Le materie prime per la produzione di grafite
Feb 08, 2022
Le materie prime per la produzione di grafite
Il coke di petrolio è un prodotto solido combustibile ottenuto dalla cokizzazione di residui di petrolio e pece di petrolio. Il colore è nero e poroso, l'elemento principale è il carbonio e il contenuto di ceneri è molto basso, generalmente inferiore al 0,5 percento. Il coke di petrolio appartiene alla categoria del carbonio facilmente grafitabile. Il coke di petrolio è ampiamente utilizzato nelle industrie chimiche, metallurgiche e di altro tipo. È la principale materia prima per la produzione di prodotti in grafite artificiale e prodotti in carbonio per l'alluminio elettrolitico.
Il coke di petrolio può essere suddiviso in coke verde e coke calcinato in base alla temperatura di trattamento termico. Il primo è il coke di petrolio ottenuto per cokefazione ritardata, che contiene una grande quantità di materia volatile e ha una bassa resistenza meccanica. Il coke calcinato si ottiene calcinando coke verde. La maggior parte delle raffinerie di petrolio in Cina produce solo coke e la maggior parte delle operazioni di calcinazione vengono effettuate in impianti a carbone.
Il coke di petrolio è classificato in base al livello di contenuto di zolfo. Può essere suddiviso in tre tipi: coke ad alto contenuto di zolfo (contenuto di zolfo superiore all'1,5 percento), coke a medio zolfo (contenuto di zolfo 0,5 percento -1,5 percento) e coke a basso contenuto di zolfo (contenuto di zolfo inferiore a 0,5 percento). La produzione di prodotti di grafite artificiale utilizza generalmente la produzione di coke a basso tenore di zolfo.
Il coke dell'ago è una specie di coke di alta qualità con evidente consistenza fibrosa, basso coefficiente di dilatazione termica e facile grafitizzazione. Quando il coke è rotto, può dividersi in particelle allungate a seconda della consistenza (il rapporto di aspetto è generalmente superiore a 1,75). Una struttura fibrosa anisotropica può essere osservata al microscopio a luce polarizzata, quindi è chiamata coke dell'ago.
L'anisotropia delle proprietà fisiche e meccaniche del coke dell'ago è molto evidente. Ha una buona conduttività elettrica e termica parallela all'asse lungo delle particelle e ha un basso coefficiente di dilatazione termica. Durante lo stampaggio per estrusione, la maggior parte degli assi lunghi delle particelle sono disposti nella direzione di estrusione. Pertanto, il coke dell'ago è la materia prima chiave per la produzione di grafite. La grafite prodotta ha bassa resistività, basso coefficiente di dilatazione termica e buona resistenza agli shock termici.
Il coke dell'ago è suddiviso in coke dell'ago a base di petrolio prodotto con residui di petrolio come materia prima e coke dell'ago a base di carbone prodotto con materia prima di pece di carbone raffinata.
La pece di carbone è uno dei principali prodotti della lavorazione profonda del catrame di carbone. È una miscela di vari idrocarburi. È un semisolido o solido nero ad alta viscosità a temperatura ambiente. Non ha un punto di fusione fisso. Si ammorbidisce dopo il riscaldamento e poi si scioglie. La densità è di 1.25-1.35g/cm3. Secondo il suo punto di rammollimento, può essere suddiviso in asfalto a bassa temperatura, media temperatura e alta temperatura. La resa della pece a media temperatura è 54-56 percento di catrame di carbone. La composizione della pece di catrame di carbone è estremamente complessa, correlata alle proprietà del catrame di carbone e al contenuto di eteroatomi, ed è anche influenzata dal sistema di processo di cokizzazione e dalle condizioni di lavorazione del catrame di carbone. Esistono molti indicatori che caratterizzano le caratteristiche della pece di carbone, come il punto di rammollimento della pece, la materia insolubile in toluene (TI), la materia insolubile in chinolina (QI), il valore di coking e la reologia della pece di carbone.
La pece di carbone viene utilizzata come legante e impregnante nell'industria del carbonio e le sue prestazioni hanno un grande impatto sul processo di produzione e sulla qualità del prodotto dei prodotti in carbonio. L'asfalto legante utilizza generalmente asfalto modificato a temperatura media o media con punto di rammollimento moderato, alto valore di coking e alta resina. Come impregnante utilizzare asfalto a media temperatura con basso punto di rammollimento, basso QI e buone proprietà reologiche.
Calcinazione: la materia prima carboniosa viene trattata termicamente ad alta temperatura per scaricare l'umidità contenuta e la materia volatile e, di conseguenza, migliorare le prestazioni di cottura originali del processo di produzione si chiama calcinazione. Generalmente, le materie prime carboniose vengono calcinate utilizzando gas combustibile e la loro materia volatile come fonte di calore e la temperatura massima è di 1250-1350 gradi .
La calcinazione provoca profondi cambiamenti nella struttura e nelle proprietà fisiche e chimiche delle materie prime di carbonio, che si riflettono principalmente nell'aumento della densità, della resistenza meccanica e della conduttività del coke, nel miglioramento della stabilità chimica e della resistenza all'ossidazione del coke e nel gettare le basi per i successivi processi .
L'attrezzatura per la calcinazione comprende principalmente un calcinatore a vasca, un forno rotante e un calcinatore elettrico. L'indice di controllo della qualità della calcinazione è che la vera densità del coke di petrolio non è inferiore a 2,07 g/cm3, la resistività non è superiore a 550μΩ.m, la vera densità del coke dell'ago non è inferiore a 2,12 g/cm3 e la resistività non è superiore a 500μΩ.m.
