碳热还原反应
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二氧化硅与碳反应的化学方程式
二氧化硅与碳反应的化学方程式
二氧化硅与碳在高温下发生反应，生成硅和一氧化碳。
其化学方程式为：
SiO₂ + 2C → Si + 2CO
这个反应是一个重要的化学反应，用于制备高纯度的硅。
在高温下，碳还原二氧化硅中的硅，生成硅和一氧化碳。
这个反应需要在高温下进行，通常需要在电炉或碳热还原炉中进行。
需要注意的是，这个反应是一个放热反应，因此在反应过程中需要控制温度，以避免反应过于剧烈而导致设备损坏或安全事故发生。
此外，由于一氧化碳是一种有毒气体，因此在操作过程中需要注意安全，避免一氧化碳泄漏对人体造成危害。
氟磷酸钙与碳反应生成CaO、CO(g)、CaF2和PO2(g)的热力学
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟氟磷酸钙与碳反应生成CaO、CO(g)、CaF2 和PO2(g)的热力学本文对反应2Ca5 (PO4)3F+3C=9CaO+3CO(g)+CaF2+6PO2 (g)进行了系统的热力学分析。
研究结果表明：不同压力下，Ca5 (PO4)3F 与C 反应生成PO2 (g)的理论起始温度不同，随着压力的下降起始温度降低。
当压力为105 Pa 时，生成PO2 (g)的理论起始温度为2662 K；当体系压力降至10 Pa 时，反应理论起始温度为1897 K。
磷矿石的主要成分为磷灰石，学名氟磷酸钙，在高温和高压下都比较稳定。
工业上利用氟磷酸钙与碳的热还原反应来制取磷单质。
关于氟磷酸钙与碳的还原反应，很多学者进行了研究。
在氟磷酸钙碳热还原制取磷单质的反应机理方面，鲍晓军等认为氟磷酸钙首先发生热分解反应，生成：CaO，CaF2，P2O5，然后P2O5 在C 还原下生成磷单质。
张进荣江礼科等也对氟磷酸钙碳热还原制备磷过程的机理进行研究，提出了两种机理，认为在常压1400 ℃条件下，碳直接还原氟磷灰石是非常困难的且其反应难以控制。
李秋霞等提出用真空法直接从磷矿石中制备磷，从热力学角度讨论了氟磷酸钙碳热还原过程中各反应的可行性及反应起始温度；采用从头算分子动力学模拟方法对氟磷酸钙碳热还原的反应机理进行了初步的研究；同时运用实验探索了氟磷酸钙碳热还原的过程及添加SiO2 对还原率的影响等。
在前期量子化学模拟计算中发现，反应过程中有PO2(g)和PO(g)等物质出现。
本文针对2Ca5(PO4 )3F+3C=9CaO+3CO(g)+CaF2+6PO2 (g)进行热力学分析。
结论通过对反应氟磷酸钙与碳反应生成氧化钙、一氧化碳、氟化钙和二氧化。
碳与水高温反应的化学方程式
碳与水高温反应的化学方程式碳与水高温反应的化学方程式是：C + H2O → CO + H2在这个化学反应中，碳和水反应生成一氧化碳和氢气。
这是一个部分氧化的反应，碳的氧化状态从0变为+2，而水的氧化状态从0变为-2，因此反应是氧化还原反应。
在这个反应中，碳是还原剂，它失去了电子，氧化为一氧化碳。
水是氧化剂，它接受了碳的电子，被还原为氢气。
这个反应通常在高温下进行，通常在800°C到1000°C的温度范围内。
高温有助于加速反应速率，并提供足够的能量以克服反应的激活能。
这个反应在工业上有一定的应用。
一氧化碳是一种重要的化学原料，可用于制造合成气、甲醇和其他有机化合物。
氢气也是一种重要的能源，可用于燃料电池和其他能源转换技术。
这个反应的化学方程式可以简化为：C + H2O → CO + H2这个方程式清晰地显示了反应物和生成物之间的关系。
碳和水反应生成一氧化碳和氢气。
在这个反应中，碳的原子数和氢的原子数在反应前后保持不变，这符合质量守恒定律。
反应物的质量等于生成物的质量。
这个反应具有热力学可行性，即反应的Gibbs自由能变化为负。
这意味着反应是自发进行的，有利于生成物的形成。
在实际的反应条件下，这个反应还可能伴随着其他反应。
例如，在高温下，一氧化碳进一步与水反应生成二氧化碳和氢气。
这个反应可以表示为：CO + H2O → CO2 + H2这个反应是一氧化碳氧化的反应，一氧化碳被氧化为二氧化碳，水被还原为氢气。
这个反应也是一个氧化还原反应。
这个反应的化学方程式可以简化为：CO + H2O → CO2 + H2这个方程式清晰地显示了反应物和生成物之间的关系。
一氧化碳和水反应生成二氧化碳和氢气。
在工业上，这个反应通常用于合成气的生产。
合成气是一种重要的化学原料，可用于制造合成石油、化学肥料和其他化学产品。
碳与水高温反应的化学方程式是C + H2O → CO + H2，这是一个部分氧化的反应。
含碳球团还原反应及其技术
专家论坛含碳球团还原反应及其技术汪琦(辽宁科技大学,辽宁鞍山114044)摘要:对含碳球团的自还原反应和工艺中涉及的燃烧和氧化反应进行了论述,分析了煤的性质、氧化性气氛对含碳球团自还原性的影响;介绍并且评价了现有和正在研发的含碳球团直接还原法和熔融还原法。
关键词:含碳球团;还原工艺;自还原性中图分类号:TF124 文献标识码:A 文章编号:1006-4613(2009)04-0001-10Reduction Reacti o n of Carbon-Conta i n ing Pellet and Its R educti o n ProcessW ang Q i(Sc ience and T echnology Un i v ersity of L iaon i n g,Ahshan114044,L iaon i n g,Ch i n a)Abstract:Se lf reducti on reac ti ons o f carbon-conta i n i ng pe llet and combusti on and ox i d izi ng reac tions i nvo lved i n t he reducti on process are discussed,and effects of coa l properti es and ox i d izi ngat m osphere on the self-reduc tion o f carbon-conta i n i ng pe llet are ana l y zed.Ex isti ng and be i ng de-ve loped pro cesses o f t he direc t reduction and m elti ng reduc tion of carbon-conta i n i ng pellet are i ntro-duced and t hen eva l uated.K ey word s:ca rbon-contai n i ng pe ll et;reducti on process;self-reduction含碳球团是指由含铁粉料配以固体还原剂(煤粉和焦粉等)和适当的粘结剂,经充分混合后经造球机造球或压球机压制而成的一种含碳含铁的小球或冷压块。
碳热还原—浸出法回收废旧锂电池中的镍、钴、锰
第30卷第3期2021年6月Vol.30,No.3June2021矿冶MINING AND METALLURGYdoi:10.3969/j.issn.1005-7854.2021.03.005碳热还原一浸出法回收废旧锂电池中的镰、钻、猛代云1邓朝勇1吴浩彳(1.稀美资源(广东)有限公司，广东清远513055；2.广东佳纳能源科技有限公司，广东清远513056)摘要：废旧锂离子电池正极材料含有大量的有价金属且市场拥有量大，目前的回收工艺具有流程长、酸消耗高、锂的直收率低等问题。
利用价格低廉的工业焦粉与三元正极材料混合加热可以实现粘结剂和正极材料的有效分离，同时将正极材料还原回收。
通过碳热还原将废旧锂离子电池正极材料中的锂转化为可溶性碳酸盐，首先利用水浸过程分离出锂，接下来采用硫酸浸出工艺对废旧锂离子电池正极材料中的镰、钻、猛三种元素进行浸出，研究了碳热还原条件和水浸条件对锂浸出的影响，最后将水浸渣进行硫酸浸出分离鎳、钻、猛。
结果表明，在碳热还原温度6509、还原时间100min.水浸温度259、水浸液固比(mL/g)12.搅拌速度100r/min.水浸时间120min时，锂的浸出率达到最大，为91.61%；在硫酸浓度2.0mol/L.搅拌转速为200r/min.液固比(mL/g)为9、浸出温度75匸、浸出时间90min时，可以获得一个较优的镰、钻、猛浸出率，此条件下的镰、钻、猛浸出率分别为95.83%、96.22%.9&02%。
碳热还原一水浸一硫酸浸出工艺是一种较为高效的回收三元废旧锂离子电池中有价金属的工艺。
关键词：废旧三元锂离子电池；正极材料；碳热还原；水浸；硫酸浸出中图分类号：X758文献标志码：A文章编号：1005-7854(2021)03-0024-07Recovery of Ni,Co and Mn from cathode materials of spent lithium ion batteries by carbothermal reduction and leaching methodDAI Yun1DENG Chao-yong1WU Hao2(1.Ximei Resources(Guangdong)Limited,Qingyuan513055,Guangdong,China；2.Guangdong Jiana Energy Technology Co.Ltd.,Qingyuan513056,Guangdong,China)Abstract:There is a large amount of spent cathode materials for lithium-ion batteries in the market and they contain a lot of valuable metals・The current recycling process has many problems,such as long process,high acid consumption and low direct yield of lithium・The effective separation of binder and cathode material can be achieved by mixing and heating the cheap industrial coke powder with ternary cathode material,and the cathode material can be recovered at the same time.Lithium in spent lithium-ion battery cathode materials was converted into soluble carbonate by carbothermal reduction.Firstly,lithium was separated by water leaching process,and then nickel,cobalt and manganese in spent lithium-ion battery cathode materials were leached by sulfuric acid leaching process・Finally,the leaching residue was leached with sulfuric acid to separate nickel?cobalt and manganese.The results show that when the carbothermal reduction temperature is650°C,the carbothermal reduction time is100min,the water leaching temperature is25°C,the liquid-solid ratio is12mL/g,the stirring speed is100r/min,and the water leaching time is120min,the leaching rate of lithium reaches the maximum,which is91・61%・When收稿日期：2021-03-17基金项目：广东省重点实验室专项（2020年粤财科教[2020]50号）；清远市科技计划项目（清科函[2019]126号300）第一作者：代云，学士，高级工程师，主要从事湿法冶金与资源综合回收利用研究。
冶金学-Zn-08-7-火法炼锌
锌冶金
3火法炼锌
3.1 火法炼锌概述 3.2 火法炼锌基本原理 3.3 火法炼锌的生产实践 3.4 锌的火法精炼
3.1 火法炼锌概述 火法炼锌是将含 火法炼锌是将含ZnO的死焙烧矿用碳质还原剂还原得 的死焙烧矿用碳质还原剂还原得 到金属锌的过程。由于ZnO较难还原，所以火法炼锌必须 较难还原， 到金属锌的过程。由于 较难还原 在强还原和高于锌沸点的温度下进行。 在强还原和高于锌沸点的温度下进行。还原出来的锌蒸气 经冷凝后得到液体锌。 经冷凝后得到液体锌。 还原蒸馏法主要包括竖罐炼锌、平罐炼锌和电炉炼锌。 还原蒸馏法主要包括竖罐炼锌、平罐炼锌和电炉炼锌。 竖罐和平罐炼锌是间接加热，电炉炼锌为直接加热。 竖罐和平罐炼锌是间接加热，电炉炼锌为直接加热。共同 特点是：产生的炉气中锌蒸气浓度大，而且CO2含量少， 含量少， 特点是：产生的炉气中锌蒸气浓度大，而且 容易冷凝得到液体锌。 容易冷凝得到液体锌。 20世纪 年代开发，60年代投入工业生产的密闭鼓风 世纪50年代开发 世纪 年代开发， 年代投入工业生产的密闭鼓风 炉炼锌(简称 炉炼锌 简称ISP)法是一种适合于冶炼铅锌混合矿的炼锌 法是一种适合于冶炼铅锌混合矿的炼锌 简称 方法。它的特点是采用铅雨冷凝法从含CO2含量高而锌含 方法。它的特点是采用铅雨冷凝法从含 量低的炉气中冷凝锌，产出铅和锌两种产品。 量低的炉气中冷凝锌，产出铅和锌两种产品。
3.2 火法炼锌基本原理 R D* P A B Q
3.2 火法炼锌基本原理 3.2.1氧化锌的碳热还原反应基础 氧化锌的碳热还原反应基础 （ 1 ） PZn =50662Pa 的 p 线 与 aZn=1 的 Q 线 相 交 于 B 点 此时Zn的气液两相共存 （826℃），此时 的气液两相共存 ； ℃ （ 2）温度大于 ） 温度大于826℃ 生成锌蒸汽 ， 低于 ℃ 生成锌蒸汽，低于826℃生成液态锌 。 ℃ 生成液态锌。 但低温还原要求P 分压很低，难于 但低温还原要求 CO2/ PCO ≈10-3± ，且PCO 分压很低 难于 实现；因此还原产出液态锌在工程上是不可行的。 实现；因此还原产出液态锌在工程上是不可行的。 线相交于A点 （ 3 ） PZn=50662Pa 的 p线 PCO=50662Pa 的 R 线相交于 点 线 这是总压 总压1atm时ZnO与Zn(g)共存点； 共存点； （920℃），这是总压 ℃ 时 与 稳定； （4）总压 ）总压1atm时，温度大于 时 温度大于920℃， Zn(g)稳定 ； 温度小 ℃ 稳定； 于920℃， ZnO稳定； ℃ 稳定
3火法炼锌
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3.1 火法炼锌概述 火法炼锌是将含 火法炼锌是将含ZnO的死焙烧矿用碳质还原剂还原得 的死焙烧矿用碳质还原剂还原得 到金属锌的过程。由于ZnO较难还原，所以火法炼锌必须 较难还原， 到金属锌的过程。由于 较难还原 在强还原和高于锌沸点的温度下进行。 在强还原和高于锌沸点的温度下进行。还原出来的锌蒸气 经冷凝后得到液体锌。 经冷凝后得到液体锌。 还原蒸馏法主要包括竖罐炼锌、平罐炼锌和电炉炼锌。 还原蒸馏法主要包括竖罐炼锌、平罐炼锌和电炉炼锌。 竖罐和平罐炼锌是间接加热，电炉炼锌为直接加热。 竖罐和平罐炼锌是间接加热，电炉炼锌为直接加热。共同 特点是：产生的炉气中锌蒸气浓度大，而且CO2含量少， 含量少， 特点是：产生的炉气中锌蒸气浓度大，而且 容易冷凝得到液体锌。 容易冷凝得到液体锌。 20世纪 年代开发，60年代投入工业生产的密闭鼓风 世纪50年代开发 世纪 年代开发， 年代投入工业生产的密闭鼓风 炉炼锌(简称 炉炼锌 简称ISP)法是一种适合于冶炼铅锌混合矿的炼锌 法是一种适合于冶炼铅锌混合矿的炼锌 简称 方法。它的特点是采用铅雨冷凝法从含CO2含量高而锌含 方法。它的特点是采用铅雨冷凝法从含 量低的炉气中冷凝锌，产出铅和锌两种产品。 量低的炉气中冷凝锌，产出铅和锌两种产品。
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钛精矿配碳还原的过程优化
钛精矿配碳还原的过程优化张士举;刘松利;谢金洋【摘要】攀西地区钛精矿成分复杂,性质特殊.为了探明碳热还原钛精矿的机理,得出不同配碳量、温度、碱度对钛精矿碳热还原反应的影响以及钛精矿碳热还原最优条件,采用HSC Chemistry 6.0软件对钛精矿配碳还原过程中铁、钛和钒的起始还原温度、金属含量、金属化率等进行了计算.结果表明:随着温度的增加,还原率逐渐增加;配碳量对还原反应的影响较大,当配碳量增加时,还原反应开始温度逐渐降低;碱度的增加对金属铁的回收率影响不大,对金属钒和钛的影响较大;当温度为1600℃、碱度为1、配碳量为14％时,对金属铁、钛、钒的回收效果最好,铁回收率可以达到99％以上,钛回收率为0.0147％,钒的回收率为25.5％.%The compositions of ilmenite concentrate in Panxi Area are complex, and its properties are special.In order to explore the mechanism and obtain effects of carbon content, temperature and basicity on carbothermal reduction of ilmenite concentrate, the starting reduction temperature, metal content and metal metallization rate were calculated by HSC Chemistry 6.0 software.The results indicated that the reduction rate of metal gradually increased with the increase of temperature;the carbon content showed a great influence on carbothermal reduction;the temperature of starting reduction gradually decreased as the increase of carbon content.The increase of basicity had little effect on metal iron recovery, but had great effect on titanium and vanadium.When the temperature was 1 600 ℃, the basicity was 1, and the amount of carbon was 14％, the recoveries of iron, titanium and vanadiumwere the highest, which were more than 99％, 0.0147％ and 25.5％, respectively.【期刊名称】《矿产保护与利用》【年(卷),期】2017(000)004【总页数】9页(P73-80,86)【关键词】碱度;温度;钛精矿;还原;碳【作者】张士举;刘松利;谢金洋【作者单位】攀枝花学院资源与环境工程学院,四川攀枝花 617000;攀枝花学院资源与环境工程学院,四川攀枝花 617000;攀枝花学院资源与环境工程学院,四川攀枝花 617000【正文语种】中文【中图分类】TF823攀西地区钛资源占全国钛储量的90%，其钒钛磁铁矿经选矿后主要产品为铁精矿和钛精矿，铁精矿主要用于高炉炼铁，钛精矿主要用于制备高钛渣、钛白粉、酸渣、四氯化钛、海绵钛等。
废旧磷酸铁锂材料碳热还原固相再生方法
2018年第37卷增刊1 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·133·化 工 进展废旧磷酸铁锂材料碳热还原固相再生方法陈永珍1,2,3，黎华玲1,2,3，宋文吉1,2,3，冯自平1,2,3（1中国科学院广州能源研究所，广东 广州 510640；2中国科学院可再生能源重点实验室，广东 广州 510640；3广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室，广东 广州 510640）摘要：采用热处理方法将回收的正极片除去黏结剂，同时将LiFePO 4氧化为Li 3Fe 2(PO 4)3及Fe 2O 3并作为再生反应原料，分别以葡萄糖、一水合柠檬酸、聚乙二醇为还原剂，650℃高温反应16h 、20h 、24h 碳热还原再生LiFePO 4。
测试结果表明，3个还原剂体系均能获得再生LiFePO 4材料。
以葡萄糖为还原剂，高温反应16h 、20h 、24h ，放电比容量分别为118.49mA·h/g 、118.38mA·h/g 、123.77mA·h/g ；100次循环后，容量保持率分别为88.40%、80.07%、72.56%。
还原剂对再生材料性能影响显著，以葡萄糖为还原剂，再生材料的容量特性及循环性能均最优，一水合柠檬酸还原剂体系次之，聚乙二醇还原剂体系电化学性能最差。
研究结果为大规模废旧LiFePO 4材料再生提供一种新的途径。
关键词：废旧电池；磷酸铁锂；回收；再生；碳热还原法中图分类号：TM912.9 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2018）s1–0133–08 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2018-0729Solid phase regeneration of spent LiFePO 4 cathode materialsby carbothermal reduction methodCHEN Yongzhen 1,2,3, LI Hualing 1,2,3, SONG Wenji 1,2,3, FENG Ziping 1,2,3（1Guangzhou Institute of Energy Conversion, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510640, Guangdong, China;2Key Laboratory of Renewable Energy, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510640, Guangdong, China;3Guangdong Provincial Key Laboratory of New and Renewable Energy Research and Development, Guangzhou 510640,Guangdong, China ）Abstract: The binder of the scrap electrode was removed by heat treatment and the spent LiFePO 4 was oxidized to Li 3Fe 2(PO 4)3 and Fe 2O 3 at the same time. The Li 3Fe 2(PO 4)3 and Fe 2O 3 were used as starting materials to regenerate LiFePO 4 by carbothermal reduction method with glucose, citric acid monohydrate and polyethylene glycol as reducing agent respectively. The regeneration reactions occurred at 650 for 16h, 20h and 24h , respectively. The results showed that the pure phase ℃regenerated LiFePO 4 material was obtained by the three reductant systems. When the glucose worked as reducing agent in regeneration reactions for 16h, 20h and 24h, the initial specific discharge capacities of the regenerated materials were 118.49mA·h/g, 118.38mA·h/g, 123.77mA·h/g, respectively. After 100 cycles, the capacities retention rates were 88.40%, 80.07% and 72.56%, respectively. The effect of reducing agent on the performance of regeneration materials was significant. Both the specific discharge-discharge capacity and cycle performance of regeneration materials were optimal, when the glucose worked as reducing agent. The regeneration materials with polyethylene glycol reductant第一作者：陈永珍（1985—），女，硕士，工程师，研究方向为储能材料。
三氧化二铝碳还原法
三氧化二铝碳还原法1. 简介三氧化二铝碳还原法是一种常用的制备高纯度金属铝的方法。
此方法利用三氧化二铝与碳在高温下反应生成金属铝和二氧化碳的化学反应，通过合适的反应条件和工艺参数，可获得高纯度的金属铝产品。
本文将从实验原理、反应条件和工艺参数、设备和操作、优缺点以及应用方面进行综合探讨。
2. 实验原理三氧化二铝碳还原法的主要反应方程式如下：Al₂O₃ + 3C → 2Al + 3CO该反应是一个高温还原反应，可通过改变反应条件和工艺参数来控制反应速率、产物纯度和产量。
反应温度的选择是关键，高温可以促进反应的进行，但过高的温度会导致产物中夹杂物和杂质的增加。
一般情况下，反应温度控制在2000°C到2300°C之间，可获得较高纯度的金属铝。
3. 反应条件和工艺参数除了反应温度外，还有其他几个关键的反应条件和工艺参数需要控制：3.1 反应时间反应时间是指反应过程持续的时间，影响反应的彻底程度和产物的纯度。
通常情况下，反应时间控制在2小时到4小时之间。
3.2 初始反应物比例初始反应物比例指的是三氧化二铝和碳的投料比例，直接影响到产物的纯度和产量。
合适的比例可以提高产物纯度和产量，一般建议三氧化二铝和碳的投料比例为1:3。
3.3 反应气氛反应气氛的选择对反应过程中的分解和反应有重要影响。
一般情况下，选择惰性气体如氩气作为反应气氛，避免氧气对反应的干扰。
4. 设备和操作三氧化二铝碳还原法的实验操作相对简单，所需设备也相对常见，主要包括高温炉、反应容器和气氛控制系统。
4.1 高温炉高温炉是进行碳还原法反应所必需的设备，用于提供高温条件。
一般常用的高温炉有电阻加热炉和感应加热炉，可以根据实际需求选择合适的设备。
4.2 反应容器反应容器是装载反应物和产物的容器，一般选用耐高温和惰性气体的材质如石墨或陶瓷制成。
4.3 气氛控制系统气氛控制系统用于控制反应气氛的组成和流速，保证反应进行的预期条件。
碳的还原性
碳的还原性
碳既有氧化性又有还原性。
氧化性指的是物质得电子的性质。
物质得电子的时候化合价降低。
还原性只物质失去电子的性质。
物质失去电子时化合价是升高的。
碳单质化合价为零，价合价既可以升高为正二正四价。
又可以较低为负四甲。
所以它既有氧化性又有还原性。
碳具有氧化性的例子：
碳能与硅发生化学反应生成碳化硅，反应式为Si+C=SiC(条件：高温)。
碳具有还原性的例子：
碳能与氧气发生化学反应生成二氧化碳，反应式为C+O2=CO2(条件：点燃)。
碳的化学性质为：
1、在氧气中燃烧：
剧烈放热，发出刺眼白光，产性无色无味能使氢氧化钙溶液(澄清石灰水)变浑浊的气体。
2、在空气中燃烧：
放热，持续红热，产生无色无臭能使氫氧化钙溶液(澄清石灰水)变浑浊的气体CO2。
3、作为还原剂：
碳作为还原剂拥有和氢气、一氧化碳相似的化学性质(但生成物不同)，都可以从金属氧化物中还原出金属单质。
4、稳定性：
碳在“常温”下具有稳定性，不易反应，故古代名画现代能保存，书写档案要用碳素墨水。
碳是一种非金属元素，位于元素周期表的第二周期IV A族。
拉丁
语为Carbonium，意为“煤，木炭”。
碳是一种很常见的元素，它以多种形式广泛存在于大气和地壳和生物之中。
碳单质很早就被人认识和利用，碳的一系列化合物一有机物更是生命的根本。
碳是生铁、熟铁和钢的成分之一。