焦炭為焦煤干餾后殘存的固態(tài)產(chǎn)物。形態(tài)呈不規(guī)則塊狀,富含大小不等的氣孔結構,質(zhì)地堅硬,顏色為銀灰或黑色。焦炭主要成分是碳元素,含少量氫、氧、氮、硫及少量其它元素。焦炭主要用于冶金工業(yè),是高爐冶煉的重要原料;同時也被廣泛用于鑄造行業(yè),少量也被化肥或燃氣工業(yè)用于制造水煤氣,近年來也有焦炭應用于電弧爐煉鋼操作。
生產(chǎn)焦炭的焦煤(coking coal),也稱作冶金煤,屬于煙煤或次煙煤?;蛴枚喾N煤炭配比混合后煉焦。焦煤在煉焦爐中隔絕氧氣經(jīng)過1,000 °C干餾后,可揮發(fā)成分已經(jīng)去除,剩余的固態(tài)物質(zhì)即焦炭。由于煉鐵需要盡可能少的硫、磷有害物,所以應選擇低硫低磷的焦煤。
國際上一般把焦煤分為六種:優(yōu)質(zhì)硬焦煤、標準硬焦煤、半硬焦煤、半軟焦煤、低揮發(fā)分噴吹煤、高揮發(fā)分噴吹煤。中國的焦煤分類(GB5751-1986)更為精確細致:弱粘煤(weak-sticky coal)、1/2中粘煤(1/2 middle sticky coal)、氣煤(gas coal)、氣肥煤(gas fat coal)、1/3焦煤(1/3 coking coal)、肥煤(fat coal)、焦煤(primary coking coal)、瘦煤(lean coal)、貧瘦煤(meager lean coal)、貧煤(lean coal)。
目前生產(chǎn)焦炭的方式主要有室式煉焦爐和無回收焦爐(或稱熱回收焦爐、清潔焦爐等)??傮w上,煉焦生產(chǎn)會給環(huán)境帶來諸多壓力,如空氣及水資源的污染。中國目前是焦炭產(chǎn)量最大的國家,2007年產(chǎn)量約為3.3億噸,約占世界總產(chǎn)量的60%。
1961年,在中國廣東新會發(fā)掘南宋末年(大約1270年前后)煉鐵遺址時,除找到爐渣、石灰石、鐵礦石外,還找到了焦炭。目前所知,這是世界上冶鐵用焦炭的最早實例。英國在1709年,由 Abraham Darby I 采用焦炭替代木炭煉鐵,獲得成功,并獲得了這項技術專利。