Wie sieht der vollständige Prozessablauf für die Herstellung von graphitiertem Petrolkoks aus?

Der gesamte Produktionsprozess von graphitiertem Petrolkoks umfasst mehrere Stufen, darunter die Vorbehandlung des Rohmaterials, Kalzinierung, Zerkleinerung und Siebung, Mischen und Kneten, Formen, Brennen, Graphitisierungsbehandlung sowie Feinverarbeitung und Verpackung. Hier eine detaillierte Beschreibung:

Rohmaterialsiebung und -vorbehandlung: Hochwertige Petrolkoks-Kohlenstoffe werden ausgewählt und gesiebt sowie zerkleinert, um eine geeignete Partikelgröße zu erreichen. Dieser Schritt dient der Entfernung von Verunreinigungen und gewährleistet die Reinheit und einheitliche Partikelgröße der Rohstoffe. Damit wird die Grundlage für die nachfolgenden Verarbeitungsprozesse geschaffen.

Kalzinierung: Die Petrolkoks-Kohlenstoffe geeigneter Korngröße werden zur Kalzinierung in einen Hochtemperaturofen gegeben. Durch diesen Prozess werden Feuchtigkeit und flüchtige Bestandteile aus den Rohstoffen entfernt, wodurch deren physikalisch-chemische Eigenschaften wie Reindichte und spezifischer Widerstand verbessert werden. Darüber hinaus trägt die Kalzinierung zur Reinigung und Aufwertung des Petrolkoks bei und erhöht dessen Heizwert und physikalische Eigenschaften.

Zerkleinern und Sieben: Nach dem Kalzinieren müssen die Petrolkoksbrocken abgekühlt werden, um ihre Temperatur zu senken. Anschließend erfolgt eine mechanische Sortierung, um nicht konforme Produkte auszusortieren und so die Produktqualität zu sichern. Der abgekühlte Petrolkoks wird dann erneut zerkleinert und gesiebt, um die für die nachfolgenden Prozesse erforderliche Partikelgrößenverteilung zu erreichen.

Mischen und Kneten: Entsprechend den Anforderungen der Produktrezeptur wird der kalzinierte Petrolkoks mit einem Bindemittel (z. B. Steinkohlenteerpech) in einem bestimmten Verhältnis vermischt. Anschließend wird die Mischung bei einer bestimmten Temperatur gerührt, um eine gleichmäßige Durchmischung zu gewährleisten, und zu einer formbaren Paste geknetet. Dieser Schritt verbessert die Kompaktheit der Mischung und führt zu einer homogenen, formbaren Paste, die sich gut zum Formen eignet.

Formgebung: Die geknetete kohlenstoffhaltige Paste wird durch die Formgebungsanlage plastisch verformt und bildet so einen Grünling mit definierter Form, Größe, Dichte und Festigkeit. Während des Formgebungsprozesses müssen Faktoren wie Formtyp, Anlagenauswahl und Produktqualitätskontrolle berücksichtigt werden, um sicherzustellen, dass der Grünling den Anforderungen entspricht.

Brennen: Die Grünlinge werden in einem speziell entwickelten Heizofen unter Schutz durch spezielle Füllstoffe einer Hochtemperatur-Wärmebehandlung unterzogen. Durch den Brennvorgang verkohlt das Steinkohlenteerpech in den Grünlingen und bildet Pechkoks, der die kohlenstoffhaltigen Zuschlagstoffe und Pulverpartikel miteinander verfestigt. Die so gebrannten Kohlenstoffprodukte weisen eine hohe mechanische Festigkeit, einen niedrigen spezifischen Widerstand sowie eine gute thermische und chemische Stabilität auf.

Graphitisierungsbehandlung: Die gebrannten Petrolkoksbrocken werden in einen Graphitisierungsofen gegeben und bei hohen Temperaturen (typischerweise 2800–3000 °C) graphitisiert. Dabei verflüchtigen sich die restlichen Verunreinigungen im Petrolkoks allmählich, während sich die Kohlenstoffatome neu anordnen und eine dichtere Graphitstruktur bilden. Die Graphitisierungsbehandlung verbessert die elektrische und thermische Leitfähigkeit sowie die chemische Stabilität des Kohlenstoffmaterials deutlich und führt letztendlich zu hochreinem graphitiertem Petrolkoks.

Feinverarbeitung und Verpackung: Nach der Graphitisierung wird der Petrolkoks feinverarbeitet (z. B. gesiebt und sortiert) und verpackt, bevor er in den Handel gelangt. Diese Produkte finden breite Anwendung in der Herstellung verschiedener Industrieprodukte, darunter Elektroden, Kathoden und Kesselbrennstoffe.