Le coke d'aiguille est une variété de haute qualité, largement développée dans le secteur des matériaux carbonés. Il se présente sous la forme d'un solide poreux, gris argenté à l'éclat métallique. Sa structure, légèrement ovale, présente une texture filamenteuse marquée, avec de grands pores peu nombreux. Il constitue la matière première pour la fabrication de produits carbonés haut de gamme tels que les électrodes à très haute puissance, les matériaux carbonés spéciaux, les fibres de carbone et leurs composites.
Selon les matières premières utilisées pour sa production, le coke d'aiguille se divise en deux catégories : le coke d'aiguille de la série « huile » et le coke d'aiguille de la série « charbon ». Le coke d'aiguille de la série « huile » est produit à partir de résidus pétroliers. Le coke d'aiguille de la série « charbon », quant à lui, est produit à partir de brai de goudron de houille et de ses fractions.
Les indices qui affectent la qualité du coke d'aiguille comprennent la densité réelle, la teneur en soufre, la teneur en azote, la teneur en matières volatiles, la teneur en cendres, le coefficient de dilatation thermique, la résistivité électrique, la densité vibratoire, etc. En raison des différents coefficients d'indices spécifiques, le coke d'aiguille peut être divisé en super grade (qualité supérieure), premier grade et deuxième grade.
La différence de performance entre le coke d'aiguille de mesure du charbon et le coke d'aiguille de mesure du pétrole comprend les points suivants.
1. Dans les mêmes conditions, l'électrode en graphite fabriquée à partir de coke d'aiguilles de la série pétrolière est plus facile à former que celle fabriquée à partir de coke d'aiguilles de la série charbon, en termes de performances.
2. Après la fabrication des produits en graphite, les produits graphitisés du coke d'aiguilles de la série pétrolière ont une densité et une résistance légèrement supérieures à celles du coke d'aiguilles de la série charbon, ce qui est dû à l'expansion du coke d'aiguilles de la série charbon pendant la graphitisation.
3. Dans l'utilisation spécifique d'électrodes en graphite, les produits graphitisés avec du coke d'aiguilles d'huile ont un coefficient de dilatation thermique plus faible.
4. En termes d'indices physiques et chimiques de l'électrode de graphite, la résistance spécifique des produits graphitisés du coke d'aiguilles de la série pétrolière est légèrement supérieure à celle des produits du coke d'aiguilles de la série charbon.
5. Le point le plus important est que le coke d'aiguilles issu du charbon se dilate lors de la graphitisation à haute température, lorsque celle-ci atteint 1500 à 2000 °C. Il est donc impératif de contrôler strictement la vitesse de montée en température et d'éviter un chauffage trop rapide. Il est préférable de ne pas utiliser de procédés de graphitisation en série. L'ajout d'additifs au coke d'aiguilles issu du charbon permet de contrôler sa dilatation et d'en réduire le taux. Cependant, l'obtention d'un coke d'aiguilles à base d'huile s'avère plus complexe.
6. Le système d'huile calcinée a une teneur en coke plus petite et une granulométrie plus fine, tandis que l'aiguille de mesure du charbon a une teneur en coke plus faible et une granulométrie plus grande (35-40 mm), ce qui peut répondre aux exigences de granulométrie de la formule, mais rend le concassage difficile pour l'utilisateur.
7. Selon la Japan Petroleum Coke Company, la composition du coke d'aiguilles de la série pétrolière est considérée comme plus simple que celle du coke d'aiguilles de la série charbon, ce qui facilite son contrôle pendant le processus de cokéfaction.
Du point de vue présenté ci-dessus, le coke d'aiguille issu du système pétrolier présente quatre inconvénients majeurs : une faible densité, une faible résistance, un faible coefficient de dilatation thermique et une faible résistance spécifique. Les deux premiers inconvénients sont liés à la présence de produits graphitiques, et les deux derniers sont favorables. De manière générale, les performances du coke d'aiguille issu du système pétrolier sont supérieures à celles du coke d'aiguille issu du système charbonnier, et ses applications sont plus nombreuses.
Actuellement, les électrodes en graphite constituent le principal débouché pour le coke d'aiguille, représentant environ 60 % de ses applications totales. Les fabricants d'électrodes ont des exigences claires en matière de qualité du coke d'aiguille, sans exigence particulière. Les matériaux d'anode pour batteries lithium-ion ont des besoins plus diversifiés en coke d'aiguille : le marché des appareils numériques haut de gamme privilégie le coke cuit à l'huile, tandis que le marché des batteries de puissance dépend davantage du coke brut, plus économique.
La production de coke d'aiguille nécessite une certaine expertise technique, ce qui explique le faible nombre d'entreprises nationales spécialisées. Actuellement, les principaux producteurs chinois de coke d'aiguille pour les gisements pétroliers sont Shandong Jingyang, Shandong Yida, Jinzhou Petrochemical, Shandong Lianhua, Bora Biological, Weifang Fumei New Energy, Shandong Yiwei, Sinopec Jinling Petrochemical et Maoming Petrochemical. Quant aux principaux producteurs de coke d'aiguille pour les gisements de charbon, on trouve Baowu Carbon Material, Baotailong Technology, Anshan Kaitan, Angang Chemical, Fang Daxi Kemo, Shanxi Hongte, Henan Kaitan, Xuyang Group, Zaozhuang Zhenxing, Ningxia Baichuan, Tangshan Dongri New Energy et Taiyuan Shengxu.
Date de publication : 2 décembre 2022