石油焦屬于易石墨化炭一類,石油焦的微晶與冶金焦比較,碳網(wǎng)格片狀體之間的疊合比較整齊,片狀體之間距離較??;在石墨化的高溫下,碳網(wǎng)格片狀體的晶粒平均厚度(Lc)和平均寬度(La)增大,片狀體層面間距(d)縮??;(圖1)晶格常數(shù)(a0和c0)接近天然石墨,電阻率顯著降低而真密度相應(yīng)提高。所以使用石油焦為原料可以制造電阻率較低的石墨電極。
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。
硫是影響石油焦質(zhì)量的雜質(zhì)之一,石油焦的含硫量取決于渣油的含硫量,渣油中的硫分有30%-40%殘留在石油焦中,如果含硫量較高的渣油事先加氫脫硫,減少渣油中的含硫量,由此得到的石油焦含硫量相應(yīng)降低。石油焦中的硫可分為硫的有機化合物(硫醚、硫醇、磺酸等)和硫的無機化合物(硫化鐵、硫酸鹽)兩類。一般煅燒到1300℃左右脫硫效果不大,只有將煅燒溫度提高到1450℃左右才能有較明顯的脫硫效果,一部分硫化物需在石墨化的高溫下才能排出