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 possui 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 as diferentes matérias-primas, o coque de agulha pode ser dividido em coque de agulha de petróleo e coque de agulha de carvão. O coque de agulha produzido a partir de resíduos de petróleo é o coque de agulha de petróleo. O coque de agulha produzido a partir de piche de alcatrão de carvão e suas frações é o coque de agulha de carvão.
Os índices que afetam a qualidade do coque de agulha incluem densidade real, teor de enxofre, teor de nitrogênio, matéria volátil, teor de cinzas, coeficiente de expansão térmica, resistividade, densidade vibratória, etc. Devido aos diferentes coeficientes de índice específicos, o coque de agulha pode ser dividido em grau superior (excelente), primeiro grau e segundo grau.
As diferenças de desempenho entre o coque de agulha de carvão e o coque de agulha de petróleo incluem os seguintes pontos.
1. Nas mesmas condições, o eletrodo de grafite feito de coque de agulha de petróleo é mais fácil de moldar do que o coque de agulha de carvão.
2. Após a fabricação de produtos de grafite, a densidade e a resistência dos produtos grafitizados de coque de agulha da série do petróleo são ligeiramente superiores às do coque de agulha da série do carvão, o que é causado pela expansão do coque de agulha da série do carvão durante a grafitização.
3. No uso específico de eletrodo de grafite, o produto grafitizado do coque de agulha de petróleo apresenta um coeficiente de expansão térmica menor.
4. Em termos de índices físicos e químicos do eletrodo de grafite, a resistividade específica do produto grafitizado do coque de agulhas de petróleo é ligeiramente superior à do produto do coque de agulhas de carvão.
5. O mais importante é que o coque de agulhas de carvão se expande quando a temperatura atinge 1500-2000 ℃ no processo de grafitização em alta temperatura, portanto, a taxa de aumento da temperatura deve ser rigorosamente controlada, evitando aumentos rápidos. O ideal é não utilizar o processo de grafitização em série na produção de coque de agulhas de carvão, adicionando aditivos para controlar sua expansão e reduzir a taxa de expansão. No entanto, é mais difícil obter coque de agulhas de petróleo.
6. O coque de agulha de óleo calcinado tem mais coque pequeno e partículas de tamanho fino, enquanto o coque de agulha de carvão tem menor teor e partículas de tamanho grande (35 a 40 mm), o que pode atender aos requisitos de tamanho de partícula da fórmula, mas traz dificuldades para os usuários.
7. De acordo com a introdução da Japan Petroleum Coke Company, acredita-se que a composição do coque de agulha de petróleo seja mais simples do que a do coque de agulha de carvão, sendo assim mais fácil controlar o tempo de coqueificação e aquecimento.
Com base no exposto, o coque de agulha derivado de petróleo apresenta quatro desvantagens: baixa densidade aparente, baixa resistência, baixo coeficiente de expansão térmica (CTE) e baixa resistividade. As duas primeiras desvantagens favorecem a formação de produtos com grafite, enquanto as duas últimas também são favoráveis. De modo geral, os índices de desempenho do coque de agulha derivado de petróleo são superiores aos do coque de agulha derivado de carvão, e sua demanda por aplicações também é maior.
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, por sua vez, têm uma clara demanda por coque de agulha de alta qualidade, sem exigências específicas de personalização. A demanda por coque de agulha para materiais anódicos de baterias de íon-lítio é mais diversificada: o mercado de eletrônicos de ponta prefere o coque cozido em óleo, enquanto o mercado de baterias de alta potência depende mais do coque com melhor custo-benefício.
A produção de coque de agulha possui um certo nível de complexidade técnica, o que faz com que as empresas nacionais sejam relativamente raras. Atualmente, as principais empresas nacionais produtoras de coque de agulha derivado de petróleo incluem: Weifang Fumei New Energy, Shandong Jingyang, Shandong Yida, Jinzhou Petrochemical, Shandong Lianhua, Bora Biological, Weifang Fumei New Energy, Shandong Yiwei, Sinopec Jinling Petrochemical, Maoming Petrochemical, entre outras. Já as principais empresas produtoras de coque de agulha derivado de carvão são: Baowu Carbon Material, Baotailong Technology, Anshan Open Carbon, Anshan Chemical, Fang Daxi Ke Mo, Shanxi Macro, Henan Open Carbon, Xuyang Group, Zaozhuang Revitalization, Ningxia Baichuan, Tangshan Dongri New Energy, Taiyuan Shengxu, entre outras.
Data da publicação: 19 de outubro de 2021