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铝用炭素材料原料

更新时间:2023-10-17      点击次数:203

铝用炭素材料主要包括铝用阳极材料和铝用阴极材料两大类别,两类炭素材料都有相应的上游原料,相关的产品生产对应相关的流程,并产生对应的下游产物。

铝用阳极材料

预焙阳极是铝用碳素阳极材料的典型代表。生产预焙阳极原料包括煤沥青、石油焦等。石油焦来源于石油化工行业焦化渣,经过煅烧得到煅后焦,煅后焦与回收残极、细粉等物料混合加入煤沥青黏结剂,经过混捏、成型、焙烧等工序得到预焙阳极产品。

石油焦

石油焦是石化行业原油裂解的重油渣经过加热焦化后的产物,碳元素质量分数达90%左右,氢元素8%以下,硫元素5%以下,挥发分在8%~20%,剩余部分为钒、铁、镍、钠、硅、钙等元素;由于钒、钠、铁、钙、镍等元素对阳极的空气和二氧化碳反应催化作用影响很大。

煅后焦

煅后焦是石油焦高温煅烧后的产物,煅烧温度通常在1200~1400℃。这一过程主要是排除石油焦中的水分、挥发分。煅后焦由于挥发分、水分等损失,整体质量下降,钒、硅、钙、镍、铁等无机元素含量整体呈现上升趋势。在石油焦煅烧后,有机硫燃烧逃逸或者无机硫分解挥发使得硫总量损失较多,和石油焦相比煅后焦中硫元素呈现明显下降趋势,同时硫含量降低对空气反应性和二氧化碳反应性抑制作用减弱。

煤沥青

煤沥青是煤焦油蒸馏残余物,无固定熔点,化学组分极其复杂,碳元素质量分数达到92%,氢元素4%左右,还含有少量氧、氮、硫及微量钒、铁、镍、钠等杂质元素。煤沥青中的杂质元素含量较低,但该指标对阳极二氧化碳和空气反应性相当重要,因为阳极产品被二氧化碳和空气优先反应的部分是黏结剂基体——煤沥青部分。

国内一般要求煤沥青灰分小于0.3%,而石油焦灰分通常要求小于0.5%,因此煤沥青杂质元素含量整体上要比石油焦更低,硫元素通常也在0.5%以下,钒、镍、钙等元素普遍在0.005%~0.01%水平。由于煤沥青生产中会加入钠盐,使得钠元素比石油焦高;另外煤沥青钛、铅、铬等元素含量通常高于石油焦含量水平,最高能达到0.02%以上。

残极

残极是电解槽中预焙阳极反应后剩余的阳极残余物,清理除去覆盖料的残极,可在阳极材料生产过程中重新利用。残极中的杂质元素会随残极的回收进入预焙阳极中,劣质残极带来的高含量杂质元素,严重影响阳极的导电性和空气、二氧化碳反应性,造成预焙阳极的碳颗粒脱落。


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