高硫焦

1）石油焦中硫的影响大量文献研究了石油焦中硫的含量对煅后焦、炭阳极氧化反应性的影响]。另一方面，石油焦中的硫含量也会影响炭阳极的生产过程和质量。石油焦中的硫在铝电解过程中会与阳极钢棒作用，反应生成FeS而增大阳极捧与炭阳极间的接触电阻而增大阳极压降。长期使用硫含量高的石油焦，会严重污染环境，并对操作工人的身体造成危害。图3-2，图3-3是硫含量对石油焦的空气和二氧化碳反应性影响的试验结果。试验结果表明，石油焦中硫的含量在1～4％范围内变化时，石油焦的空气和二氧化碳反应性随硫含量的增加而降低。当钠含量同为150ppm时，硫含量从1％增加到3％，石油焦的空气和二氧化碳反应性分别下降了一半。进一步的研究表明这是由于硫易于与金属杂质结合，降低金属杂质的催化作用，从而间接地降低了石油焦的空气和二氧化碳反应性。对用不同硫含量的石油焦制成的炭阳极试样进行空气和二氧化碳反应性试验，也得出了基本一致的结果。研究结果表明，硫的增加提高了生阳极中沥青的结焦率，降低了沥青焦的孔隙率；同时，降低了炭阳极的空气和二氧化碳反应性，由此得出结论：石油焦中适当的硫含量有利于降低铝电解阳极炭耗。石油焦中S的影响可以分为正负两个方面，正的方面是石油焦中的S在阳极焙烧阶段能够提高沥青的结焦值，同时能够降低空气以及CO2的反应活性，减少阳极在使用过程中因为疏松造成掉渣的可能性；负的方面是石油焦中的S会与阳极的钢爪在高温下发生作用，使得残极中带入Fe元素进而铝液杂质增加，同时生成的FeS也会增大钢棒上的电阻，造成钢棒上的电压降增大，能耗增加，最后就是S进入空气造成污染，也恶化操作环境。2.2高硫石油焦对阳极抗氧化性能的影响近年来，越来越多的研究结果表明硫可以较好地抑制石油焦中的钠、钙、镍、钒等一些微量元素对焦炭的空气、CO2反应活性的催化。这是因为S元素不直接参与C和O2的反应，而是与其它金属杂质结合，从而减弱金属对C与O2反应的催化作用。研究证明，钠盐含量增加，焦炭在空气中的着火点温度将会降低（空气反应活性增大），阳极在CO2气氛中的反应活性大幅度上升。金属Ca对阳极的反应活性的影响虽然没有Na那么严重，但其对阳极活性的影响仍然无法低估。焦炭CO2活性与S、Na、Ca含量之间的关系见下式：RCO2＝4.0＋（0.0411×Na＋0.101×Ca）/S式中：RCO2—为CO2中的活性，％；Na—为Na含量，μg/g；Ca—为Ca含量，μg/g；S—为S含量，％。焦炭在CO2、空气中反应能力减弱，对阳极在电解槽中消耗速度的降低，掉块、掉渣现象的减少有积极的推进作用，从而有利于阳极净耗的降低和电流效率的提高。综上所述，仅就影响阳极使用性能方面而言，在Na、Ca含量一定的情况下，硫含量越高，焦炭在CO2气氛中的活性（质量损失率）越低。