Gli indicatori di qualità del coke di petrolio calcinato sono cruciali per determinarne il valore e le applicazioni, principalmente negli anodi di alluminio, negli elettrodi di grafite, nei generatori di carbonio e nei combustibili. I suoi indicatori principali possono essere ampiamente classificati in proprietà fisiche e chimiche.
Di seguito la spiegazione dettagliata dei principali indicatori di qualità:
I. Indicatori chimici fondamentali
Questi indicatori riflettono principalmente la purezza, i componenti combustibili e il contenuto di oligoelementi del coke calcinato.
1. Contenuto di zolfo
• Descrizione: il contenuto totale di zolfo nel coke, uno degli indicatori di qualità più importanti.
• Importanza: un contenuto elevato di zolfo influisce gravemente sulle prestazioni dei prodotti a valle. Ad esempio, nell'elettrolisi dell'alluminio, lo zolfo viene convertito in SO₂, causando inquinamento ambientale e corrosione delle apparecchiature; negli elettrodi di grafite, lo zolfo provoca "espansione del gas" alle alte temperature, influenzando densità e resistenza.
• Intervallo tipico: a seconda delle materie prime, è classificato come coke a basso-zolfo (<1.0%), medium-sulfur coke (1.0%-3.0%), and high-sulfur coke (>3,0%). Gli anodi precotti di alta-qualità richiedono in genere un contenuto di zolfo inferiore al 2,5%.
2. Materia volatile
• Descrizione: la quantità di gas rilasciata dal coke ad alta temperatura (950±25 gradi) e in condizioni di isolamento dell'aria-.
• Importanza: riflette la completezza del processo di calcinazione. Un'eccessiva materia volatile indica una calcinazione incompleta, che porta alla generazione di grandi quantità di gas nei processi successivi (come l'impasto e la tostatura), causando la rottura del prodotto o un'eccessiva porosità. Il coke di petrolio ben-calcinato dovrebbe avere un contenuto di sostanze volatili molto basso.
• Intervallo tipico: solitamente deve essere inferiore allo 0,5% e inferiore allo 0,3% per i prodotti di alta-qualità.
3. Contenuto di oligoelementi
• Descrizione: Si riferisce principalmente a vanadio (V), nichel (Ni), sodio (Na), calcio (Ca), ferro (Fe), silicio (Si), ecc.
• Importanza: questi oligoelementi (soprattutto V e Ni) hanno un impatto negativo significativo sulle prestazioni degli elettrodi di grafite e degli anodi di alluminio. Ad esempio, il vanadio riduce la resistenza all'ossidazione degli elettrodi di grafite; sodio e calcio catalizzano la reazione di ossidazione dell'anodo durante l'elettrolisi, portando ad un consumo eccessivo.
• Gamma tipica: strettamente limitata a seconda dell'applicazione. Ad esempio, la produzione di elettrodi di grafite ad alta-potenza prevede requisiti rigorosi per il contenuto totale di V+Ni (ad esempio, inferiore a 200 ppm).
II. Indicatori fisici fondamentali
Questi indicatori riflettono principalmente la resistenza strutturale, la densità e la conduttività del coke calcinato.
1. Vera densità
• Descrizione: la densità dello scheletro del coke stesso dopo aver escluso tutti i pori.
• Importanza: un indicatore chiave per misurare il grado di calcinazione. Una densità effettiva più elevata indica un migliore sviluppo della struttura cristallina, una maggiore grafitizzazione e una migliore conduttività e stabilità termica del coke.
• Typical Range: Usually required to be between 2.04 - 2.12 g/cm³. Higher requirements are needed for the production of high-power electrodes (>2,10 g/cm³).
2. Stabilità delle particelle (forza post-coke calcinata)
• Descrizione: Misura la capacità delle particelle di coke calcinato di resistere alla rottura durante il trasporto e la successiva frantumazione, comunemente espressa come "indice del tamburo" o "indice della macinazione a sfere".
• Importanza: il coke scarsamente stabile produce polvere eccessivamente fine, influenzando la distribuzione granulometrica degli aggregati e delle polveri nella formulazione, influenzando così la densità della pasta e la resistenza meccanica del prodotto finale.
• Metodo di prova: in genere, misura la proporzione di particelle più grandi di un diametro specifico (ad esempio, 0,5 mm) dopo aver macinato il campione in determinate condizioni.
3. Resistività (resistività della polvere)
• Descrizione: Indicatore che misura la conduttività elettrica della polvere di coke calcinato.
• Importanza: direttamente correlata alla conduttività dell'anodo o dell'elettrodo finale. Una resistività inferiore significa una migliore conduttività, riducendo il consumo energetico nella produzione di alluminio elettrolitico.
• Intervallo tipico: la resistività della polvere di coke calcinato di alta qualità-normalmente deve essere inferiore a 500 μΩ·m.
III. Importanti indicatori ausiliari
1. Umidità
• Descrizione: Umidità assorbita dal coke calcinato durante il trasporto e lo stoccaggio.
• Importanza: influisce sulla quantità di asfalto utilizzato nel dosaggio. Un'umidità eccessiva può portare a fluttuazioni della produzione e può generare vapore ad alte temperature, causando difetti del prodotto.
• Intervallo tipico: generalmente deve essere inferiore allo 0,5%. 2. di distribuzione delle dimensioni delle particelle
• Descrizione: proporzione di diverse granulometrie nel coke di petrolio calcinato dopo la frantumazione e la vagliatura.
• Importanza: per la produzione di anodi ed elettrodi, aggregati e polveri di diverse dimensioni delle particelle devono essere miscelati secondo formule specifiche per ottenere l'impaccamento più denso, ottenendo così prodotti ad alta-densità e-alta resistenza. La distribuzione granulometrica è la base della progettazione della formula.
Riepilogo: la valutazione della qualità del coke di petrolio calcinato richiede una considerazione completa degli indicatori chimici e fisici di cui sopra in base al suo utilizzo finale. Per i prodotti ad alto valore-aggiunto (come gli elettrodi di grafite e gli anodi precotti di alta-qualità), gli obiettivi perseguiti costantemente sono a basso contenuto di zolfo, a basso contenuto di ceneri, a basse impurità e ad alta densità effettiva. Durante l'approvvigionamento, i test e l'accettazione vengono solitamente condotti secondo gli standard di settore (come YS/T 625, GB/T 24525, ecc.) o l'accordo tecnico tra acquirente e venditore.
