石油焦煅燒程度對預焙陽極顯微結構及電解消耗的影響（下）

上篇文章《石油焦煅燒程度對預焙陽極顯微結構及電解消耗的影響（上）》我們主要透過試驗分析的方式探究了石油焦不同煅燒程度對預焙陽極顯微結構的影響。本文緊跟前文思路，繼續就石油焦煅燒程度對預焙陽極理化效能指標及電解消耗的影響進行探討。供企業參考。

對陽極體積密度及顯氣孔率的影響

上圖1為不同煅燒程度石油焦炭陽極體積密度和顯氣孔率的測試結果。由圖可知，炭陽極體積密度隨石油焦煅燒程度的降低先增大後減小，顯氣孔率變化規律正好相反。CA-900體積密度最大，顯氣孔率最小，而CA-1100顯氣孔率最大，體積密度較小。

CA-800孔隙率大於CA-900煅後焦炭陽極可能的原因是C-800二次收縮幅度大於粘結劑碳化收縮，形成較多的介面孔；但C-900二次收縮幅度與粘結劑碳化收縮接近，能夠整體收縮，故可獲得更小的孔隙率。

不同微晶值煅後焦的炭陽極焙燒過程體積收縮率如上圖2所示。炭陽極收縮率隨煅後焦煅燒程度降低逐漸升高，CA-800收縮率最大，CA-1100最小。此結果表明，炭陽極收縮率主要由煅後焦骨料煅燒程度決定，受粘結劑碳化過程影響較小。

此外，由圖2可知，石油焦煅燒程度（碳微晶尺寸>1。7nm）對炭陽極失重率影響較小，焙燒過程中低煅焦骨料主要進行碳結構緻密化。

對陽極反應性的影響

下圖3為不同石油焦煅燒程度炭陽極空氣反應質量損失曲線。炭陽極空氣反應質量損失率隨煅後焦微晶值的減小先減小後增大，其變化趨勢與炭陽極顯氣孔率變化規律類似，與體積密度變化趨勢相反。

將石油焦煅燒程度從2。7nm降低至1。9nm，可降低空氣反應質量損失34。7%。這主要是由於普通炭陽極顯氣孔率高，孔隙連通率和視孔隙比表面積大，空氣滲入陽極內部的量大，造成空氣反應質量損失增大。

CA-800空氣反應質量損失率明顯大於其他炭陽極，主要是由於CA-800的V殘留量最大為1。89×10-4具體見上表1，V對CO2反應性有強催化作用，使其具有強空氣反應活性，同時CA-800內大裂紋介面孔為空氣滲透提供大量通道，碳微晶值在1。9-2。7nm範圍內，降低石油焦煅燒程度有利於降低炭陽極空氣反應性。

上圖4為不同煅燒程度石油焦炭陽極CO2反應質量損失率曲線。其中炭陽極CO2反應質量損失率隨煅後焦微晶值的減小先減小後增大，將石油焦煅燒程度從2。7nm降低至1。9nm，可減少炭陽極CO2反應質量損失34。8%。

總之，相對煅後焦活性，陽極孔隙結構對炭陽極反應性起主導作用，降低石油焦煅燒程度同時配合較小的炭陽極孔隙率、孔隙連通性和視孔隙比表面積，可獲得空氣反應性較低的炭陽極。

石油焦煅燒程度與炭陽極電解消耗

上圖5為不同煅燒程度石油焦製備的陽極電解消耗測試結果曲線。由圖可知，炭陽極電解消耗隨石油焦煅燒程度降低先減少後增加，CA-900的炭陽極消耗最少，CA-1100普通煅後焦消耗最大。將普通煅後焦煅燒程度降低至1。9nm，可減少炭陽極電解消耗4。7%。

上圖6是不同煅燒程度石油焦炭陽極電解時碳渣量變化曲線。其中碳渣量隨石油焦煅燒程度降低逐漸降低。CA-800和CA-900碳渣量最少，約為1。8kg·t-1，CA-1100最多，為27。6kg·t-1，結果說明，適當降低石油焦煅燒程度是影響電解時碳渣量的重要因素。

綜上所述，石油焦煅燒程度可影響炭陽極晶體結構引數、顯微結構及部分理化效能指標，同時也是決定鋁電解陽極消耗的重要工藝因素。因此企業在電解生產過程中可透過適當降低石油焦煅燒程度的方式來儘可能減少碳渣含量。

文章轉載自：中商碳素研究院