及 甲苯不 溶 喹 Ｑ ） 树 啉 可溶组 分一 脂 ４种组 分 ， 图 ｌ ｐ树 如 所示 。
与发 达 国家相 比 ， 国焦 油加工 工艺 落后 ， 布 我 且 局分 散 。近 年来 ， 随着 焦油 产量 和 国 内投 资 的增 加 ， 我 国焦油 加工 技 术 有 了较 大 的发 展 。 目前 ， 国 煤 我
上， 钢铁行 业 需求 量 的 增 长对 焦 炭 产 品 的需 求 起 着
的 主要 产 品 之 一 ， 占煤 焦 油 量 的 ５ ％ 一 ０ ， 约 ５ ６ ％ 进
一
步 加工后 可 以得 到各 种 规 格 的煤 沥青 。因此 ， 开
决定性的作用。煤焦 油作为炼焦 中煤炭化 的副产
品 ， 产 量 随 着焦 炭 需求 量 的不 断 增加 而 增 加。 其 ２ １ ， 国焦炭产量 为 ３８ ００年 我 ．８亿 ｔ同 比增 长 ９ １ 。 ， ．％ 同年 ， 焦 油近 １００万 ｔ给 我 国煤 焦 油 加 工 业 的 煤 ０ ，
发展 带来 了新 的机 遇 … 。
发煤沥青 的相关产品、 提高煤沥青 的应用价值就显 得 非 常必要 ¨ 。 Ｊ
１ 煤沥青 的组成和 种类
１１ 煤 沥青 Hale Waihona Puke Baidu组成 ．
煤 沥青是 由多种多环芳烃化合物组成 的混合 物， 在室温下为黑色脆性块状物 ， 有光泽 、 臭味 ， 熔 融时易燃烧 ， 有毒 ， 属二级易燃固体 ， 由煤干馏得到 煤 焦油再 经蒸 馏 加工 制 成 。常 采 用 甲苯 （ 苯 ） 或 和
为 ２０— ０ ， ０ １ ０ 它的存在有利于煤沥青体系保持 良 ０ 好 的高温流动性 ， 对中间相 的形成有利。但是 ， 过量
的 组分会降低煤沥青的残炭率 ， 从而影响焙烧 品 的物理机械性 能。２ 树脂 的平均相对分子质量 ）
１０ １ ０， ０～ ０ 是沥青中起黏结作用的主要成分 ， ０ ８ 常 温 时 为固态 ， 时 熔融膨 胀 ， 加热 焙烧 后大 部分形 成焦 炭 。 树 脂 的 含量 对 炭 糊 的塑 性 起 主 要 作 用 ， 且 并 对焙烧品的物理机械性能 （ 如电阻率、 热导率、 机械 强度等 ） 明显 的影 响。一般认 为 ， 树脂含量越 有
朱照 中 ， 薛永兵 ， 王远 洋 李秉正 ，
（． １ 太原科 技大 学材料科 学与 工程 学院， 山西 太原 ００ ２ ；． ３０ ４ ２ 太原科 技大 学化 学与 生物 工程 学院， 太原 ０ ０ ２ ） ３０ ４ 山 西 太原 ０ ０ ２ ；． ３０ ４ ３ 太原科技 大学环境与安 全学院， 山西
第３ ２卷第 ３期
２１ ０ ２年 ６月
４ Ⅳ 々 々’ ＾ ｈ。 ‘ 々
山
西
化
工
Ｖ０． ＮＯ ３ １３２ ．
Ｓ ＨＡＮⅪ Ｃ ＨＥＭＩ ＣＡＬ Ｉ ＵＳ ＩＹ ＮＤ Ｔ Ｌ
Ｊ ｎ Ｏ１ ｕ ．２ ２
： 媒遘善篷 荛： 螭
煤 沥 青材 料 的 应 用 及 其 发展 前 景
摘要 ： 煤沥青分为低 温、 中温 、 高温煤沥 青。介绍 了煤沥青 的种类 与性 能 ， 述 了中温煤 沥青作 为 论
基础材料用作黏结剂 、 渍剂 、 纤维 、 浸 碳 涂料 ， 道路 沥青等 的应用 ， 讨论 了煤沥 青用作 石墨 电极 、 电
炭、 防腐材料 、 结构材料 、 料油以及在道路沥青方面 的发展前景 。 燃
业 ； 钢集 团 ３期 工 程 相 继 开 工 ， 焦 油 生 产 量 达 宝 煤 ３ Ｏ万 ｔａ ／ 。国 内 尚有 数 ｌ Ｏ套 生 产 规 模 ≤１ Ｏ万 ｔａ ／
的焦油加工装置， 但地点分散 。煤沥青是焦油加工
收 稿 日期 ：Ｏ ２ ．１ ２ １ ２２
基金项 目： 山西省 自然科学基金 （０ ２ １Ｏ ８３ ； ２ １０ ｌＯ －） 太原科技大学 博士 启动基金（ ０ ６ ６ 。 ２ ０ ５ ）
中 图 分 类 号 ： Ｑ ２ ． Ｔ ５２ ６ 文献 标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０４ ７５ （０ ２ ０ －０ ７ ０ １０ －０ ０ ２ １ ）３０ １－４
随着我 国钢铁工业的发展 ， 炭需求量不断增 焦
加 。据 统 计 ， 铁 用 焦 占焦 炭 消 费 总 量 的 ８ ％ 以 钢 ０
焦油 加 工 能 力 已 经 达 到 ９ ０ 万 ｔａ ４ ／ 。其 中 ， 西 山
２０万 ｔａ 山东 １０万 ｔａ 位 居 前 ２位 。２０ ５ ／， ２ ／， ０５年 ， 山西宏 特 煤化 工 有 限公 司形 成 了 ４ Ｏ万 ｔａ焦 油 加 ／
工 能力 ，成 为 我 国 工 厂 规 模 最 大 的 煤 焦 油 加 工 企
业的快速发展 ， 冶炼行业对炭素制品的要求越来越 高。普通中温沥青 由于存在诸如制得电极导 电性、
度 均按 、 大 ：） 组 分 的平 均 相对 分 子质 量 增 １
２ 煤沥青的应用及 其发展前景
２ １ 黏 结 剂 ．
１ ）炭素 电极 生产所需 的电极沥青都来 自焦化
行 业 。黏 结剂沥 青质 量好 坏直 接影 响铝厂 阳极 糊 和 钢厂石 墨 电极 的质量 。 随着我 国炼铝 工业 和 钢铁工
作者简介 ： 朱照 中， ，９９年 出生 ， 原科技 大学在读硕士研究 生 ， 男 １７ 太
主要从事煤沥青利用研究。 ＋通讯作者 ： 薛永兵
图 １ 煤 沥青溶剂分离族组成分析过程图
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２１ ０２年 ６月
需要注意 的是， 中分离 出的各树脂组分性质 从 虽然存在一定 的差异 ， 但同一种沥青 中各树脂成分 的平均相对分子质量 、／ Ｃ Ｈ原子 比以及芳 烃缩合程
喹 啉为溶 剂 。煤 沥青 分为 苯可 溶 组 分 （ ｓ 、 Ｂ ） 甲苯不 溶 物 （Ｉ、 Ｔ） 喹啉 不 溶物 （ Ｉ一 脂 以及 甲苯不 溶 喹 Ｑ ） 树 啉 可溶组 分一 脂 ４种组 分 ， 图 ｌ ｐ树 如 所示 。
与发 达 国家相 比 ， 国焦 油加工 工艺 落后 ， 布 我 且 局分 散 。近 年来 ， 随着 焦油 产量 和 国 内投 资 的增 加 ， 我 国焦油 加工 技 术 有 了较 大 的发 展 。 目前 ， 国 煤 我
上， 钢铁行 业 需求 量 的 增 长对 焦 炭 产 品 的需 求 起 着
的 主要 产 品 之 一 ， 占煤 焦 油 量 的 ５ ％ 一 ０ ， 约 ５ ６ ％ 进
一
步 加工后 可 以得 到各 种 规 格 的煤 沥青 。因此 ， 开
决定性的作用。煤焦 油作为炼焦 中煤炭化 的副产
品 ， 产 量 随 着焦 炭 需求 量 的不 断 增加 而 增 加。 其 ２ １ ， 国焦炭产量 为 ３８ ００年 我 ．８亿 ｔ同 比增 长 ９ １ 。 ， ．％ 同年 ， 焦 油近 １００万 ｔ给 我 国煤 焦 油 加 工 业 的 煤 ０ ，
发展 带来 了新 的机 遇 … 。
发煤沥青 的相关产品、 提高煤沥青 的应用价值就显 得 非 常必要 ¨ 。 Ｊ
１ 煤沥青 的组成和 种类
１１ 煤 沥青 Hale Waihona Puke Baidu组成 ．
煤 沥青是 由多种多环芳烃化合物组成 的混合 物， 在室温下为黑色脆性块状物 ， 有光泽 、 臭味 ， 熔 融时易燃烧 ， 有毒 ， 属二级易燃固体 ， 由煤干馏得到 煤 焦油再 经蒸 馏 加工 制 成 。常 采 用 甲苯 （ 苯 ） 或 和
为 ２０— ０ ， ０ １ ０ 它的存在有利于煤沥青体系保持 良 ０ 好 的高温流动性 ， 对中间相 的形成有利。但是 ， 过量
的 组分会降低煤沥青的残炭率 ， 从而影响焙烧 品 的物理机械性 能。２ 树脂 的平均相对分子质量 ）
１０ １ ０， ０～ ０ 是沥青中起黏结作用的主要成分 ， ０ ８ 常 温 时 为固态 ， 时 熔融膨 胀 ， 加热 焙烧 后大 部分形 成焦 炭 。 树 脂 的 含量 对 炭 糊 的塑 性 起 主 要 作 用 ， 且 并 对焙烧品的物理机械性能 （ 如电阻率、 热导率、 机械 强度等 ） 明显 的影 响。一般认 为 ， 树脂含量越 有
朱照 中 ， 薛永兵 ， 王远 洋 李秉正 ，
（． １ 太原科 技大 学材料科 学与 工程 学院， 山西 太原 ００ ２ ；． ３０ ４ ２ 太原科 技大 学化 学与 生物 工程 学院， 太原 ０ ０ ２ ） ３０ ４ 山 西 太原 ０ ０ ２ ；． ３０ ４ ３ 太原科技 大学环境与安 全学院， 山西
第３ ２卷第 ３期
２１ ０ ２年 ６月
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山
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Ｖ０． ＮＯ ３ １３２ ．
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Ｊ ｎ Ｏ１ ｕ ．２ ２
： 媒遘善篷 荛： 螭
煤 沥 青材 料 的 应 用 及 其 发展 前 景
摘要 ： 煤沥青分为低 温、 中温 、 高温煤沥 青。介绍 了煤沥青 的种类 与性 能 ， 述 了中温煤 沥青作 为 论
基础材料用作黏结剂 、 渍剂 、 纤维 、 浸 碳 涂料 ， 道路 沥青等 的应用 ， 讨论 了煤沥 青用作 石墨 电极 、 电
炭、 防腐材料 、 结构材料 、 料油以及在道路沥青方面 的发展前景 。 燃
业 ； 钢集 团 ３期 工 程 相 继 开 工 ， 焦 油 生 产 量 达 宝 煤 ３ Ｏ万 ｔａ ／ 。国 内 尚有 数 ｌ Ｏ套 生 产 规 模 ≤１ Ｏ万 ｔａ ／
的焦油加工装置， 但地点分散 。煤沥青是焦油加工
收 稿 日期 ：Ｏ ２ ．１ ２ １ ２２
基金项 目： 山西省 自然科学基金 （０ ２ １Ｏ ８３ ； ２ １０ ｌＯ －） 太原科技大学 博士 启动基金（ ０ ６ ６ 。 ２ ０ ５ ）