Les indicateurs de qualité du coke de pétrole calciné sont cruciaux pour déterminer sa valeur et ses applications, principalement dans les anodes en aluminium, les électrodes de graphite, les générateurs de carbone et les carburants. Ses indicateurs de base peuvent être largement classés en propriétés physiques et chimiques.
Voici une explication détaillée des principaux indicateurs de qualité :
I. Indicateurs chimiques de base
Ces indicateurs reflètent principalement la pureté, les composants combustibles et la teneur en oligo-éléments du coke calciné.
1. Teneur en soufre
• Description : La teneur totale en soufre du coke, l'un des indicateurs de qualité les plus importants.
• Importance : Une teneur élevée en soufre a un impact sérieux sur les performances des produits en aval. Par exemple, dans l’électrolyse de l’aluminium, le soufre est converti en SO₂, provoquant une pollution de l’environnement et une corrosion des équipements ; dans les électrodes en graphite, le soufre provoque une « expansion du gaz » à haute température, affectant la densité et la résistance.
• Plage typique : en fonction des matières premières, il est classé comme coke à faible-soufre (<1.0%), medium-sulfur coke (1.0%-3.0%), and high-sulfur coke (>3,0 %). Les anodes précuites de haute-qualité nécessitent généralement une teneur en soufre inférieure à 2,5 %.
2. Matière volatile
• Description : quantité de gaz libérée par le coke dans des conditions d'isolation à haute température (950 ± 25 degrés) et dans l'air-.
• Importance : reflète l'intégralité du processus de calcination. Un excès de matières volatiles indique une calcination incomplète, conduisant à la génération de grandes quantités de gaz lors des processus ultérieurs (tels que le pétrissage et le rôtissage), provoquant une fissuration du produit ou une porosité excessive. Eh bien,-le coke de pétrole calciné devrait avoir une très faible teneur en matières volatiles.
• Plage typique : elle doit généralement être inférieure à 0,5 % et inférieure à 0,3 % pour les produits de haute-qualité.
3. Contenu en oligo-éléments
• Description : Désigne principalement le vanadium (V), le nickel (Ni), le sodium (Na), le calcium (Ca), le fer (Fe), le silicium (Si), etc.
• Importance : Ces oligo-éléments (notamment V et Ni) ont un impact négatif important sur les performances des électrodes en graphite et des anodes en aluminium. Par exemple, le vanadium réduit la résistance à l’oxydation des électrodes en graphite ; le sodium et le calcium catalysent la réaction d'oxydation de l'anode lors de l'électrolyse, entraînant une consommation excessive.
• Plage typique : Strictement limitée en fonction de l'application. Par exemple, la production d'électrodes de graphite à haute-puissance nécessite des exigences strictes concernant la teneur totale en V+Ni (par exemple, moins de 200 ppm).
II. Indicateurs physiques de base
Ces indicateurs reflètent principalement la résistance structurelle, la densité et la conductivité du coke calciné.
1. Véritable densité
• Description : La densité du squelette du coke lui-même après exclusion de tous les pores.
• Importance : Un indicateur clé pour mesurer le degré de calcination. Une densité réelle plus élevée indique un meilleur développement de la structure cristalline, une graphitisation plus élevée ainsi qu'une meilleure conductivité et stabilité thermique du coke.
• 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. Stabilité des particules (résistance du coke post-calciné)
• Description : Mesure la capacité des particules de coke calciné à résister à la rupture pendant le transport et au concassage ultérieur, communément exprimée par « indice de tambour » ou « indice de broyage à boulets ».
• Importance : Un coke peu stable produit une poudre trop fine, affectant la répartition granulométrique des agrégats et des poudres dans la formulation, impactant ainsi la densité de la pâte et la résistance mécanique du produit final.
• Méthode de test : Généralement, elle mesure la proportion de particules supérieures à un diamètre spécifique (par exemple 0,5 mm) après broyage de l'échantillon dans certaines conditions.
3. Résistivité (résistivité de la poudre)
• Description : Un indicateur mesurant la conductivité électrique de la poudre de coke calciné.
• Importance : Directement liée à la conductivité de l'anode ou de l'électrode finale. Une résistivité plus faible signifie une meilleure conductivité, réduisant ainsi la consommation d'énergie dans la production d'aluminium électrolytique.
• Plage typique : la résistivité de la poudre de coke calciné de haute-qualité doit généralement être inférieure à 500 μΩ·m.
III. Indicateurs auxiliaires importants
1. Humidité
• Description : Humidité adsorbée par le coke calciné pendant le transport et le stockage.
• Importance : affecte la quantité d'asphalte utilisée dans le dosage. Une humidité excessive peut entraîner des fluctuations de la production et générer de la vapeur à haute température, provoquant des défauts du produit.
• Plage typique : elle doit généralement être inférieure à 0,5 %. 2. Distribution granulométrique
• Description : Proportion de différentes granulométries dans le coke de pétrole calciné après concassage et criblage.
• Importance : Pour la production d'anodes et d'électrodes, des agrégats et des poudres de différentes tailles de particules doivent être mélangés selon des formules spécifiques pour obtenir le garnissage le plus dense, obtenant ainsi des produits à haute-densité et haute-résistance. La distribution granulométrique est la base de la conception des formules.
Résumé : L'évaluation de la qualité du coke de pétrole calciné nécessite un examen approfondi des indicateurs chimiques et physiques ci-dessus en fonction de son utilisation finale. Pour les produits à haute valeur ajoutée-(tels que les électrodes en graphite et les anodes précuites de haute-qualité), une faible teneur en soufre, une faible teneur en cendres, de faibles impuretés et une densité réelle élevée sont des objectifs perpétuellement poursuivis. Lors de l'approvisionnement, les tests et l'acceptation sont généralement effectués conformément aux normes industrielles (telles que YS/T 625, GB/T 24525, etc.) ou à l'accord technique entre l'acheteur et le vendeur.
