我国无烟煤资源十分丰富而铝用优质石油焦供应却异常紧张，针对这一现状，本文在全面考虑无烟煤与石油焦特性差异的基础上，开展煅后无烟煤掺配比例对预焙阳极性能影响的研究，从而探索以无烟煤替代石油焦生产铝用预焙阳极的可行性。供碳素企业参考借鉴。

1实验原料及主要设备仪器

原料选用某1厂生产的无烟煤和某2厂生产的煅后焦、煤沥青。主要设备仪器选用三维混料机、电阻率测定仪、全自动真密度仪、管式气氛炉、自制石英管式反应性测试仪、颠转仪、马弗炉、高温石墨化炉、X射线荧光光谱仪、等离子体发射光谱仪。

分析检测方法

电阻率测定

煅后无烟煤和煅后石油焦的粉末电阻率测定：取3g粒径0.3~0.4mm的试样，放入上部和底座带有1个铜电极片的圆筒模具内，加压力将试样与两电极片充分接触，通直流电，测试样颗粒柱的高度和电压降，通过仪器计算出煅后无烟煤和煅后石油焦的粉末电阻率。

预焙阳极电阻率测定：将预焙阳极连接正、负电极，给电极两端加600N左右的压力，通直流电，测预焙阳极上某一段的电压降，通过仪器计算出预焙阳极的电阻率。

真密度测定  

利用全自动真密度仪测定，该仪器采用气体置换法，利用惰性气体氦气渗入到试样的内部孔隙，测定试样减少的测试腔气体容量来测定样品的真实体积，从而测得试样真密度。

CO2和空气反应性测定  

采用失重法原理测定煅后无烟煤和煅后石油焦分别与预焙阳极的CO2和空气反应性；参考YS/T63.11-2006和YS/T63.12-2006中的检测方法，测试预焙阳极反应性。

无烟煤中杂质元素的测定

称取一定量的无烟煤放入坩埚内，将其放入马弗炉内850℃灰化。利用X射线荧光光谱仪分析检测灰分中杂质元素及其含量；酸浸试验中，利用等离子体发射光谱仪测试无烟煤中杂质元素的浸出量。

实验内容

煤焦掺配比例实验

对无烟煤分别采用碱低温焙烧工艺和酸浸工艺进行脱灰处理及高温煅烧处理，制备出1#无烟煤和2#无烟煤,将其与煅后石油焦按不同的比例掺配，充分混合，分析混合料的灰分、真密度、粉末电阻率、二氧化碳及空气反应性等理化性能，判断能否满足制备预焙阳极的要求，并确定煅后无烟煤掺配形式是块料还是粉料。

预焙阳极制备的配方工艺优化实验

确定无烟煤的添加方式后，通过振实密度正交试验得到预焙阳极最佳配方。

煅后无烟煤对预焙阳极性能的影响实验

制作不同煅后无烟煤添加量和不同石油焦添加煅后无烟煤的预焙阳极试样，分析其灰分、体积密度、耐压强度、电阻率、真密度、热膨胀系数、导热率、二氧化碳反应性、空气反应性及微量元素等物理化学性质，考察煅后无烟煤对预焙阳极性能的影响。

2、结 果 与 讨 论

煤焦掺配比例实验

实验结果如下表1、表2所示。

表1 不同比例煤焦掺配后的电阻率与CO2反应性

由表1可知，煅后焦电阻率最小；2#无烟煤电阻率最大，导电性能最差；粉末电阻率随着煅后无烟煤添加量的增加而增大；粉料比粒料的电阻率大；添加量小于40%的混合料均达到预焙阳极用焦的要求；粉状煅后焦抗CO2氧化性较好，粒状煅后无烟煤的抗CO2氧化性较好。不同比例煤焦掺配后的空气反应性如下表2所示。

表2不同比例煤焦掺配后的空气反应性

由表2可知，无论是粒状还是粉状，煅后无烟煤的抗空气氧化性均优于煅后石油焦。

综上所述，煅后无烟煤比煅后石油焦的电阻率大、空气反应性好；就CO2反应残余率而言，煅后无烟煤与煅后石油焦二者相当。关于不同性质的煅后无烟煤与煅后焦振实密度的差异及不同量煅后无烟煤对预焙阳极性能的具体影响小编在明天的连载文章中再与大家一起探讨，欢迎继续关注！