针状焦工艺拆解，解锁高纯石墨制备核心

中国粉体网讯针状焦是一种高质量的碳素材料，是化工工业的重要原料之一，它是人造石墨的一种，由于其表面有显著的条状纹理，被破坏后大部分是细长的针状碎片，在显微镜下可以看到纤维组织，所以被称为“针状焦”。针状焦是一种用于超高功率石墨电极和锂电负极材料等的优良前驱体，它的导电性是衡量产品性能的重要指标、�/p>

特种石墨指高强度、高密度、高纯度石墨制品，其含碳量高�?9%。特种石墨一般以煅后针状焦作为原材料，针状焦是外观为银灰色、有金属光泽的多孔固体，其结构具有明显流动纹理，孔大而少且略呈椭圆形，颗粒有较大的长宽比，有如纤维状或针状的纹理走向摸之有润滑感。因其具备热膨胀系数低，导电率高，化学稳定性高等优势，而被广泛应用于高性能石墨电极材料、锂离子电池、电化学电容器、特种炭素材料、炭纤维及复合材料等领域、�/p>

针状焦在国防和民用工业中具有特殊的用途和重要意义，是制造特种石墨的优质原料。现有针状焦生产工艺通常分为三个步骤：原料预处理、延迟焦化和煅烧。根据生产原料的不同，针状焦可分为油系针状焦和煤系针状焦两种。用煤焦油沥青及其蒸馏物为原料制成的针状焦叫“煤系针状焦”，用石油渣油为原料制成的针状焦叫“油系针状焦”、�/p>

油系针状焦的生产工艺

石油沥青在成焦过程中裂解反应较为明显，在足够温度下才发生以聚合为主的缩合成焦反应。需对原料进行预处理才可稳定产出高质量油系针状焦。原料预处理阶段有多种方法可实现，具体的预处理方法分为加氢、蒸馏、萃取等方法。加氢法主要是通过高温高压加氢反应，去除原料中硫、氮等不理想成焦成分、�/p>

在油系针状焦的延迟焦化过程中，需要精确的控制焦化温度、成焦压力、焦化循环比、进水量、进料量等工艺参数。延迟焦化后制得的生焦中含有较多水分和挥发性组分，用作高功率、超高功率石墨电极的原料还需在隔绝空气条件下进行高温煅烧处理。在煅烧过程中，延迟焦化所产出的生焦在回转窑中通过高达1500℃的高温，使其结构和元素发生一系列变化，煅烧过程可优化针状焦的导电性、稳定性和机械性能。与延迟焦化相比，油系针状焦煅烧过程技术相对简单，只需选择合适的煅烧方式和温度即可、�/p>

煤系针状焦的生产工艺

生产煤系针状焦的预处理方法主要是对煤沥青进行加热处理，再经闪蒸去除原料中杂质，后续再将纯净原料油进一步的热处理，以获得适宜组分。煤系针状焦原料预处理的难点是在生产中如何确定合适的热处理条件，能有效控制反应深度，使原料中β树脂含量调到合适的指标，又能保证生产的连续且稳定的运行、�/p>

煤系针状焦的延迟焦化过程中加热炉出口的最高温度一般控制在510℃以下。焦化塔内温度要保持超过6小时�?60℃以上高温。在操作参数方面由于针状焦与沥青焦成焦机制不完全相同，需正确选择操作参数，合适的控制中间相小球体的热转化过程最终形成针状焦。在煤系针状焦生焦煅烧过程中，挥发分的逸出和分子结构发生变化的综合作用下，会使煅烧物料导电性能提高。而烧料真密度的提高，主要是由于煅烧料在高温下不断逸出挥发分并同时发生分解、缩聚反应，导致焦炭结构重排后发生体积收缩的结果。因此，同样的生焦质量，煅烧温度越高，煅后焦挥发分越低，真密度越高，针状焦质量越好。但考虑到设备的使用寿命，煅烧温度一般不超过1500℃、�/p>

随着我国相关产业的快速发展，特种石墨的需求也会随之快速增长，尤其是大规格、细粒度的特种石墨，将具有十分良好的市场前景，与此对应的高品质针状焦的需求量也会不断增大、�/p>

2026�?�?1日，中国粉体罐�/strong>将在河南郑州举办�?026全国高纯石墨产业链发展大会暨高端石墨制品产业交流会“�/strong>。届时，山东京阳科技股份有限公司高级工程帇�strong>王洪氐�/strong>将带来题丹�strong>《高纯石墨用针状焦生产技术研究《�/strong>的报告、�/p>

参考来源：

宋天永等.特种石墨用针状焦的研究进屔�/span>

郭新�?特种石墨用针状焦的制备与应用研究进展

（中国粉体网编辑整理/初末（�/p>

注：图片非商业用途，存在侵权告知删除�?/p>