Petroleumkoks mit hohem Nickel- und Vanadiumgehalt erfordert besondere Behandlung vor Kalzinierung

Handan Qifeng Carbon Co., Ltd. weist auf die Notwendigkeit hin, Petroleumkoks mit hohem Nickel- und Vanadiumgehalt vor dem Kalzinierungsprozess besonders zu behandeln. Im Gegensatz zu Schwefel flüchtigen diese Metalle während der Kalzinierung nicht, sondern verbleiben im Koks, verändern dessen Eigenschaften grundlegend und verursachen betriebliche Probleme.

Das Vorhandensein von Nickel und Vanadium verschlechtert die Qualität des kalzinierten Kokses erheblich. Diese metallischen Verunreinigungen erhöhen den elektrischen Widerstand des Kokses, was den Spannungsabfall und den Energieverbrauch bei der Aluminiumschmelze direkt steigert. Obwohl sie die wahre Dichte zu erhöhen scheinen, handelt es sich hierbei um eine Folge des metallischen Gewichts und nicht um eine verbesserte Kohlenstoffstruktur; dies kann eine Verschlechterung der mikrokristallinen Ordnung des Kokses maskieren.

Darüber hinaus wirkt Vanadium als Katalysator für die Oxidation und erhöht die Luftreaktivität des Kokses. Das bedeutet, dass der Koks während des anschließenden Backens und Gebrauchs leichter verbrennt, was zu geringeren Ausbeuten führt. Nickel zeigt einen ähnlichen Trend. Die strukturelle Ordnung der Mikrokristalle des Kokses nimmt ebenfalls mit steigendem Nickel- und Vanadiumgehalt ab.

Betrieblich stellen hohe Nickel- und Vanadiumgehalte eine Bedrohung für die Stabilität der Kalzinierung dar. Niedrige Schmelzpunkte der damit verbundenen Metalloxide können zu Ringbildung und Brückenbildung im Ofen führen, was potenziell zu Stillständen zwingt. Der höhere Anteil an feinem Material, der diesen Kokstyp oft begleitet, verschärft die Abbrandverluste, da feine Partikel in den Feuerkanal getragen werden. Zusätzlich oxidiert Vanadium leicht zu Vanadiumpentoxid, das die feuerfesten Materialien und Ofenauskleidungen stark korrodiert.

Diese Probleme wirken sich kaskadenartig auf nachgelagerte Produkte aus, insbesondere auf die bei der Aluminiumproduktion verwendeten vorgebrannten Anoden. Nickel- und Vanadiumverunreinigungen sind schwer aus dem Elektrolyten zu entfernen, was die Aluminiumreinheit verringert und die Produktionskosten erhöht. Die Anwesenheit dieser Metalle kann zusammen mit Schwefel widerstandsfähige Sulfidfilme auf Stahlkontakten bilden, was den Energieverbrauch weiter erhöht. Die veränderten Eigenschaften des Kokses können auch zu Rissen und sekundärem Schwinden der Anoden während des Backens führen.