引言：

石油焦是一种重要的化工原料，其主要性能参数对预焙阳极有重要的作用。所以，石油焦的品质控制显得尤为重要。随着我国铝业的迅速发展，对炭阳极的生产能力提出了更高的要求，同时也对炭阳极的灰分、挥发分及水份含量提出了更高的要求。其中，颗粒大小、挥发分和水分是决定预焙阳极性能的主要因素。石油焦粒径及挥发分的大小直接影响着预焙阳极的产物，较小的粒径、较大的比表面积，更易发生石墨化反应；但如果挥发分太多，预烘阳极将出现"爆腰"的情况。因此，开展石油焦物性参数对预焙阳极产品质量的影响研究显得尤为重要。

1石油焦的粒度

石油焦的粒度是石油焦经处理后所能生成的最小粒径，其粒径越小，对其力学性能及电导率的影响就越大。石油焦粒径逐渐变小，并逐渐变得均一。我国现有的石油焦颗粒尺寸多为150-180微米，对其制品来说，若其粒径分布不均，将严重影响其制品的品质及服役性能。

石油焦自身物理特性、石油焦灰分、挥发分含量以及生产工艺条件和运行状况是影响石油焦颗粒大小的重要因素。在生产中，要强化对原材料、成品的粒径检验与控制，对破碎设备及工艺参数进行适当的选择，以防止出现大块焦粒、产品品质不稳定等问题。

2石油焦的灰分

灰分是石油焦在燃烧过程中所剩下的灰分，其含量是影响石油焦品质的一个关键因素，同时也是评价其品质的关键。灰分是碳阳极坯中残留的金属和非金属杂质，也是评价其品质的主要指标之一。随着灰分的增加，其表面积逐渐减小，从而影响了碳电极的生胚质量。在制备碳电极时，因其含大量的铁、锰等杂质，极易引起电极的烧结，从而引起电极的体积收缩，甚至断裂。所以，在实际操作中，应严格控制灰份的含量，尽可能地减少灰份。

石油焦的加工工艺、工艺条件和设备、石油焦自身的化学组成、石油焦在加工过程中的污染状况等都会影响石油焦的灰分含量。所以，在实际生产中，要针对不同的工艺条件和原料特性，对灰份进行控制。此外，通过改善工艺条件和提高设备的精度，也能有效地降低石油焦的灰分。为了降低石油焦的灰份，一般采取控制炉内温度，减小空速，改善炉内气氛。

3石油焦挥发分含量

随着挥发分的减少，焦炭的体积减小，碳化过程中的收缩也随之减小。而挥发分越少，越容易发生碳化，所以其挥发性指数对预焙阳极的品质有很大的影响。对石油焦挥发分的影响因素是：挥发分含量和石油焦粒径分布。按其挥发分的多少，可将其划分为“半焦化”和“完全焦化”两类。半炼型沥青中含有较多的焦油，其粒径分布较窄，但石墨化程度较低，因而成本较低；结果表明，全炼沥青的质量分数较低，粒径分布较广，石墨化程度较高，但成本较高。完全焦化和半焦化比较，由于其石墨化程度更高，所以成本也更高；后者灰分低，挥发分低，孔结构大，成本低。

4石油焦含碳量

石油焦中的碳含量是以碳为主的碳元素占石油焦总量的百分数。含碳量较大的石油焦碳成分较多，例如：石油焦中的石墨和碳素。如果碳含量超过55%，则被认为是高碳焦炭；碳含量低于55%的焦炭被称作中碳焦炭；碳含量小于40%的焦炭被称作低碳焦。不同于石墨，高碳焦炭含有大量的水分、硫分和灰分等高化学活性组分。高碳材料的加入会对石墨的结构造成损伤，从而导致石墨化不佳、肿胀和开裂。当碳元素进入石墨内部时，会造成石墨表面的粗糙和不平整，同时还会降低预焙阳极的强度、高温性能和体积膨胀。所以，石油焦中的含碳量直接关系到预焙阳极的品质。石油焦的含碳量偏高或偏低均对预焙阳极的生产不利。这主要是因为：含碳量较高，使得石油焦的灰份增大，从而降低了其熔点，降低了其耐热性；粒度变大，对制品的品质产生较大的影响。

5石油焦的水分

石油焦在生产中必然含有一定数量的水分，它对其性能有较大的影响。石油焦中含有过量的水份，会导致其强度下降，热导率下降，同时它的灰分和挥发性成分也会增加，如果灰分和挥发分含量太高，那么它的物理性质就会受到影响，从而导致炭负极的制造成本上升。石油焦中的水份含量不宜过高，过量的水份不但会使其品质下降，还会引起碳素膨胀和收缩。在添加量为8%的情况下，可使碳素产品达到一定的胀缩性能。一般来说，只要含水率不超过8%，就可以用来制备预焙阳极碳块。为确保产品的品质，必须对其进行干燥。石油焦的干燥通常是通过吹风的方式进行的。吹风干燥是一种能迅速挥发水分的方法。

结语

(1)从产品品质来看，各品种石油焦的粒径分布有差别，其原因主要在于原料的性质。在高沥青质条件下，其粒径分布范围为100-200微米，而在低沥青质条件下，其粒径范围为60-100微米。在生产中，要根据原材料的品质及工艺控制的需要，选用合适的颗粒级配，以保证产品的稳定性。

(2)在制造成本方面，因原材料特性的不同，各批石油焦的挥发性成分也有一定的差别。在实际生产中，要根据原料特性调整其粒度分布、挥发分及水份含量，以保证产品的稳定性。

(3)在环境保护需求方面，随着环境保护的日益加强，碳素生产企业对石油焦的含尘量和硫含量提出了更高的要求。

参考文献

[1] 孙丽贞,茹德敏,杨宏杰,陈开斌.预焙阳极生产中导热油系统的安全优化[J].炭素技术,2018,37(1):65-67.

[2] 王素生,蒋金龙,鲜勇,邹泽玉.浅谈降低焙烧炉烟气污染物排放的方法[J].炭素,2018(3):29-34.

[3]吉延新,于益如,魏新伟.铝电解用低消耗炭阳极工业化应用效果分析[J].轻金属,2020(9):47-50.

[4]赵大喜,张娜,宗磊,陈吉瑞,闫永路.电石生产净化系统气锤的应用[J].冶金管理,2020(7):113-113.

[5]王群,刘建刚.探讨高硫石油焦在铝用预焙阳极生产中的合理应用[J].轻金属,2015(7):32-35.