上篇文章《石油焦掺配工艺对阳极制品性能的影响(上)》我们选取了四种具有代表性和典型特点的国内厂家的石油焦A、B、C、D作为研究对象,通过试验的方式对石油焦及煅后焦质量指标进行了分析。本文紧跟前文思路,继续探究石油焦掺配工艺对阳极制品性能的影响,供企业参考。
试验阳极的制备及质量分析
依据前文化验分析结果,本研究继续以这四种煅后焦单独作为原料在化验室制备了试验阳极,并将这四种石油焦原料按照不同比例进行掺配混合,编制了三组原料混合配方,煅烧后得到的结果见下表1,并制备了试验阳极。
表1 四种石油焦不同比例掺配煅烧后的性质
由于综合考虑对钠、钒、硫、钙、铁、镍元素和挥发分、堆积密度的控制,从中优选的三组配方中第三组配方综合指标较好。表2是四种原料分别制备及按不同配比制备的阳极检验结果。
表2 四种原料单独及按不同配比制备的阳极检验结果
表3 我国预焙阳极理化指标要求
(YS/T285-2012)
由表2和表3分析对比可知,由四种石油焦分别作为原料制作的预焙阳极部分指标可达到我国预焙阳极YS/T285-2012行业标准。而通过四种石油焦按不同比例制成的预焙阳极产品的质量指标均达到或优于行业标准,且按照掺配比例A:B:C:D=2:4:3:1得到的预焙阳极质量最优秀,电阻率、空气渗透率、空气反应残留率及耐压强度等主要技术指标均达到了国内外同行先进水平。
由表2可知,由四种石油焦分别作为原料制作的预焙阳极的CO2反应性表现可以看出,D原料制成的阳极制品CO2反应性最好,主要是其含硫量最高,钙元素和钠元素等含量极低;而由A原料制成的阳极制品的CO2反应性最差,明显是因为其硫含量极低,且其钠元素和镍元素含量较高。
从这四种原料单独制备的阳极CO2反应性数据可以进一步证明石油焦中含硫量较高可以提高抗CO2反应性,但钙、钠、镍等元素含量较高不利于阳极的CO2反应性。
同理,由四种石油焦分别作为原料制作的预焙阳极的空气反应性表现可看出,原料中含有的钒、钠、钙元素越少,其空气反应性指标越好。
由四种石油焦按不同比例制成的阳极数据表现出一定的规律性:随着钒元素含量的增加,钠元素含量的减少,空气反应性表现出越来越差的趋势;随着硫含量的增加,抗CO2反应性越来越好。且按不同比例掺配制成的阳极产品在其它指标上均不弱于甚至在某些指标上强于单一原料制备的阳极产品。
因此,性能指标较差的原料和性能指标较好的原料利用不同指标的互补性,通过不同的比例合理搭配,可得到性能不同的阳极制品,从而可以在满足客户质量要求的前提下,最大程度的降低企业的原料成本。
以某公司每年需使用60万吨左右石油焦为例,2017-2019年三年时间共使用石油焦180万吨左右,其中10%使用的高硫石油焦,则购买的不符合质量要求的石油焦为18万吨,按每吨降低采购成本200元计算,三年共降低采购成本3600万元。
使用石油焦掺配工艺优势明显,既解决了劣质石油焦的高效利用问题,同时又降低了企业的原料成本,扩大了铝工业用的石油焦资源量。企业可根据自身实际合理采用。