Avec le développement rapide de l'industrie de l'aluminium électrolytique, l'industrie des anodes de précuisson en aluminium est devenue un nouveau secteur d'investissement en plein essor. La production d'anodes de précuisson augmente, le coke de pétrole étant la principale matière première de ces anodes, et ses paramètres auront un impact certain sur la qualité des produits.
teneur en soufre
La teneur en soufre du coke de pétrole dépend principalement de la qualité du pétrole brut. En règle générale, lorsque la teneur en soufre du coke de pétrole est relativement faible, la consommation d'anodes diminue avec l'augmentation de cette teneur, car le soufre accroît le taux de cokéfaction de l'asphalte et réduit la porosité du cokage. Parallèlement, le soufre se combine également aux impuretés métalliques, réduisant ainsi la catalyse par ces impuretés et, par conséquent, la réactivité des anodes de carbone vis-à-vis du dioxyde de carbone et de l'air. Cependant, une teneur en soufre trop élevée augmente la fragilité thermique de l'anode de carbone. De plus, comme le soufre se transforme principalement en oxydes gazeux lors de l'électrolyse, il affecte gravement l'environnement d'électrolyse et engendre de fortes pressions environnementales. Par ailleurs, une sulfuration peut se former sur le film de fer de la tige d'anode, augmentant ainsi la chute de tension. Avec l'augmentation continue des importations de pétrole brut de mon pays et l'amélioration constante des méthodes de traitement, la production de coke de pétrole de qualité inférieure est inévitable. Afin de s'adapter aux fluctuations du prix des matières premières, les fabricants d'anodes précuites et l'industrie de l'aluminium électrolytique ont réalisé de nombreuses transformations et avancées technologiques. En Chine, d'après une enquête menée auprès d'entreprises de production, le coke de pétrole contenant environ 3 % de soufre peut généralement être calciné directement.
oligo-éléments
Les éléments traces présents dans le coke de pétrole comprennent principalement le fer (Fe), le calcium (Ca), le vanadium (V), le sodium (Na), le silicium (Si), le nickel (Ni), le phosphore (P), l'aluminium (Al) et le plomb (Pb). La composition et la teneur en éléments traces varient considérablement selon la provenance du pétrole utilisé dans les raffineries. Certains éléments, comme le soufre (S) et le vanadium (V), proviennent du pétrole brut. Des métaux alcalins et alcalino-terreux sont également présents, et des cendres, telles que le silicium (Si), le fer (Fe) et le calcium (Ca), s'y ajoutent lors du transport et du stockage. La teneur en éléments traces du coke de pétrole influe directement sur la durée de vie des anodes précuites et sur la qualité et la pureté des produits d'électrolyse de l'aluminium. Le calcium, le vanadium, le sodium, le nickel et d'autres éléments exercent un fort effet catalytique sur la réaction d'oxydation anodique, favorisant l'oxydation sélective de l'anode. Ceci peut entraîner la formation de scories et de blocages, et par conséquent une consommation excessive d'anode. Le silicium (Si) et le fer (Fe) influent principalement sur la qualité de l'aluminium primaire. Une teneur en Si augmente la dureté de l'aluminium et diminue sa conductivité électrique, tandis qu'une teneur en Fe a une incidence importante sur la plasticité et la résistance à la corrosion de l'alliage d'aluminium. Compte tenu des exigences de production des entreprises, la teneur en éléments traces tels que le Fe, le Ca, le V, le Na, le Si et le Ni dans le coke de pétrole doit être limitée.
Matières volatiles
La teneur élevée en matières volatiles du coke de pétrole indique une plus grande proportion de fraction non cokéfiée. Une teneur excessive en matières volatiles affecte la densité réelle du coke calciné et réduit son rendement. Cependant, une teneur appropriée favorise la calcination du coke de pétrole. Après calcination à haute température, la teneur en matières volatiles du coke de pétrole diminue. Compte tenu des attentes variables des utilisateurs quant à cette teneur, et en tenant compte des besoins réels des fabricants et des consommateurs, il est recommandé que la teneur en matières volatiles ne dépasse pas 10 à 12 %.
Cendre
Les impuretés minérales incombustibles (oligo-éléments) restant après la combustion complète de la partie combustible du coke de pétrole à haute température (850 °C) et sous circulation d'air sont appelées cendres. Le dosage des cendres permet de déterminer la teneur en impuretés minérales (oligo-éléments) et d'évaluer ainsi la qualité du coke de pétrole. La maîtrise de la teneur en cendres permet également de contrôler la teneur en oligo-éléments. Une teneur excessive en cendres affecte la qualité de l'anode et de l'aluminium primaire. Compte tenu des besoins des utilisateurs et des contraintes de production, la teneur en cendres ne doit pas dépasser 0,3 % à 0,5 %.
Humidité
Les principales sources de teneur en eau du coke de pétrole sont les suivantes : premièrement, lors de la vidange de la tour de cokéfaction, le coke de pétrole est déversé dans le bassin de cokéfaction sous l’effet de la coupe hydraulique ; deuxièmement, pour des raisons de sécurité, après la vidange, le coke de pétrole non complètement refroidi doit être arrosé pour accélérer son refroidissement ; troisièmement, le coke de pétrole est généralement stocké à l’air libre dans les bassins et les aires de stockage, et sa teneur en humidité est donc influencée par l’environnement ; quatrièmement, le coke de pétrole présente des structures et des capacités de rétention d’humidité différentes.
teneur en Coca-Cola
La granulométrie du coke de pétrole influe fortement sur le rendement réel, la consommation d'énergie et le coke calciné. Un coke de pétrole à forte teneur en poudre subit d'importantes pertes de carbone lors de la calcination. Des conditions de combustion inadéquates peuvent facilement entraîner des problèmes tels que la rupture prématurée de la paroi du four, la surchauffe, l'obstruction de la vanne de décharge, la pulvérisation facile du coke calciné et réduire la durée de vie du calcinateur. Par ailleurs, la masse volumique réelle, la masse volumique apparente, la porosité, la résistance mécanique, la résistivité et la tenue à l'oxydation du coke calciné ont une influence considérable. Compte tenu des spécificités de la production nationale de coke de pétrole, la proportion de poudre (5 mm) est maintenue entre 30 % et 50 %.
teneur en coke de shot
Le coke en grenaille, également appelé coke sphérique, est relativement dur, dense et non poreux. Il se présente sous forme de masses sphériques fondues. Sa surface est lisse, mais sa structure interne diffère de l'aspect extérieur. En raison de l'absence de porosité en surface, lors du malaxage avec du brai de goudron de houille comme liant, ce dernier pénètre difficilement au cœur du coke, ce qui entraîne une faible adhérence et une propension aux défauts internes. De plus, son coefficient de dilatation thermique élevé peut facilement provoquer des fissures dues aux chocs thermiques lors de la cuisson de l'anode. Le coke de pétrole utilisé dans les anodes précuites ne doit pas contenir de coke en grenaille.
Catherine@qfcarbon.com +8618230208262
Date de publication : 20 décembre 2022