Mis on koksisüsi ja kus seda kasutatakse

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Naftahinna tõus ja alternatiivsete energiaallikate otsimine ei viinud mitte ainult uute tehnoloogiate väljatöötamiseni, vaid juhtis tähelepanu ka teisele, mitte vähem kasulikule toorainele – kivisöele. Tööstuse jaoks on kõige olulisem koksisüsi. Mis on selle väärtus ja kus seda kaevandatakse, kirjeldatakse selles artiklis.

Mis on koksisüsi

See on kivisüsi, millest saadakse koksimise tingimustes teatud tugevusega ja suurusega koks. Sellel on tööstusele suur väärtus ja see on paljudes tööstusharudes aktiivne. Seega kasutatakse koksisütt terase ja energia tootmisel peamise kütusena.

Koksisöed erinevad teistest bituminoossetest kivisöest oma võime poolest muutuda plastiliseks ja paagutada, kui nad puutuvad kokku kõrgel temperatuuril ilma hapnikuta.

Koksisöe koostis

Koksisütt kontsentreeritud ja rikastamata kujul iseloomustab madal tuhasisaldus (alla 10%), madal lenduvate komponentide sisaldus (15–37%) ja väävlisisaldus(alla 3,5%). Võrreldes teiste kivisöeliikidega on koksisöel kõrge põlemistemperatuur ja neid iseloomustab väiksem lisandite sisaldus. Koostisainete suhe erinevates söemaardlates võib veidi erineda. Seda on väga oluline selle koksimise protsessis arvesse võtta. Niisiis, enne kivisöe töötlemist määratakse tingimata kindlaks selle koostis, koksimisvõime, paakumisvõime ja muud näitajad. Nõukogude-järgse ruumi territooriumil kasutatakse koksimiseks järgmist tüüpi kivisütt:

• K – koks.
• F – paks.
• G – gaas.
• OS – lahja paagutamine.
• SS – väga paakuv.

Koksimisprotsess

Koksimine on söe koksiks muutmise tehnoloogiline protsess. See koosneb mitmest etapist. Esimeses etapis valmistatakse kivisüsi koksimiseks ette. Kaevandatud kivisüsi purustatakse ja moodustuvad spetsiaalsed segud - laadige. Järgmine samm on koksimine. See toimub koksiahju spetsiaalsetes kambrites, kasutades gaasikütet. Valmistatud segu asetatakse 15 tunniks ahju, kus kogu selle aja jooksul tõstetakse temperatuur 1000ºС-ni. Selle protsessi tulemuseks on "koksikook".

Koksimistehnoloogia on 20. sajandi jooksul dramaatiliselt muutunud, võimaldades uute söemaardlate väljaarendamist.

Hinnanguliselt koksib umbes 10% maailma kivisöetoodangust. See asjaolu kinnitab tööstuse suurt nõudlust koksimise järelesöed.

Mis vahe on koksimisel ja termilisel kivisöel

Suurima väärtuse annab tööstusele koksisüsi, mida kasutatakse protsessikütusena paljudes rahvamajanduse tööstusharudes. Näiteks raua sulatamiseks. Peamine tunnus, mis eristab koksisütt elektrisöest, on klaaskivi olemasolu. See on kivisöe tuhakomponent, mis tekib taimede lagunemise tulemusena hapniku puudumisel. Vitreni omadused seisnevad võimes sulada ja paaguda kõrge temperatuuri mõjul. Seega kleepuvad kivisöe mikroosakesed kokku üheks tihedaks massiks. Mida suurem on vitreeni kontsentratsioon, seda kõrgem on sellise kivisöe koksimise kvaliteet.

Kõige rohkem sulavaid aineid sisaldavad sellised kivisüsi: koks, gaas, rasv, lahja paakumis- ja koksirasv.

Söe klassid

Looduses on palju erinevaid kivisütt, mis erinevad tehnilise koostise, paagutamisomaduste ja lenduvate komponentide poolest. Koksimiseks sobivad vaid mõned kivisüsi sordid. Kuid mitte kõik neist ei sobi puhtal kujul paagutamiseks. Mõnikord tuleb lisada mõned komponendid. Seega on olemas järgmised koksisöe klassid:

1. K - koks. Selle tootemargi kivisöe puhtal kujul koksimisel saadakse standardne metallurgiline koks. Kvaliteetseima kivisöe saamiseks lisatakse muud klassid – paksus kirjas võigaas.
2. KZh – koksirasv. Sellel on parim koksistamisvõime, seda kasutatakse peamiselt koksi tootmiseks ilma muid söeliike lisamata. Koksisöe koostis sisaldab kuni 30% lenduvaid komponente. Vitreeni peegeldus - 1,3%. Plastikihi paksus on 18 mm. Ilma koksi kvaliteeti muutmata on sellele kaubamärgile lubatud lisada kuni 20% CS, OS ja KO.
3. KO - koksi lahja. Kihi paksus on 10-12 mm, klaaskesta peegeldus kuni 1%. Reeglina ei kasutata seda kaubamärki eraldi, vaid ainult koos ZhK ja GZh kivisöega.
4. KSN – koksi vähese paakumisvõimega madala metamorfoosiga. Paagutamise ajal toodab seda tüüpi kivisüsi madala tugevusega pestavat koksi, mistõttu kasutatakse seda peamiselt teiste klassidega paagutamiseks või sünteesigaasi tootmiseks.
5. KS – vähese paakumisvõimega koks. Plastkihi paksus on kuni 9 mm. Iseloomustab madal paagutamine. Kivisöe KS-i kasutavad koksiettevõtted lahja komponendina. Seda kasutatakse mõnes tootmisvaldkonnas ka kihiliseks põlemiseks.
6. GK – gaasikoksimine. Koksimisel saadakse hästi sulanud koks, kuid madala mehaanilise tugevusega. Paagutatud toode on kergesti jagatud väikesteks tükkideks. Tavaliselt kasutatakse gaasisütt segudes teiste koksisöega.

Järgmisi koksisöe sorte peetakse paagutamiseks parimateks: rasvane, kergelt paakuv, gaasiline, lahja paagutamine ja koks puhtal kujul. Need sisaldavad kõige vähem lisandeid ja neil on palju lisandeidplastilisus.

Kasutusvaldkonnad

Koksisöe peamine eesmärk on tööstuslik kütus. Põlemisel vabaneb koksisüsi suurel hulgal soojusenergiat. Seega on selle kütuse süttimistemperatuur 470ºС. Kuid põletamine pole ainus viis sellest fossiilist kasulike omaduste ammutamiseks. Rahvamajanduses on palju muid sektoreid, mis kasutavad tõhus alt koksisütt. Selle loodusressursi kasutamine tööstusprotsessides võimaldab saada sellest pliid, molübdeeni, tsinki, germaaniumi, väävlit, galliumi ja muid keemilisi elemente. Söetööstuse jäätmetel on ka tööstuslikke rakendusi. Niisiis töödeldakse neid tulekindlateks materjalideks ja abrasiivideks. Jäätmetest toodetakse ka ehitusmaterjale.

Kokku valmistatakse kivikütusest rohkem kui 300 sorti tooteid. Süsi kasutatakse peamise materjalina süsinik-grafiitkonstruktsioonielementide, kõrge lämmastikhapete tootmiseks, mida kasutatakse väetistes. Ainetel, mis eralduvad koksistamise käigus, on tõhus rakendus. Niisiis moodustub kuivdestilleerimisel kivisöetõrv ja ammoniaagivesi. Need on ka taaskasutatavad.

Lisaks tekib koksimisel gaasilisi tooteid, mis sisaldavad benseeni, fenooli, ammoniaaki ja tolueeni. Need on muude kasulike ainete allikad.

Koksisöe tootmine Ukrainas

Ukrainas kasutatakse peamiselt koksisüttmetallurgiaettevõtted. Seega moodustab metallurgia umbes 90% kogu seda tüüpi kütuse nõudlusest. Riigi kaevandustööstus tarnib siseturule koksisütt vaid 60%. Ülejäänud 40% tarbitavast kivisöest imporditakse. Peamine koksisöe tarnija Ukrainasse on Venemaa.

Viimastel aastatel on riigis kasvanud nõudlus välismaise tooraine järele. Selle põhjuseks on kodumaise toodangu langus. Samuti väheneb nõudlus kodumaise tooraine järele selle kvaliteedi languse tõttu, kuna metallurgiatehased ei saa kasutada kõrge väävlisisaldusega kivisütt.

Ukrainas kaevandatakse koksisütt basseinides: Donetsk, Lvov-Volyn, Dnepri. Suurim kogus söevarusid on koondunud Donetski, Luganski ja Dnepropetrovski oblastisse. Hetkel on poliitilise ebastabiilsuse tõttu koksisöe tootmine Ida-Ukrainas peatatud.

Söe kaevandamine Venemaal

Venemaal on suured söemaardlad. Arvude kohaselt on riik söevarude poolest maailmas üks esimesi kohti. Üle 67% neist on kivisüsi. Neist 10% on koksisüsi.

Venemaal kaevandatakse koksisütt basseinides: Kuznetsk, Petšora, Južno-Jakutsk, Donetsk ja Kizelovski. Esimesed kaks basseini toodavad kõige rohkem sütt.

Vene Föderatsiooni koksisöe varud ulatuvad 47,3 miljardi tonnini. Samas on kasutuskõlblik vaid väike osa. ATViimastel aastatel on koksisöe tootmine Venemaal olnud 70 miljoni tonni tasemel aastas. Sellest piisab, et varustada riigi tööstusettevõtteid toorainega.

Koksisütt kaevandatakse Venemaal stabiilses tempos. Söetootmise kasv toimub juhul, kui nõudlus seda tüüpi tooraine järele suureneb, mis on tingitud Venemaa majanduse metallurgia ja sellega seotud sektorite arengust.

Koksisöe turu väljavaated

Lähiaastatel ootab Venemaa söetööstus muutusi. Tööstuse peamised arenguvaldkonnad on seotud söetootmise vertikaalse süsteemiga. Seega näeb riiklik poliitika ette väikese ja keskmise võimsusega energiaobjektide loomist söekaevanduste baasil. Samuti on kavas paigaldada söekaevandusettevõtetesse seadmed, mis võimaldavad kivisütt töödelda keskkonnasõbralikeks sünteetilisteks kütusteks.

Müügimahtude osas kasvab nõudlus koksisöe järele Venemaal. Fakt on see, et lisaks terasetehastele kasutab koksi ka värviline metallurgia ja paljud teised tööstused. Seega on 1 tonni malmi tootmiseks vaja umbes 0,4 tonni koksi. Ja alternatiivseid tehnoloogiaid, mis võimaldavad selle asendada tulusama ressursiga, kasutatakse piiratud määral.

Trendid ülemaailmsel koksisöeturul

Praegu kogevad paljud kõikide riikide söeettevõtted koksisöe madalamate hindade kriisi. Seda probleemi süvendavad osariigid, kes tarnivad koksi liigsetes kogustes. Samuti avaldab hindadele suurt mõju ostjate soov kulusid vähendada. Teine ebasoodne olukord tuleneb terasetootjate soovist tootmiskulusid vähendada. Euroopas ja Hiinas kasvab nõudlus koksisöe järele jätkuv alt, kuid seda kallimate toodete arvelt. Kuid üldiselt on maailmaturul tooraine ostumahud langemas.

Stabiliseeris veidi olukorra energiatoormega USA turul. Kuid terase nõudluse vähenemise tõttu langeb selle hind jätkuv alt. Selle tulemusena võib koksisöe tootmine USA-s ja Euroopas väheneda.

Aga eksperdid ennustavad energia tooraine impordi kasvu Indias. Koksisöe impordi poolest on see riik maailmas kolmandal kohal.

Tooraine hind

2015. aasta teises kvartalis on koksisöe hinnad langemas. Suured globaalsed ettevõtted pakuvad toorainet I kvartaliga võrreldes 5-10% madalama hinnaga. Nii pakkus Lõuna-Aafrika ettevõte Anglo American Jaapanile kõrgeima kvaliteediga koksisütt hinnaga 116 dollarit 1 tonni kohta. 1 tonni koksisöe keskmine hind on 117 $.