D0I:10.13374/i.issn1001-053x.2013.04.015 第35卷第4期 北京科技大学学报 Vol.35 No.4 2013年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr.2013 钾、钠对焦炭劣化作用 赵宏博)，蔡皓宇)四，程树森)，赵贵清) 1)北京科技大学高效钢铁冶金国家重点实验室，北京1000832)酒泉钢铁集团公司榆中钢铁有限责任公司，榆中730000 区通信作者，E-mail:caibo890107g163.com 摘要为了研究碱金属钾、钠对焦炭劣化作用的区别，首先将焦炭置于不同含量的钾，钠气氛下进行吸附实验，然后 对吸附碱金属后的焦炭进行扫描电镜观察、能谱及X射线衍射分析和热态性能测试.由于钠更加容易以表面吸附的形 式覆盖在焦炭表面，所以在碱蒸气质量比相同的气氛下，钠的吸附量要高于钾.表面吸附的碱金属对焦炭溶损反应有阻 碍作用.在相同吸附量情况下，吸附钾后的焦炭中与碳化学结合的钾居多，反应性更高，另外，钾金属本身对焦炭破坏 作用就很大，钾原子会插入碳层引起微晶多维膨胀，使焦炭微观组织产生破裂，并且这些新生的裂纹导致吸附钾焦炭与 吸附钠焦炭在溶损方式上的不同. 关键词高炉：碱金属：焦炭：劣化；催化作用 分类号TF526+.1 Degradation effect of potassium and sodium on coke ZHAO Hong-bo),CAI Hao-yu,CHENG Shu-sen),ZHAO Gui-qing2) 1)State Key Laboratory of Advanced Metallurgy,University of Science and Technology of Beijing,Beijing 100083.China 2)Yuzhong Iron and Steel Ltd.of JISCO,Yuzhong 730000,China Corresponding author,E-mail:caibo890107@163.com ABSTRACT In order to research the differences of degradation effect on coke between potassium and sodium. gaseous adsorption experiments on coke in potassium and sodium atmospheres were carried out,and the coke samples were analyzed by scanning electron microscopy (SEM),energy dispersive spectrometry (EDS),X-ray diffraction (XRD) and thermal properties test.It is found that sodium more easily covers the surface of coke in surface-absorbed form,so the absorption amount of sodium is greater than that of potassium in the alkali atmospheres with the same mass ratio. Alkali metals absorbed on the surface of micropores have resistant effect on the solution loss reaction of coke.Compared with sodium in sodium-adsorbed coke,in the same absorption amount condition,more potassium in potassium-absorbed coke chemically combines with carbon and thus potassium-absorbed coke has a higher reactivity.In addition,potassium has strong destroying effect on coke.Potassium atoms can intercalate into carbon layers and cause the multidimensional expansion of microcrystals,which leads to breakages in the microstructure of coke.These new cracks result in the different ways of solution loss between potassium-adsorbed coke and sodium-adsorbed coke. KEY WORDS blast furnaces;alkali metals;coke;degradation;catalysis 随着现代高炉煤比的增加和冶炼强度的提高， 当今很多钢铁企业原料质量下降，原燃料中碱 焦炭作为高炉料柱的骨架作用愈发突出，同时由于 金属含量越来越高.钢铁企业在制定碱金属入炉上 焦炭负荷的提高及其在炉内停留时间的延长，焦炭 限时，都是以钾、钠的总量作为标准，现在已有一些 的劣化也更加严重！.如果焦炭粒度降低过多将导 研究者开始讨论钾、钠对高炉操作影响的区别6，其 致高炉料柱的透气透液性不断恶化，进而破坏高炉 普遍认为钾的危害比钠高，但是关于钾、钠对焦炭 的顺行.在加剧高炉内焦炭劣化的众多因素中，循 劣化作用的机理和区别一直没有确定的说法.本文 环富集的碱金属对焦炭的破坏已引起重视2-列. 尝试用模拟实验的方法，通过研究钾、钠在焦炭上 收稿日期：2012-12-01 基金项目：国家自然科学基金资助项目(60872147)：中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(FRF-TP12-029A)
第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 钾 、钠对焦炭劣化作用 赵宏博 `, 蔡皓宇 `困, 程树森 , 赵贵清 北京科技大学高效钢铁冶金国家重点实验室, 北京 酒泉钢铁集团公司榆 中钢铁有限责任公司, 榆中 困 通信作者, 砂 ￡ 摘 要 为了研究碱金属钾 、 钠对焦炭劣化作用的区别, 首先将焦炭置于不同含量的钾 、钠气氛下进行吸附实验, 然后 对吸附碱金属后的焦炭进行扫描电镜观察 、 能谱及 射线衍射分析和热态性能测试 由于钠更加容易以表面吸附的形 式覆盖在焦炭表面, 所以在碱蒸气质量比相同的气氛下 , 钠的吸附量要高于钾 表面吸附的碱金属对焦炭溶损反应有阻 碍作用 在相同吸附量情况下, 吸附钾后的焦炭中与碳化学结合的钾居多, 反应性更高, 另外, 钾金属本身对焦炭破坏 作用就很大, 钾原子会插入碳层引起微晶多维膨胀, 使焦炭微观组织产生破裂, 并且这些新生的裂纹导致吸附钾焦炭与 吸附钠焦炭在溶损方式上的不同 关键词 高炉 碱金属 焦炭 劣化 催化作用 分类号 刀通。 万 夕一乙 , 以 万 一万。 网 , 月刀 人。一 , 且今 二一叮` 夕 , , , ' , , , 困 , ￡ , , , , , 一即 一 , 打 一 , 一 , 、 , 、 一 一 随着现代高炉煤 比的增加和冶炼强度的提高 , 焦炭作为高炉料柱 的骨架作用愈发突出, 同时由于 焦炭负荷 的提高及其在炉 内停 留时间的延长, 焦炭 的劣化也更加严重 ` 如果焦炭粒度降低过多将导 致高炉料柱 的透气透液性不断恶化 , 进而破坏高炉 的顺行 在加剧高炉内焦炭劣化的众多因素中, 循 环富集的碱金属对焦炭的破坏己引起重视 一” 当今很多钢铁企业原料质量下 降, 原燃料中碱 金属含量越来越高 钢铁企业在制定碱金属入炉上 限时, 都是以钾 、钠的总量作为标准 现在 己有一些 研究者开始讨论钾 、钠对高炉操作影响的区别 , 其 普遍认为钾的危害比钠高, 但是关于钾 、钠对焦炭 劣化作用的机理和 区别一直没有确定的说法 本文 尝试用模拟实验的方法, 通过研究钾 、钠在焦炭上 收稿 日期 一 一 基金项 目 国家 自然科学基金资助项 目 中央高校基本科研业务费专项资金资助项 目 一 一 一 DOI :10.13374/j .issn1001 -053x.2013.04.015
第4期 赵宏博等：钾、钠对焦炭劣化作用 439 的吸附量、吸附方式及对焦炭微观组织的影响，探 炭质量(200g)的1.5%、3%、5%和8%，碱金属与碳 讨钾、钠对焦炭劣化作用的机理和区别. 粉的反应分别如下式所示 1 焦炭吸附钾、钠实验 2C+K2C03=2K+3C0, (1) 1.1实验原理 △G9=230500-166.46T; 为了模拟计算高炉内碱金属蒸气在焦炭上的 2C+Na2CO3=2Na+3CO (2) 吸附过程，得出能够产生具有含量为x的单质碱 △G9=181630-121.61T. 金属气氛(x是指单质碱金属蒸气质量占焦炭质量 在反应器内反应2h后，取出里面的焦炭进行 的比例，下同)的多组无水碳酸盐和过量活性碳粉， 称量，焦炭吸附反应后增加的质量即为碱金属在焦 具体数据如表1所示.当碱金属碳酸盐被碳粉还原 炭上的吸附量，吸附量与吸附反应后焦炭质量之比 后，反应器内产生的单质碱金属蒸气质量分别占焦 即为吸附百分比. 表1吸附实验所需试剂 Table 1 Reagents used for adsorption experiment 单质碱金属气氛 无水碳酸钾/理论消耗碳粉/过量碳粉 无水碳酸钠/理论消耗碳粉/过量碳粉 1.5%K/Na 6.91/1.56/3.00 3%K/Na 10.62/1.85/4.00 13.83/3.13/4.00 5%K/Na 17.70/3.08/5.00 23.00/5.21/6.00 8%K/Na 28.32/4.90/7.00 36.87/8.35/9.00 1.2实验装置及步骤 2吸附实验结果与分析 整个吸附实验主要由加热电阻炉、供气系统和 2.1钾、钠吸附量对比 反应器组成，其中反应器示意图如图1所示.小坩 吸附实验结果如表2所示.由表中数据可以看 埚中按照表1数据装入碱金属碳酸盐和过量的活性 出，吸附反应前后小坩埚的失重和表1中理论计 碳粉，大坩埚中装入烘干2h后的200g焦炭，按 算的消耗量非常接近，因此证明原先小坩埚里面的 照图1所示顺序装入反应器中，在整个实验过程始 碱金属碳酸盐己经全部反应掉，只剩下过量的一点 终通入N2进行保护，将反应器置于电阻炉中以10 碳粉 ℃min-1速度升温加热，当温度到达1200℃时后 保温2h以保证小坩埚内的碱金属碳酸盐反应殆尽. 根据称重结果可以看出碱金属蒸气气氛在 然后停止加热，等反应器温度随炉冷却到400℃ 3%~8%时，焦炭对其的吸附量持续增长，而在相同 左右，取出大坩埚内焦炭和小坩埚进行称量.通过 气氛下，焦炭对钠的吸附量大于对钾的吸附量 计算焦炭的增重可以知道碱金属吸附的量，通过计 2.2钾、钠吸附方式对比 算小坩埚的失重可以推断碱金属碳酸盐是否完全反 根据傅永宁的研究结果，碱金属在焦炭上的 应掉， 吸附主要有三种形式，包括表面吸附、不溶性盐类 吸附以及与碳的化学结合，其中表面吸附多为钾、 出气口 钠单质，也可能是钾、钠的可溶性盐类，不溶性盐类 吸附大多以碱金属硅铝酸盐的形式存在于灰分中， 碳的化学结合主要是碱金属深入碳层形成层间化合 物（如C:K和C60K).前两种形式吸附的碱金属对 焦炭的溶损没有催化作用，只有以碳化学结合形式 的钾和钠对焦炭的溶损具有明显的催化作用. 6+ 进气如 通过扫描电镜(SEM)观察了原始焦炭和吸附 1一热电偶：2一多孔刚玉坩埚：3一焦炭： 钾、钠后的焦炭表面，并对图中观察到的白色颗粒 4一小刚玉坩埚；5一多孔垫圈：6高铝球 图1吸附反应器示意图 进行能谱分析(EDS),如图2所示.通过分析结果 Fig.1 Schematic illustration of the reactor used for absorp- 可以看出，白色颗粒主要由K、Na、Al、Si、S、Ca tion reaction 和Fe这些灰分元素构成，由此可以判定，白色颗
第 期 赵宏博等 钾 、钠对焦炭劣化作用 的吸附量 、吸附方式及对焦炭微观组织 的影响, 探 讨钾 、钠对焦炭劣化作用 的机理和区别 炭质量 的 、 、 和 , 碱金属与碳 粉 的反应分别如下式所示 焦炭吸附钾 、钠实验 实验原理 , ■ 护 一 为 了模拟计 算高炉 内碱金属蒸气在焦炭上 的 吸附过程 , 得 出能够产生具有含量 为 的单质碱 金属气氛 是指单质碱金属蒸气质量 占焦炭质量 的 比例 , 下同 的多组无水碳酸盐和过量活性碳粉, 具体数据如表 所示 当碱金属碳酸盐被碳粉还原 后 , 反应器 内产生 的单质碱金属蒸气质量分别 占焦 , ■ 罗 一 在反应器 内反应 后, 取出里面的焦炭进行 称量, 焦炭吸附反应后增加的质量即为碱金属在焦 炭上的吸附量 , 吸附量与吸附反应后焦炭质量之比 即为吸附百分 比 表 吸附实验所需试剂 单质碱金属气氛 无水碳酸钾 理论消耗碳粉 过量碳粉 无水碳酸钠 理论消耗碳粉 过量碳粉 , 刀 刀 刀 习 刀 刀 , 卫 刀 实验装置及步骤 整个吸附实验主要由加热电阻炉 、供气系统和 反应器组成 , 其 中反应器示意 图如图 所示 小增 祸中按照表 数据装入碱金属碳酸盐和过量 的活性 碳粉 , 大增锅 中装入烘干 后 的 焦炭 , 按 照 图 所示顺序装入反应器 中 在整个实验过程始 终通入 进行保护, 将反应器置于电阻炉中以 ℃· 一`速度升温加热 , 当温度到达 ℃时后 保温 以保证小增锅 内的碱金属碳酸盐反应殆尽 然后停止加热 , 等反应器温度 随炉冷却到 ℃ 左右 , 取出大增锅 内焦炭和小增塌进行称量 通过 计算焦炭 的增重可以知道碱金属吸附的量 , 通过计 算小增祸的失重可以推断碱金属碳酸盐是否完全反 应掉 丫几三疚 齐 胃 、 书…盆 出气口 进 气 口 一热 电偶 一多孔刚玉增祸 一焦炭 一小刚玉柑竭 一多孔垫圈 一高铝球 图 吸 附反 应器 示意 图 吸附实验结果与分析 钾 、钠吸附量对 比 吸附实验结果如表 所示 由表中数据可 以看 出, 吸附反应前后小柑祸 的失重和表 中理论计 算的消耗量非常接近 , 因此证 明原先小增锅里面的 碱金属碳酸盐已经全部反应掉 , 只剩下过量的一点 碳粉 根 据称 重 结 果可 以看 出碱 金属 蒸 气气 氛 在 时, 焦炭对其 的吸附量持续增长 , 而在相 同 气氛下 , 焦炭对钠的吸附量大于对钾的吸附量 钾 、钠吸附方式对 比 根据傅永宁门 的研究结果, 碱金属在焦炭上的 吸附主要有三种形式 , 包括表面吸附 、不溶性盐类 吸附 以及与碳的化学结合 , 其 中表面吸附多为钾 、 钠单质, 也可能是钾 、钠的可溶性盐类, 不溶性盐类 吸附大多以碱金属硅铝酸盐的形式存在于灰分中, 碳的化学结合主要是碱金属深入碳层形成层间化合 物 如 和 前两种形式吸附的碱金属对 焦炭的溶损没有催化作用 , 只有 以碳化学结合形式 的钾和钠对焦炭的溶损具有 明显 的催化作用 通过扫描 电镜 观察了原始焦炭和吸 附 钾 、钠后的焦炭表面 , 并对 图中观察到的白色颗粒 进行能谱分析 , 如图 所示 通过分析结果 可以看 出, 白色颗粒主要 由 、 、 、 、 、 和 这些灰分元素构成 , 由此可以判定 , 白色颗
·440 北京科技大学学报 第35卷 粒为焦炭灰分.从图2(a)可以看到原始焦炭灰分中 数增加到了34.18%.从图2(c)可以看到在吸附钠 K的质量分数只有12.2%，Na含量几乎为零.从图 焦炭的灰分中，Na质量分数高达73.79% 2(b)可以看到在吸附钾焦炭的灰分中，K的质量分 表2吸附实验结果 Table 2 Results of absorption experiment 单质碱金属气氛 反应前后小坩埚质量/g 实际失重和理论失重/g 吸附量/g 吸附百分比/% 3%K 110.90/98.44 -12.46/-12.47 1.6 0.79 5%K 116.99/96.64 20.35/20.78 3.7 1.82 8%K 131.31/100.89 -30.42/-33.22 5.2 2.54 1.5%Na 103.46/95.39 -8.07/-8.47 1.6 0.79 3%Na 112.27/96.04 -16.23/-16.96 3.1 1.52 5%Na 122.43/94.34 -28.09/-28.21 4.8 2.30 8%Na 143.84/101.36 -42.48/-45.22 5.5 2.68 元素质量分数/% 原子数分数/% 误差率/% K 12.20 9.81 0.3 19.47 22.68 0.4 36.73 41.10 0.6 3.75 3.68 0.1 Ca 25.00 19.61 0.4 Fe 0.77 0.43 0.1 元素 质量分数/% 原子数分数/% 误差率/% 34.18 27.53 0.5 Al 15.01 17.53 0.4 44.99 50.45 0.8 2.15 2.11 0.1 Ca 1.40 1.10 0.1 Fe 2.27 1.28 0.1 元素质量分数/% 原子数分数/% 误差率/% Na 73.79 79.67 0.7 Mg 3.05 3.11 0.1 4.60 4.23 0.1 Si 2.88 2.55 0.1 3.77 2.92 01 C 1.97 1.22 01 MAG-1500x HV-200kV WN:S Fe 0.05 0.02 0.0 图2原始焦炭(a)、吸附钾焦炭（⑥）及吸附钠焦炭(c)表面灰分的扫描电镜像及能谱分析结果 Fig.2 SEM images and EDS analysis results of ash on original coke (a),potassium-absorbed coke (b)and sodium-absorbed coke (c) 为了了解碱金属在焦炭基体和灰分中的分布， 出，K元素存在区域主要以灰分为主，黑色焦炭基 对有灰分颗粒的局部区域进行元素分布分析，结果 体表面几乎没有K元素存在.另外，对比图(1)、(4) 如图3所示.图3(a)为对吸附钾焦炭的分析结果， 和(5)发现，K和Si、A1两个元素的分布极其相似， 其中图(1)、(2)、(3)、(4)、（⑤）和(6)分别代表元素 而其他灰分元素Ca、Mg和S没有类似规律，说明 K、Ca、Mg、Si、A1和S的分布.从图(1)可以看 K在灰分中的吸附和Si、A1有很大关系.K在灰分
· · 北 京 科 技 大 学 学 报 第 卷 粒为焦炭灰分 从图 可 以看到原始焦炭灰分中 的质量分数只有 , 含量几乎为零 从图 可 以看到在吸附钾焦炭的灰分中, 的质量分 数增加到了 从 图 可 以看到在吸附钠 焦炭的灰分中, 质量分数高达 叹 表 吸附实验结果 、一 单质碱金属气氛 反应前后小增锅质量 实际失重和理论失重 吸附量 吸附百分比 湃 叹 叨「 一 一 一 一 一 刀 一 一 一 一 刀 一 沱 一 一 一匕︹ …` 一尸︸﹄通 图 原始焦炭 、吸附钾焦炭 及吸附钠焦炭 表面灰分的扫描电镜像及能谱分析结果 入 , 、 , , 一 一飞 飞 · · 为了了解碱金属在焦炭基体和灰分 中的分布 , 对有灰分颗粒的局部区域进行元素分布分析, 结果 如 图 所示 图 为对吸 附钾焦炭的分析结果, 其 中图 、 、 、 、 和 分别代表元素 、 · · 、 和 的分布 从图 可 以看 出, 元素存在区域主要 以灰分为主 , 黑色焦炭基 体表面几乎没有 元素存在 另外 , 对 比图 、 和 发现, 和 、 两个元素的分布极其相似 , 而其他灰分元素 、 和 没有类似规律, 说明 在灰分中的吸附和 、 有很大关系 在灰分
第4期 赵宏博等：钾、钠对焦炭劣化作用 .441. 中可能以硅铝酸盐（钾霞石或白榴石）的形式存在， 出，Na元素的分布似乎和其他元素都没有明显的 同时也说明K在灰分中的吸附受到Si、A1两种元 关系. 素的限制 结合图2(c)的分析结果可知，Na质量分数高 图3(b)为吸附钠焦炭的分析结果，其中图 达73.79%，远远高于其他灰分元素，说明Na在灰 (1)、(2)、(3)、(4)、(5)和(6)分别代表了元素 分中的吸附不受其他元素限制.在有氮气保护的反 Na、Mg、Ca、Al、Si和S的分布.从图(1)可以 应过程中，Na可能以游离态存在于灰分中，完成反 出，Na在焦炭表面的分布与K不同，虽然主要集 应后，在取样过程中与空气接触，最终可能以氧化 中在灰分区域，但在周围的焦炭基体表面也有一部 物或者碳酸盐的形式大量在焦炭表面存在. 分Na存在.此时再对比图(1)、(4)和(5)可以看 2 (2) -KA CA-KA K 4 (5) A (a) (2 K (5) K国 (b) 图3吸附钾焦炭表面(a)和吸附钠焦炭表面(b)的元素分布图 Fig.3 Distribution maps of elements on the surface of potassium-absorbed coke (a)and sodium-absorbed coke (b) 根据以上分析，可以推断K和Na在焦炭上的 在的K质量为0.338g,而在吸附钠焦炭中，以表面 吸附有以下两点不同：(1)钾和钠虽然都主要被灰 吸附形式存在的Na为0.465g.此结果证实了上文 分吸收，但是K只能有限的跟灰分中的Si、A】结 扫描电镜分析结果，即表面吸附Na的质量多于吸 合生成硅铝酸盐（钾霞石或白榴石），而钠的吸附却 附K的质量 不受其他灰分元素的限制，能以单质的形式在灰分 由以上分析结果可以推断出，正是由于钠更容 中大量存在：(2)在焦炭基体表面，表面吸附形式的 易以表面吸附的形式存在于焦炭基体表面或灰分 Na多于K,也就是Na单质更加容易覆盖在焦炭表 中，所以在相同质量比碱金属气氛下，焦炭对钠的 面 吸附量大于钾 分别将在气氛为5%K、Na吸附后的焦炭浸泡 2.3钾、钠对焦炭破坏对比 在8%稀盐酸溶液中，搅拌处理2h后，将焦炭从溶 图4为焦炭吸附钾、钠后外观对比.由图可以 液中分离并烘干，待进行焦炭热态性能测试.浸泡 看出，原本银灰色的焦炭颜色上发生很大变化.吸 后的溶液经行过滤，用原子吸收分光光度法(AAS) 附钾后的焦炭颗粒有些粉化，且部分焦炭颜色偏白： 测定过滤液中K、Na的质量浓度，再乘以溶液体积 而吸附了钠的焦炭颗粒上似乎没有太大变化，没有 得到酸洗溶液中元素K、Na的质量，即焦炭颗粒中 出现类似吸附钾焦炭那样明显的粉化，部分焦炭呈 表面吸附K、Na的质量，测定结果如表3所示.由 焦黄色 表3可以看出在吸附钾焦炭中，以表面吸附形式存 将反应后的焦炭进行筛分，颗粒分为五个粒级
.442 北京科技大学学报 第35卷 如表4所示.可以看到随着钾气氛的升高，焦炭粉 本身对焦炭破坏作用的差别还是比较大的，如表4 化的程度也是越来越严重的，小颗粒焦炭的比例逐 最后一列数据所示，即使在没有CO2的条件下，钾 渐升高，而吸附钠的焦炭中几乎没有小于15mm的 也能对焦炭进行破坏，粉化大颗粒的焦炭，但是钠 颗粒.如果以焦炭中小于10mm颗粒的质量分数作 对焦炭没有类似的作用，焦炭质量几乎不受影响 为一个衡量粉化程度的标准，可以看出两种碱金属 表3焦炭颗粒中表面吸附碱金属的量 Table 3 Amount of alkali metals absorbed on the surface of coke particles 焦炭 K质量浓度/(mgL-l) Na质量浓度/(ngL-I) 过滤液体积/mLK质量/g Na质量/g 吸附钾焦炭 1421.50 17.00 2375 0.338 0.00404 吸附钠焦炭 1672.00 33.70 278.0 0.00937 0.465 (a 图4吸附钾焦炭(a)和吸附钠焦炭(b)外观对比 Fig.4 Comparison in appearance between potassium-absorbed coke (a)and sodium-absorbed coke(b) 表4吸附实验后焦炭颗粒粒度分布 Table 4 Size distribution of coke fines after absorption experiment 15~21mm粒10~15mm粒 单质碱金属气氛 >21mm粒 5~10mm粒 <5mm粒 径质量/g 径质量/g 径质量/g 径质量/g <10mm粒径质量分数/% 径质量/g 3%K 167.00 26.00 2.20 1.60 5.00 3.27 5%K 167.43 20.17 6.45 5.43 4.31 4.80 8%K 132.00 44.00 8.00 10.40 10.60 10.20 1.5%Na 190.70 10.80 0 0 0.10 0.05 3%Na 179.70 23.40 0 0 0.30 010 5%Na 195.89 8.53 0.07 0 0.24 0.10 8%Na 179.40 25.80 0 0 0.30 0.14 已知碱金属蒸气能够通过焦炭的表面孔隙扩 积膨胀可；K还会与焦炭中的灰分元素生成钾霞石 散到内部，为了观察焦炭内部的情况，选取形状 (K20Al2032Si02)或白榴石(K20-Al2034Si02, 比较规则的焦炭，纵向切取待观察焦炭表面并将其 分别有30%和50%的体积膨胀，可能正是由于这些 磨平，其内部孔隙扫描电镜像如图5所示.由图 不规则膨胀导致了焦炭内部组织产生裂纹，使焦炭 5(a)可以看出，在吸附钾后，焦炭气孔内部的平板 强度下降.由此可以推断出，由于平板组织上高含 组织上有微裂纹甚至断裂（图中位置1、2和3所 量的K导致微裂纹甚至断裂的产生. 示)：而图5(b)中可以看出，吸附钠后焦炭的气孔 对原始焦炭内部气孔壁、图5中位置3断裂的 和气孔壁都完好无损，没有类似的裂纹出现.由上 组织以及吸附钠焦炭的内部组织进行扫描电镜观察 文对碱金属存在形式的分析可知，K会与C结合形 以及能谱分析，分别对应于图6(a)、(b)和(c).由 成层间化合物（如C8K和C60K),产生10%以上体 图6可以看出，对于吸附钾的焦炭，即使在深处的