Nadelkoks ist eine hochwertige Sorte, die in der Kohlenstoffindustrie intensiv weiterentwickelt wird. Er ist ein poröser Feststoff mit silbergrauer, metallisch glänzender Oberfläche. Seine Struktur weist eine deutlich fließende Textur mit wenigen, aber großen Poren und einer leicht ovalen Form auf. Er dient als Rohstoff für die Herstellung von High-End-Kohlenstoffprodukten wie Hochleistungselektroden, Spezialkohlenstoffmaterialien, Kohlenstofffasern und deren Verbundwerkstoffen.
Je nach Rohstoffart lässt sich Nadelkoks in Öl-Nadelkoks und Kohle-Nadelkoks unterteilen. Öl-Nadelkoks wird aus Erdölrückständen hergestellt. Kohle-Nadelkoks hingegen wird aus Kohlenteerpech und dessen Fraktionen gewonnen.
Zu den Kenngrößen, die die Qualität von Nadelkoks beeinflussen, gehören die Reindichte, der Schwefelgehalt, der Stickstoffgehalt, der Gehalt an flüchtigen Bestandteilen, der Aschegehalt, der Wärmeausdehnungskoeffizient, der spezifische Widerstand, die Vibrationsdichte usw. Aufgrund der unterschiedlichen spezifischen Kenngrößenkoeffizienten kann Nadelkoks in Superqualität (ausgezeichnete Qualität), erste Qualität und zweite Qualität unterteilt werden.
Die Leistungsunterschiede zwischen Kohle- und Ölnadelkoks umfassen folgende Punkte.
1. Unter gleichen Bedingungen ist die aus Ölnadelkoks hergestellte Graphitelektrode leichter zu formen als die aus Kohlenadelkoks hergestellte.
2. Nach der Herstellung von Graphitprodukten sind die Dichte und Festigkeit der graphitierten Produkte aus Öl-Nadelkoks etwas höher als die von Kohle-Nadelkoks, was auf die Ausdehnung des Kohle-Nadelkoks während der Graphitisierung zurückzuführen ist.
3. Bei der spezifischen Verwendung von Graphitelektroden weist das graphitierte Produkt aus Ölnadelkoks einen niedrigeren Wärmeausdehnungskoeffizienten auf.
4. Hinsichtlich der physikalischen und chemischen Kennwerte der Graphitelektrode ist der spezifische Widerstand des graphitierten Produkts aus Ölnadelkoks etwas höher als der des Produkts aus Kohlenadelkoks.
5. Am wichtigsten ist, dass sich Kohlennadelkoks bei der Hochtemperaturgraphitisierung ab einer Temperatur von 1500–2000 °C ausdehnt. Daher muss die Temperaturanstiegsrate streng kontrolliert werden. Ein zu schneller Temperaturanstieg ist zu vermeiden. Die serielle Graphitisierung sollte daher nicht zur Herstellung von Kohlennadelkoks eingesetzt werden. Durch die Zugabe von Additiven lässt sich die Ausdehnung von Kohlennadelkoks reduzieren. Die Herstellung von Ölnadelkoks gestaltet sich jedoch schwieriger.
6. Kalzinierter Ölnadelkoks hat einen höheren Anteil an kleinem Koks und eine feinere Partikelgröße, während Kohlenadelkoks einen geringeren Anteil an kleinem Koks und eine größere Partikelgröße (35 - 40 mm) aufweist, die zwar die Anforderungen an die Partikelgröße der Rezeptur erfüllt, aber für die Anwender Schwierigkeiten mit sich bringt.
7. Gemäß der Einführung der Japan Petroleum Coke Company wird angenommen, dass die Zusammensetzung von Ölnadelkoks einfacher ist als die von Kohlenadelkoks, wodurch die Verkokungs- und Heizzeit leichter zu kontrollieren ist.
Aus dem oben Genannten geht hervor, dass Ölnadelkoks vier geringe Eigenschaften aufweist: niedriges spezifisches Gewicht, geringe Festigkeit, niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient und geringer spezifischer Widerstand. Die ersten beiden Eigenschaften sind für Graphitprodukte vorteilhaft, die beiden anderen für Graphitprodukte. Insgesamt sind die Leistungskennzahlen von Ölnadelkoks besser als die von Kohlenadelkoks, und die Anwendungsnachfrage ist entsprechend höher.
Derzeit ist Graphitelektroden der Hauptabnehmer von Nadelkoks und macht etwa 60 % des Gesamtverbrauchs aus. Elektrodenhersteller haben klare Qualitätsanforderungen an Nadelkoks, ohne individuelle Qualitätsvorgaben. Der Bedarf an Nadelkoks für Lithium-Ionen-Batterie-Anodenmaterialien ist vielfältiger: Der Markt für High-End-Digitalgeräte bevorzugt ölgekochten Koks, während der Markt für Leistungsbatterien stärker auf Koks mit einem besseren Preis-Leistungs-Verhältnis angewiesen ist.
Die Herstellung von Nadelkoks erfordert gewisse technische Hürden, weshalb es inländische Unternehmen in diesem Bereich relativ wenige gibt. Zu den führenden inländischen Herstellern von Ölnadelkoks zählen derzeit: Weifang Fumei New Energy, Shandong Jingyang, Shandong Yida, Jinzhou Petrochemical, Shandong Lianhua, Bora Biological, Shandong Yiwei, Sinopec Jinling Petrochemical, Maoming Petrochemical u. v. m. Führende Hersteller von Kohlenadelkoks sind unter anderem 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 und Taiyuan Shengxu.
Veröffentlichungsdatum: 19. Oktober 2021