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炭素技术2024年第06期:煅后石油焦中硫形态与含量对预焙阳极力学性能的影响

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作者:王怀民;付丽丽;王波;邢林莘;谭姣;王楠;万兰兰;史苓苓;屈文;何宇;

单位:济南万瑞炭素有限责任公司;湖南大学材料科学与工程学院;自贡先进碳材料产业技术研究院;

摘要:预焙阳极主要骨料是煅后石油焦,随着石油焦原油的硫含量不断增高,煅后焦即使经过高温煅烧也难以脱硫达标,为获得满足要求的预焙阳极,大多研究仅通过掺配调控来降低硫的平均含量。本文以不同硫含量的煅后石油焦为研究对象,采用X射线衍射与透射电子显微镜表征了煅后石油焦中硫的存在形态及分布。同时,将不同硫含量的煅后焦作骨料辅以煤沥青黏结剂制备预焙阳极样品,研究发现,预焙阳极样品的抗折与抗压强度等力学性能与硫含量呈正相关。与低硫煅后焦(含硫量1.027%)相比,高硫煅后焦(含硫量4.55%)平均抗折强度自6.39 MPa增强至9.55 MPa,增幅49.5%;平均耐压强度自26.38 MPa增强至35.16 MPa,增幅33.3%。原因可能是硫在高温混捏和成型阶段与黏结剂煤沥青发生交联反应,在链段之间形成网状结构,在随后的焙烧阶段该链段炭化固定成具有力学增益的碳网络结构。

关键词:预焙阳极;煅后石油焦;力学性能

基金资助:材料腐蚀与防护四川省重点实验室开放基金(2022CL19); 2023年山东省第二批技术创新项目(202360101554)