Ukazatele kvality kalcinovaného ropného koksu jsou rozhodující pro stanovení jeho hodnoty a použití, především v hliníkových anodách, grafitových elektrodách, nosičích uhlíku a palivech. Jeho základní ukazatele lze široce rozdělit na fyzikální a chemické vlastnosti.
Následuje podrobné vysvětlení hlavních ukazatelů kvality:
I. Základní chemické indikátory
Tyto ukazatele odrážejí především čistotu, hořlavé složky a obsah stopových prvků v kalcinovaném koksu.
1. Obsah síry
• Popis: Celkový obsah síry v koksu, jeden z nejdůležitějších ukazatelů kvality.
• Důležitost: Vysoký obsah síry vážně ovlivňuje výkonnost následných produktů. Například při elektrolýze hliníku se síra přeměňuje na SO₂, což způsobuje znečištění životního prostředí a korozi zařízení; v grafitových elektrodách způsobuje síra „expanzi plynu“ při vysokých teplotách, což ovlivňuje hustotu a pevnost.
• Typický rozsah: V závislosti na surovinách je klasifikován jako koks s nízkým-sirným obsahem (<1.0%), medium-sulfur coke (1.0%-3.0%), and high-sulfur coke (>3,0 %). Vysoce kvalitní předpálené anody obvykle vyžadují obsah síry nižší než 2,5 %.
2. Těkavé látky
• Popis: Množství plynu uvolněného koksem za podmínek vysoké teploty (950±25 stupňů) a vzduch{2}}izolace.
• Důležitost: Odráží úplnost procesu kalcinace. Nadměrné množství těkavých látek ukazuje na neúplnou kalcinaci, což vede k tvorbě velkého množství plynu v následných procesech (jako je hnětení a pražení), což způsobuje praskání produktu nebo nadměrnou poréznost. Dobře-kalcinovaný ropný koks by měl mít velmi nízký obsah těkavých látek.
• Typický rozsah: Obvykle se požaduje, aby byl nižší než 0,5 % a nižší než 0,3 % u vysoce-kvalitních produktů.
3. Sledujte obsah prvku
• Popis: Týká se především vanadu (V), niklu (Ni), sodíku (Na), vápníku (Ca), železa (Fe), křemíku (Si) atd.
• Důležitost: Tyto stopové prvky (zejména V a Ni) mají významný negativní dopad na výkon grafitových elektrod a hliníkových anod. Například vanad snižuje oxidační odolnost grafitových elektrod; sodík a vápník katalyzují oxidační reakci anody během elektrolýzy, což vede k nadměrné spotřebě.
• Typický rozsah: Přísně omezený v závislosti na aplikaci. Například výroba vysoce-grafitových elektrod má přísné požadavky na celkový obsah V+Ni (např. méně než 200 ppm).
II. Základní fyzikální indikátory
Tyto ukazatele odrážejí především strukturální pevnost, hustotu a vodivost kalcinovaného koksu.
1. Skutečná hustota
• Popis: Hustota samotného skeletu koksu po vyloučení všech pórů.
• Důležitost: Klíčový ukazatel pro měření stupně kalcinace. Vyšší skutečná hustota ukazuje na lepší vývoj krystalové struktury, vyšší grafitizaci a lepší vodivost a tepelnou stabilitu koksu.
• 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. Stabilita částic (pevnost po-kalcinovaném koksu)
• Popis: Měří schopnost částic kalcinovaného koksu odolávat rozbití během přepravy a následného drcení, běžně vyjádřené jako „index bubnu“ nebo „index mletí v kulovém mlýně“.
• Důležitost: Špatně stabilní koks produkuje nadměrné množství jemného prášku, což ovlivňuje distribuci velikosti částic agregátů a prášků ve složení, čímž ovlivňuje hustotu pasty a mechanickou pevnost konečného produktu.
• Testovací metoda: Typicky měří podíl částic větších než určitý průměr (např. 0,5 mm) po rozemletí vzorku za určitých podmínek.
3. Odpor (odpor prášku)
• Popis: Indikátor měřící elektrickou vodivost práškového kalcinovaného koksu.
• Důležitost: Přímo souvisí s vodivostí konečné anody nebo elektrody. Nižší měrný odpor znamená lepší vodivost a snižuje spotřebu energie při výrobě elektrolytického hliníku.
• Typický rozsah: Odpor vysoce kvalitního kalcinovaného koksového prášku je obvykle požadován pod 500 μΩ·m.
III. Důležité pomocné indikátory
1. Vlhkost
• Popis: Vlhkost adsorbovaná kalcinovaným koksem během přepravy a skladování.
• Důležitost: Ovlivňuje množství asfaltu použitého při dávkování. Nadměrná vlhkost může vést ke kolísání výroby a může při vysokých teplotách vytvářet páru, což způsobuje vady produktu.
• Typický rozsah: Obecně se požaduje, aby byl nižší než 0,5 %. 2. distribuce velikosti částic
• Popis: Podíl různých tříd velikosti částic v kalcinovaném ropném koksu po drcení a třídění.
• Důležitost: Pro výrobu anody a elektrody je třeba míchat agregáty a prášky různých velikostí částic podle specifických receptur, aby se dosáhlo co nejhustšího balení, čímž se získají produkty s vysokou-hustotou a vysokou{1}}pevností. Distribuce velikosti částic je základem návrhu receptury.
Shrnutí: Hodnocení kvality kalcinovaného ropného koksu vyžaduje komplexní zvážení výše uvedených chemických a fyzikálních ukazatelů na základě jeho konečného použití. U produktů s vysokou přidanou hodnotou- (jako jsou grafitové elektrody a vysoce-kvalitní předpálené anody) jsou trvale sledovány cíle s nízkým obsahem síry, nízkým obsahem popela, nízkými nečistotami a vysokou skutečnou hustotou. Během nákupu se testování a akceptace obvykle provádějí podle průmyslových standardů (jako YS/T 625, GB/T 24525 atd.) nebo technické dohody mezi kupujícím a prodávajícím.
