O coque de agulha é uma variedade de alta qualidade amplamente desenvolvida na indústria de materiais de carbono. Apresenta-se como um sólido poroso com brilho metálico e coloração cinza prateada. Sua estrutura exibe uma textura fluida evidente, com poros grandes, porém em menor quantidade, e formato ligeiramente oval. É a matéria-prima para a produção de produtos de carbono de alta tecnologia, como eletrodos de ultra-alta potência, materiais de carbono especiais, fibra de carbono e seus compósitos.
De acordo com os diferentes materiais de produção, o coque de agulha pode ser dividido em dois tipos: coque de agulha derivado de petróleo e coque de agulha derivado de carvão. O coque de agulha produzido com resíduos de petróleo como matéria-prima é denominado coque de agulha derivado de petróleo. Já o coque de agulha derivado de carvão, produzido a partir de piche de alcatrão de carvão e suas frações, é chamado de coque de agulha derivado de carvão.
Os índices que afetam a qualidade do coque de agulha incluem densidade real, teor de enxofre, teor de nitrogênio, teor de voláteis, teor de cinzas, coeficiente de expansão térmica, resistividade elétrica, densidade de vibração-sólido, etc. Devido aos diferentes coeficientes de índice específicos, o coque de agulha pode ser dividido em super grau (grau superior), primeiro grau e segundo grau.
A diferença de desempenho entre o coque de agulha de carvão e o coque de agulha de petróleo inclui os seguintes pontos.
1. Sob as mesmas condições, o eletrodo de grafite feito de coque de agulha da série do petróleo é mais fácil de ser formado do que o coque de agulha da série do carvão em termos de desempenho.
2. Após a fabricação dos produtos de grafite, os produtos grafitizados de coque de agulha da série petróleo apresentam densidade e resistência ligeiramente superiores aos do coque de agulha da série carvão, o que se deve à expansão do coque de agulha da série carvão durante a grafitização.
3. No uso específico de eletrodos de grafite, os produtos grafitizados com coque de agulha de petróleo apresentam um coeficiente de expansão térmica menor.
4. Em termos de índices físicos e químicos do eletrodo de grafite, a resistividade específica dos produtos grafitizados do coque de agulha da série do petróleo é ligeiramente superior à dos produtos do coque de agulha da série do carvão.
5. O mais importante é que o coque de agulhas de carvão se expande durante o processo de grafitização em alta temperatura, quando a temperatura atinge 1500-2000 °C. Portanto, a velocidade de aumento da temperatura deve ser rigorosamente controlada, evitando aquecimentos rápidos. O ideal é não utilizar o processo de grafitização em série na produção de coque de agulhas de carvão. A adição de aditivos ao coque de agulhas de carvão controla sua expansão, reduzindo a taxa de expansão. No entanto, obter coque de agulhas à base de petróleo é mais difícil.
6. O sistema de óleo calcinado apresenta maior teor de coque fino e granulometria mais fina, enquanto a agulha de medição de carvão apresenta menor teor de coque e granulometria maior (35-40 mm), o que pode atender ao requisito de granulometria da fórmula, mas dificulta a trituração pelo usuário.
7. De acordo com a Japan Petroleum Coke Company, considera-se que a composição do coque de agulha da série óleo é mais simples do que a do coque de agulha da série carvão, sendo, portanto, mais fácil de controlar durante o processo de coqueificação.
Do ponto de vista acima, o coque de agulha para sistemas petrolíferos apresenta quatro desvantagens: baixa densidade, baixa resistência, baixo coeficiente de expansão térmica (CTE) e baixa resistividade. As duas primeiras desvantagens resultam em baixa formação de grafite, enquanto as duas últimas são favoráveis. De modo geral, os índices de desempenho do coque de agulha para sistemas petrolíferos são superiores aos do coque de agulha para sistemas carboníferos, o que justifica sua maior demanda de aplicação.
Atualmente, o eletrodo de grafite é o principal mercado consumidor de coque de agulha, representando cerca de 60% da aplicação total desse material. As empresas do setor de eletrodos têm uma demanda clara por coque de agulha de alta qualidade, sem exigências específicas de personalização. Já os materiais anódicos para baterias de íon-lítio apresentam uma demanda mais diversificada por coque de agulha: o mercado de eletrônicos de ponta prefere coque cozido em óleo, enquanto o mercado de baterias de alta potência depende mais de coque bruto com melhor custo-benefício.
A produção de coque de agulha possui um certo nível de complexidade técnica, o que explica o número reduzido de empresas nacionais nesse segmento. Atualmente, os principais fabricantes nacionais de coque de agulha para extração de petróleo incluem Shandong Jingyang, Shandong Yida, Jinzhou Petrochemical, Shandong Lianhua, Bora Biological, Weifang Fumei New Energy, Shandong Yiwei, Sinopec Jinling Petrochemical, Maoming Petrochemical, entre outros. Já os principais produtores de coque de agulha para extração de carvão são Baowu Carbon Material, Baotailong Technology, Anshan Kaitan, Angang Chemical, Fang Daxi Kemo, Shanxi Hongte, Henan Kaitan, Xuyang Group, Zaozhuang Zhenxing, Ningxia Baichuan, Tangshan Dongri New Energy, Taiyuan Shengxu, etc.
Data da publicação: 02/12/2022