Сырье2для2анодной2массы

Сырьевые материалы для изготовления анодной массы подразделяются на две группы: твердые углеродистые материалы (коксы) и связующие (пеки). В качестве твердых материалов, которые являются наполнителем или как бы «скелетом» анода, применяют преимущественно пековые и нефтяные коксы. Основным связующим материалом, соединяющим при коксовании все частицы этого «скелета» в монолитную массу, служит каменноугольный пек.
Коксы. Один из важнейших видов сырья для электродного производства. Наиболее ценны малозольные виды коксов, содержание золы в которых не превышает 1 %. Только эти виды сырья и используются для производства анодной массы и обожженных анодов.
В СНГ производят два вида малозольных коксов: нефтяные и пековые. Первые получают коксованием нефтяных остатков, вторые – коксованием каменноугольного пека. В зарубежной практике применяются малозольные коксы из первичных смол, получающихся при полукоксовании бурых углей, а также из сланцевой смолы (последние уже используются на ВгАЗе).
Нефтяные коксы получают при коксовании различных нефтяных остатков. Свойства коксов зависят главным образом от вида этих остатков, которые подразделяются на два вида: крекинговые и пиролизные. Крекинговые коксы получают из остатков от переработки нефтепродуктов крекинг-процессом, а пиролизные коксы – из остатков пиролиза.
Нефтяной кокс, используемый в процессе изготовления анода в качестве наполнителя имеет различную структуру, зависящую от механизма его получения. Большинство коксов образуются в качестве побочных продуктов в процессах нефтеперегонки, где условия процесса оптимизируются исходя из нужд нефтехимии, а не с точки зрения качества получаемого в качестве побочного продукта кокса. Коксы, получаемые из каменноугольного пека также используются в анодах. И несмотря на то, что это связано с большими затратами вследствие включения дополнительных стадий процесса, связанных с его образованием, использование коксов из каменноугольного пека увеличивается. Основным преимуществом пекового кокса является его повышенная чистота, что приводит к увеличению сортности металла. Однако общее количество доступного пекового кокса по сравнению с нефтяным коксом ограничено.
В промышленности коксы обычно характеризуются исходя из способа их получения, и физически характеризуются такими терминами, как прокаленный, слабопрокаленный и сырой кокс. Однако сегодня для описания коксов и оценки их качества применяется микроскопическая структура. Важными являются пористость, размер пор и их распределение (макропоры и микропоры), а также соотношение открытых и закрытых пор и степень анизотропии (или порядок кристалла).
Эти структурные различия требуют несколько иных формулировок, если определяются подобные свойства. На качество кокса также значительно влияет материал, используемый при перегонке нефти, поскольку условия коксования и кальцинации изменяются в широких пределах в зависимости от содержания серы и золы. Некоторые типичные свойства кальцинированных нефтяных коксов, используемых для производства электродов, приведены в таблице ниже. Эти величины могут меняться в широких пределах во время переработки, и в частности, если кокс кальцинируется при температурах свыше 12000С. Содержание влаги, летучих и водорода значительно снижается, тогда, как содержание углерода увеличивается более 99%. Существует большое количество примесей, составляющих золу, они также варьируются в зависимости от типа сырья. Обычно углерод содержит до 0,2% масс. оксидов щелочных металлов, 0,1% масс. оксида железа, следы ванадия и до 0,1% масс. кремния. Некоторые из этих примесей резко ускоряют реакции окисления, которым подвергается углерод в процессе электролиза. Содержание серы в коксах непрерывно увеличивается, и сегодня3часто3превышает32%3масс.
Пеки. В качестве связующих применяются материалы, которые в процессе обжига коксуются и, образуя достаточное количество прочного кокса, придают изделиям необходимую прочность и однородность.