Les matières premières pour la production de graphite
Feb 08, 2022
Les matières premières pour la production de graphite
Le coke de pétrole est un produit solide combustible obtenu par cokéfaction de résidus de pétrole et de brai de pétrole. La couleur est noire et poreuse, l'élément principal est le carbone et la teneur en cendres est très faible, généralement inférieure à 0,5 %. Le coke de pétrole appartient à la catégorie des charbons facilement graphitables. Le coke de pétrole est largement utilisé dans les industries chimiques, métallurgiques et autres. C'est la principale matière première pour la production de produits en graphite artificiel et de produits en carbone pour l'aluminium électrolytique.
Le coke de pétrole peut être divisé en coke vert et coke calciné en fonction de la température de traitement thermique. Le premier est le coke de pétrole obtenu par cokéfaction retardée, qui contient une grande quantité de matières volatiles et a une faible résistance mécanique. Le coke calciné est obtenu par calcination du coke vert. La plupart des raffineries de pétrole en Chine ne produisent que du coke et la plupart des opérations de calcination sont réalisées dans des usines de charbon.
Le coke de pétrole est classé selon le niveau de teneur en soufre. Il peut être divisé en trois types : le coke à haute teneur en soufre (teneur en soufre supérieure à 1,5 %), le coke à teneur moyenne en soufre (teneur en soufre 0,5 % -1,5 %) et le coke à faible teneur en soufre. (teneur en soufre inférieure à 0,5 %). La production de produits en graphite artificiel utilise généralement la production de coke à faible teneur en soufre.
Le coke d'aiguille est une sorte de coke de haute qualité avec une texture fibreuse évidente, un faible coefficient de dilatation thermique et une graphitisation facile. Lorsque le coke est cassé, il peut se scinder en particules allongées selon la texture (le rapport d'aspect est généralement supérieur à 1,75). Une structure fibreuse anisotrope peut être observée au microscope à lumière polarisée, on parle alors de coke d'aiguille.
L'anisotropie des propriétés physiques et mécaniques du coke en aiguilles est très évidente. Il a une bonne conductivité électrique et thermique parallèlement au grand axe des particules et a un faible coefficient de dilatation thermique. Lors du moulage par extrusion, la plupart des axes longs des particules sont disposés dans la direction d'extrusion. Par conséquent, le coke d'aiguille est la matière première clé pour la fabrication du graphite. Le graphite produit a une faible résistivité, un faible coefficient de dilatation thermique et une bonne résistance aux chocs thermiques.
Le coke en aiguille est divisé en coke en aiguille à base de pétrole produit avec des résidus de pétrole comme matière première et en coke en aiguille à base de charbon produit avec une matière première de brai de charbon raffiné.
Le brai de houille est l'un des principaux produits du traitement en profondeur du goudron de houille. C'est un mélange de divers hydrocarbures. Il s'agit d'un semi-solide noir à haute viscosité ou d'un solide à température ambiante. Il n'a pas de point de fusion fixe. Il se ramollit après chauffage puis fond. La densité est de 1.25-1.35g/cm3. Selon son point de ramollissement, il peut être divisé en asphalte basse température, moyenne température et haute température. Le rendement en brai à température moyenne est de 54-56 % de goudron de houille. La composition du brai de goudron de houille est extrêmement complexe, qui est liée aux propriétés du goudron de houille et à la teneur en hétéroatomes, et est également affectée par le système de cokéfaction et les conditions de traitement du goudron de houille. Il existe de nombreux indicateurs qui caractérisent les caractéristiques du brai de charbon, tels que le point de ramollissement du brai, la matière insoluble dans le toluène (TI), la matière insoluble dans la quinoléine (QI), la valeur de cokéfaction et la rhéologie du brai de charbon.
Le brai de charbon est utilisé comme liant et imprégnant dans l'industrie du carbone, et ses performances ont un impact important sur le processus de production et la qualité des produits en carbone. L'asphalte liant utilise généralement de l'asphalte modifié à température moyenne ou moyenne avec un point de ramollissement modéré, une valeur de cokéfaction élevée et une résine élevée. Comme imprégnant, utiliser de l'asphalte à température moyenne avec un point de ramollissement bas, un QI bas et de bonnes propriétés rhéologiques.
Calcination : la matière première carbonée est traitée thermiquement à haute température pour évacuer l'humidité et les matières volatiles contenues, et améliorer en conséquence les performances de cuisson d'origine du processus de production appelé calcination. Généralement, les matières premières carbonées sont calcinées en utilisant du gaz combustible et leurs propres matières volatiles comme source de chaleur, et la température maximale est de 1250-1350 degré .
La calcination provoque de profonds changements dans la structure et les propriétés physiques et chimiques des matières premières carbonées, qui se traduisent principalement par l'augmentation de la densité, de la résistance mécanique et de la conductivité du coke, l'amélioration de la stabilité chimique et de la résistance à l'oxydation du coke et la pose des bases pour les processus ultérieurs. .
L'équipement de calcination comprend principalement un calcinateur à cuve, un four rotatif et un calcinateur électrique. L'indice de contrôle de la qualité de la calcination est que la densité réelle du coke de pétrole n'est pas inférieure à 2,07 g/cm3, la résistivité n'est pas supérieure à 550 μΩ.m, la densité réelle du coke d'aiguille n'est pas inférieure à 2,12 g/cm3 et la résistivité n'est pas supérieur à 500μΩ.m.
