石油焦灰分中含有的主要元素為鐵、硅、鈣、鋁、鈉、鎂,還含有少量的釩、鈦、鉻、鎳、錳等。除鋁、鎂、鈣為電解質(zhì)所需元素外,其余都是有害雜質(zhì)?;曳种械倪@些元素按照危害的受害體不同可分為兩類:一類以電解終產(chǎn)品原鋁為受害體的元素,它們在電解過程中轉(zhuǎn)入鋁液中影響鋁的質(zhì)量。另一類元素能使炭陽極的化學(xué)性能下降,如鈉元素。鈉對電解質(zhì)及鋁的質(zhì)量并無危害作用,對陽極的物理性能也無大的影響,但它影響陽極的化學(xué)性能。促使陽極的選擇性氧化,造成陽極工作的不均勻性且使陽極脫落掉渣。這樣不僅增加了炭耗量,而且使電解質(zhì)中炭渣增多,污染電解質(zhì),影響生產(chǎn)和操作。
對生產(chǎn)鋁電解用陽極材料及生產(chǎn)石墨制品而言,硫是一種有害元素,含硫量較大的石油焦生產(chǎn)的石墨電極在石墨化過程中產(chǎn)生“氣脹”現(xiàn)象,容易導(dǎo)致產(chǎn)品裂紋。含硫較高的石墨電極煉鋼時,噸鋼電極消耗量有所增加,中國多數(shù)產(chǎn)地的石油焦硫分較低,只有使用國內(nèi)高硫原油或進(jìn)口高硫原油的煉油廠生產(chǎn)的石油焦硫分較高。
揮發(fā)分
石油焦揮發(fā)分的大小表明其焦化溫度的高低,釜式焦的焦化溫度較高、可達(dá)700℃左右,因此釜式焦的揮發(fā)分較低(3%-7%),而延遲焦化石油焦的焦化溫度只有500℃左右,所以揮發(fā)分高達(dá)8%-15%,延遲焦化生產(chǎn)的石油焦其揮發(fā)分不僅取決于焦化溫度,還和渣油通入焦化塔的裝填時間及向焦炭層吹入蒸汽的條件有關(guān),同一塔卸出的焦炭揮發(fā)分也差別很大,如位于塔底的焦炭結(jié)構(gòu)較致密,體積密度大,揮發(fā)分較低,而塔頂部的焦炭結(jié)構(gòu)疏松,揮發(fā)分要高得多。石油焦揮發(fā)分的多少對炭素制品質(zhì)量并無多大影響,但對煅燒作業(yè)有影響,高揮發(fā)分的石油焦使用一般結(jié)構(gòu)的回轉(zhuǎn)窯或罐式爐煅燒都有困難。