铝用碳阳极级石油焦的主要技术指标

根据目前炼油生产企业出厂的石油焦产品性质和预焙阳极用石油焦产品要求，就石油焦焦中的主要技术指标情况以及要求说明如下：

1 硫含量

石油焦中硫含量的多少主要取决于原油的品质。一般来说，石油焦硫含量范围比较低时，阳极消耗随硫含量的增加而减少，因为硫提高了沥青的结焦率，降低了沥青结焦的孔隙率，同时硫还与金属杂质结合，降低了金属杂质的催化作用，可抑制炭阳极的二氧化碳反应性和空气反应性。但若硫含量过高时，将增大炭阳极的热脆性，并且由于电解过程中硫主要以氧化物形态转为气相，严重影响电解环境，环保压力很大，另外还可能在阳极棒上生成硫化铁薄膜，增加电压降。

随着我国原油进口不断增多以及加工手段不断进步，石油焦劣质化趋势不可避免。据统计，十年前石油焦硫含量一般在1.5%左右，且比较稳定；五年前约2.0%左右，目前已达4.0%左右，有的甚至超过6.0%。为了适应原料变化，预焙阳极生产企业和电解铝行业进行了大量技术改造和技术攻关，从国内预焙阳极生产企业调研情况看，硫含量3%左右的石油焦一般可直接进行煅烧。国外情况大致相同，美国瑞兴艾(RAIN CII)公司是世界著名的预焙阳极煅后焦生产企业，他们从中石化进口石油焦时硫含量控制在0.5～6.0%，通过掺配等工艺措施进行煅烧，煅后焦硫含量控制小于3%，法国铝业、巴林铝业以及伊朗的相关公司等也要求煅后焦硫含量小于3%。

鉴于目前国产石油焦实际情况和电解铝对预焙阳极的实际要求，铝用碳阳极行业建议硫份控制在3.5%以下。

2 挥发分

石油焦的挥发分高说明未焦化部分携带多。挥发分过高将影响煅后焦真密度，降低煅后焦实收率，但适量的挥发分，有助于石油焦煅烧。石油焦经高温煅烧后，挥发分含量降低，故不同用户对挥发分的期望值不同，结合企业生产和用户需求实际情况，建议挥发分不大于10%～12%。

3 灰分

石油焦可燃部分在850℃的高温作用和空气流通的条件下完全燃烧后，所残存下来的不能燃烧的矿物杂质(微量元素)称为灰分，测定灰分的目的就是鉴定矿物杂质(微量元素)含量的多少，以便评定焦的质量。

控制灰分含量亦即控制了微量元素，灰分过大必将影响阳极自身以及原铝质量。结合用户需求和企业生产实际情况，建议灰分不大于0.3%～0.5%。

4 粉焦量

石油焦粒度对实收率、能耗及煅后焦影响较大，粉焦量高的石油焦在煅烧过程中碳质烧损严重，由于粉焦含量大，易引起下料口结焦、炉体放炮等情况，容易导致炉体早期破损、过烧、卸料阀堵死、煅烧焦疏松、易粉化等问题，影响煅烧炉寿命，同时煅后焦的真密度、振实密度、气孔率、强度、电阻率以及氧化性能方面都有较大影响。基于目前国内石油焦生产及品质的具体情况，征询业内专家意见，粉焦量(小于8mm)控制在30～50%以内。

5 固定碳

石油焦中有机质在高温下裂解，逸出气态产物后的固态产物为固定碳。固定碳是制备预焙阳极的基本成分，不同石油焦的固定碳含量不同。铝用碳阳极行业通常要求固定碳含量不低于85%。

6 水分

石油焦含水主要来源：一是焦炭塔出焦时，石油焦在水力切割作用下外排至焦池；二是从安全角度出发，出焦后对尚未完全冷却的石油焦还须采取喷淋降温的措施；三是石油焦在焦池、堆场基本露天堆放，其含水量受环境影响；四是石油焦结构的不同，其保持水分的能力也不同。根据石油焦生产、堆放、运输现状，一般水分按照合同约定执行。

7 微量元素

石油焦微量元素含量直接影响预焙阳极的使用周期和电解铝产品质量和品级。石油焦中微量元素主要包括Fe、Ca、V、Na、Si、Ni、P、Al、Pb等。由于石油炼制厂家的油源不同，微量元素成分及含量有很大差别，一些微量元素是原油中带入(如S、V等)，还有是在原油开采过程中带入，另外在加工过程中也会带入一部分碱金属和碱土金属，运输、储存过程中也会增加一些灰分(如Si、Fe、Ca等)。

微量元素含量过多将直接影响预焙阳极使用周期及电解铝的品级， Ni、V、Ca、Na等元素对阳极氧化反应有强催化作用，促使阳极发生选择性氧化，使阳极掉渣掉块，增加阳极的过量消耗；Si、Fe主要影响原铝质量，其中Si含量增高会使铝硬度增高，导电性能下降，Fe含量增加对铝合金的塑性和抗腐蚀性影响很大；P、Pb主要影响电解槽电流效率和环境，Al对阳极和电解铝无明显影响。

8 弹丸焦含量

弹丸焦也称球状焦、丸状焦，相对较硬、密实无孔以球状熔融团形式存在。弹丸焦外表光滑、内部结构与外表不一致，由于表面缺少孔隙，在与粘结剂煤沥青混捏时，粘结剂很难渗透到焦子内部，出现粘结不紧密，容易出现内部缺陷。另外弹丸焦热膨胀系数高，易造成焙烧阳极时产生热冲击裂纹，预焙阳极用石油焦不建议使用一定比例的弹丸焦。