Nowości - Przemysł chemiczny ze świata

Grafit syntetyczny coraz chętniej stosowany

27.08.2018

Grafit syntetyczny jest substancją w pełni wytworzoną przez człowieka w procesie wysokotemperaturowego (nawet 2000-3000 st. C) przetwarzania amorficznych (bezpostaciowych) materiałów węglowych, m.in. sadzy. Rodzaje węgla amorficznego stosowane jako prekursory grafitu mogą pochodzić z ropy naftowej, węgla, ewentualnie z naturalnych bądź syntetycznych materiałów organicznych. Głównym zastosowaniem grafitu syntetycznego o wysokiej czystości jest użycie go jako dodatku zwiększającego zawartość węgla w żelazie i stali. Ta aplikacja pochłania dziś znaczną część produkowanego grafitu syntetycznego.

Grafit syntetyczny jest szeroko stosowany do produkcji elektrod grafitowych używanych m.in. w elektrycznych piecach łukowych do wytapiania metali, głównie stali oraz w przemyśle metalurgicznym. Obecnie w skali świata Chiny są głównym producentem i konsumentem stali pomimo spadku zapotrzebowania na nią w porównaniu do roku 2015. Ponadto oczekuje się, że wzrost popytu na grafit syntetyczny, w związku ze wzrostem konsumpcji stali w Indiach i innych krajach Azji, Ameryki Północnej i Unii Europejskiej zrekompensuje spadek zapotrzebowania na stal, a tym samym na grafit syntetyczny w Chinach. Dodatkowo producenci stali preferują metodę elektrycznego pieca łukowego (ang. Electric Arc Furnace, EAF). Ta metoda jest częściej wybierana w porównaniu do produkcji stali w procesie wielkopiecowym z tlenem blastycznym (ang. Blast Furnace-blast Oxygen Furnace BOF). Najczęstszym powodem są bardziej wymagające przepisy w zakresie ochrony środowiska. Obliczono, że około 0,2 do 0,3 kilogramów elektrod grafitowych jest wymaganych do wyprodukowania jednej tony stali z wykorzystaniem procesu BOF. Natomiast 0,7 do 0,8 kg elektrod grafitowych jest wymaganych do wytworzenia tej samej ilości stali poprzez zastosowanie procesu EAF. Prowadzi to do gwałtownego wzrostu zapotrzebowania na syntetyczny grafit.

Jednocześnie przepisy w zakresie ochrony środowiska obowiązujące w Chinach stają się coraz bardziej rygorystyczne. Sugeruje to, że wdrożenie procesu wielkopiecowego z tlenem blastycznym oraz z wykorzystaniem rud żelaza, prawdopodobnie będzie podlegać wyższym opłatom (podatkom) w związku z ochroną środowiska naturalnego w tym regionie, w porównaniu do procesu EAF. Obecnie w Chinach wręcz brakuje złomu stalowego z powodu zamknięcia licznych instalacji wielkopiecowych. Jednak w perspektywie długoterminowej dostawy krajowego złomu stalowego powinny gwałtownie wzrosnąć wraz ze wzrostem dostaw energii elektrycznej. Czynniki te napędzają stosowanie metody EAF, jeśli chodzi o produkcję stali, napędzając tym samym rynek syntetycznego grafitu w okresie prognozy.

Całkowity koszt produkcji syntetycznego grafitu jest bardzo wysoki. Przykładowo w Stanach Zjednoczonych głównym surowcem wykorzystywanym do wytwarzania syntetycznego grafitu jest prażony koks naftowy i pak węglowy. To sprawia, że produkcja jest 10 razy droższa niż w przypadku konwencjonalnego grafitu, co w konsekwencji silnie wyhamowuje wzrost rynku. Mimo to jest on na poziomie 6,3% rocznie.

Obecnie wśród kluczowych graczy rynkowych produkującymi grafit syntetyczny są m.in. GrafTech International; Showa Denko; SGL Group, The Carbon Company; Graphite India; HEG Limited; Tokai Carbon; Nippon Carbon; SEC Carbon; Kaifeng Carbon oraz Nantong Yangzi Carbon.

Elektrody grafitowe to duże cylindryczne struktury wykonane z koksu igłowego (koksu naftowego). Elektrody te są dostępne w małych lub dużych średnicach do zastosowań wymagających wysokiej temperatury i wysokiej intensywności, m.in. w produkcji metali żelaznych i nieżelaznych. Elektrody grafitowe są głównie używane do produkcji stali w EAF. Są również wykorzystywane w procesach rafinacji i wytapiania stali.

Coraz szersze wykorzystanie elektrod grafitowych przyczyniło się do znacznego udziału tych produktów na globalnym rynku grafitu syntetycznego, gdyż do ich produkcji wykorzystuje się stosunkowo duże ilości grafitu. Proces magazynowania i przesyłu energii elektrycznej obejmuje ogromne ilości energii, a działa na podobnej zasadzie jak to ma miejsce w bateriach. Proces ten polega na generowaniu, dystrybucji, przełączaniu, przechowywaniu i konwersji energii elektrycznej do i z innych form energii uwzględniające generatory, baterie, transformatory itp. Oczekuje się, że rosnące zużycie syntetycznego węgla jako anod w akumulatorach litowo-jonowych będzie również napędzać segment odbiorców końcowych do celów magazynowania i przesyłania energii.

Pod względem wielkości region Ameryki Północnej oraz Azji i Pacyfiku są wiodącymi na rynku grafitu syntetycznego. Przychody ze sprzedaży grafitu syntetycznego w Ameryce Północnej wygenerują wartość 8,4 mld dolarów w 2018 r. Jeśli chodzi o kraj, to przewiduje się, że rynek w Indiach, Chinach, Kanadzie i Niemczech wzrośnie najbardziej w najbliższych latach. Powodem jest wzrost zapotrzebowania na grafit syntetyczny w wielu różnych gałęziach przemysłu, zwłaszcza w branży elektronicznej, w przemyśle jądrowym, chemicznym, w inżynierii mechanicznej i w metalurgii.

Tagi


grafit
Wyświetlono: 1440

Przeczytaj również

Skomentuj

Kalendarium

więcej