煅后焦作为生产铝电解碳素阳极的主要原料,在阳极组成中大约占到了65%以上,其性能的好坏直接影响阳极的质量。
前文《煅烧温度对不同石油焦煅后焦性能的影响(中)》中我们重点探究了不同煅烧温度下,煅后焦实收率、体积密度、真密度及电阻率的变化,本文紧跟前文思路继续探讨煅烧温度对煅后焦CO2反应性及空气反应性的影响,供企业参考借鉴。
1、煅烧温度对煅后焦CO2反应性的影响
下图1为不同煅烧温度下CO2反应损失曲线图。由图1可知,四种石油焦煅后焦的CO2反应性均随着煅烧温度的升高呈现先增大后降低的趋势,煅后焦CO2反应性均在1200~1250℃达到最大值,但不同石油焦的CO2反应活性之间却存在较大的差异。
其中2#石油焦煅后焦的CO2反应活性最大,远高于其他石油焦。这是因为其Ca和Na元素含量最高,对CO2反应性的催化作用最强;而它的S元素含量又较低,对Ca和Na元素催化CO2反应的抑制作用较弱。
1#石油焦虽然Ca和Na元素含量也比较高,但是由于其S元素含量较高,有效抑制了Ca和Na元素对CO2反应性的催化作用,导致其CO2反应活性较低。
图1 不同煅烧温度下CO2反应损失曲线图
2、煅烧温度对煅后焦空气反应性的影响
下图2为煅烧温度对煅后焦空气反应性的影响。由图可知,煅烧温度对四种石油焦煅后焦空气性的影响规律并不明显,但经过相同温度煅烧后,四种石油焦煅后焦空气反应性彼此之间差异较大,煅后焦的空气反应性受原料的结构特性、杂质元素和空隙等诸多因素影响。
由前文表2可知,1#、2#石油焦V元素含量最高,对煅后焦空气反应性的催化作用最强,导致煅后焦的着火点最低,4#石油焦V元素含量最低,其次为3#石油焦,因此4#石油焦的着火点最高,3#石油焦次之。
图2 煅烧温度对煅后焦空气反应性的影响
总之,杂质元素Ca和Na对煅后焦CO2反应性具备强烈的催化作用,而S元素的存在可有效抑制此催化作用。同时杂质元素V对煅后焦的空气反应性有极大的催化作用。
纵观全文,通过对不同煅烧温度下煅后焦实收率、体积密度、真密度、电阻率、CO2反应性及空气反应性的探究,获悉,杂质元素含量低,灰分、挥发分较高的3#石油焦最适宜煅烧,碳素企业在选择原料焦时可根据生产实际择优选择。