Analîza Serlêdan û Sûdên Koka Petrolê ya Grafîtkirî di Pîşesaziya Elektrolîza Aluminiumê de
I. Bikaranîna Koka Petrolê ya Grafîtîzekirî di Blokên Katod û Pasta Anodê de
1. Hilberîna Bloka Katodê
Koka petrolê ya grafîtkirî madeya xav a sereke ye ji bo çêkirina blokên karbonê yên katodê yên grafîtkirî. Piştî dermankirina grafîtkirinê ya germahiya bilind bi qasî 3000°C, paqijiya karbonê ya wê ji %98 derbas dibe, û dendika rastîn bi girîngî zêde dibe, avahiyek krîstal a grafît a pir rêkûpêk çêdike. Ev avahî taybetmendiyên jêrîn dide blokên katodê:
- Berxwedana li hember erozyona sodyûmê ya zêdekirî: Avahiya grafîtkirî ya paqijiya bilind bi bandor li hember penetrasyona sodyûmê di dema elektroliza aluminiumê de li ber xwe dide, û temenê karûbarê katodê dirêj dike.
- Gehînerîya elektrîkê ya baştirkirî: Grafîtîzasyon berxwedanê bi girîngî kêm dike, daketina voltaja binê şaneyê kêm dike û xerckirina enerjiya hilberîna aluminiumê bi qasî %5–10 kêm dike.
- Aramiya germî ya çêtirîn: Berfirehbûna qebareya kêm di germahiyên bilind de xetereyên şikestinê yên ji ber stresa germî kêm dike.
2. Amadekirina Pasta Anodê
Di pasta anodê de, koka petrolê ya grafîtkirî bi giranî wekî lêzêdekerek karbonê û materyalê çarçoveya guhêrbar kar dike, bi bandorên jêrîn:
- Gehîneriya elektrîkê ya pêşkeftî: Avahiya grafîtîzekirî belavkirina yekreng a herikê pêş dixe, zêdebûna voltaja anodê kêm dike.
- Berxwedana oksîdasyonê ya baştirkirî: Naveroka sulfur a kêm (bi gelemperî <0,06%) şikestina ji ber gazê di dema reaksiyonên bi CO₂ re kêm dike, û xerckirina anodê li ser tonek pola kêm dike (mînak, kêmkirina 12% di serîlêdana pargîdaniyek taybetî de).
- Pêkhateya porên çêtirînkirî: Grafîtkirin porozîteya koka pîtranê kêm dike, dendika anodê û hêza mekanîkî zêde dike.
II. Avantajên Sereke yên Koka Petrolê ya Grafîtkirî li ser Koka Petrolê ya Kalsînkirî
| Pîvanên Performansê | Koka Petrolê ya Grafîtkirî | Koka Petrolê ya Kalsînkirî |
|---|---|---|
| Naveroka sulfur | 0.03%–0.06% (cureya kêm-sulfur) | ~%0.5 (cureya standard) |
| Rêjeya mijandinê | %90–%95 | %80–%90 |
| Asta grafîtîzasyonê | Zêde grafîtkirî (densiya rastîn ≥2.18 g/cm³) | Qismî grafîtkirî (densiya rastîn 1.8–2.0 g/cm³) |
| Naveroka nepakiyê | Xalî ≤0.15%, madeya firîner <0.5% | Xalî 0.3%–0.8%, madeya firîner 0.7%–1.5% |
| Koefîsyenta berfirehbûna germî | Nizm (cureyê koka derziyê) | Bilind (cureyê koka sifincî) |
| Senaryoyên serîlêdanê | Elektrodên grafîtê yên hêza bilind, hilberên karbonê yên taybetî | Anodên pêşpijandî yên standard, elektrodên silîkonê yên pîşesaziyê |
Avantajên Taybetî:
1. Optimîzasyona Performansa Elektrokîmyayî
- Berxwedana koka petrolê ya grafîtkirî %30-50 ji ya koka kalsînkirî kêmtir e, ku bi girîngî xerckirina enerjiya şaneya elektrolizê kêm dike. Bo nimûne, di elektrodên koka derziyê yên 750 mm de, konduktîvîte ji ya koka standard sê qat zêdetir e, ku karîgeriya çêkirina pola digihîne 25 hûrdeman ji bo her firinekê.
- Naveroka kêm a sulfur reaksiyonên di navbera anodan û elektrolîtên ku florîd tê de hene kêm dike, werimîna ji ber gazê kêm dike û temenê anodê dirêj dike.
2. Pêşxistina Taybetmendiya Mekanîkî
- Grafîtkirin hişkbûna materyalê û berxwedana şoka germî zêde dike. Di hawîrdorên elektrolîza alumînyûmê yên germahiya bilind de, katsayiya berfirehbûna germî ya blokên katodê yên grafîtkirî %30 ji ya koka kalsînkirî kêmtir e, zirara avahîsaziyê ji guherînên germahiyê kêm dike.
- Densiteya rastîn a bilindkirî (≥2.18 g/cm³) kompaktbûna materyalê zêde dike, û ketina şileya aluminiumê û erozyona sodyûmê kêm dike.
3. Feydeyên Jîngeh û Aborî
- Kêmkirina rêjeya sulfurê emisyonên SO₂ kêm dike, û rêziknameyên jîngehê li gorî wan pêk tîne. Mînakî, kargehek aluminumê ku koka grafîtkirî ya kêm-sulfur bikar tîne emisyonên SO₂ ji bo her tonek aluminumê bi rêjeya %15 kêm kir.
- Tevî lêçûnên bilindtir (bi qasî 1.5-2 carî ji yên koka kalsînkirî), temenê dirêjkirî û xerckirina enerjiyê ya kêmtir veberhênanên destpêkê telafî kir. Bo nimûne, temenê bloka katodê ji 5 salan zêde bû bo 8 salan, û lêçûnên giştî bi rêjeya %20 kêm kir.
III. Dozên Serlêdanê û Piştgiriya Daneyan
- Pîşesaziya Elektrolîza Aluminiumê: Li cîhanê, %70ê koka kalsînkirî ji bo anodên elektrolîza aluminiumê tê bikar anîn, lê bazarên asta bilind (mînak, katodên grafîtîzekirî) her ku diçe koka grafîtîzekirî bikar tînin. Pargîdaniyek piştî pejirandina katodên grafîtîzekirî xerckirina anodê ji 420 kg/t-Al bo 370 kg/t-Al kêm kir, û salane 200 milyon RMB teserûf kir.
- Pîşesaziya Pola: Elektrodên kokê yên derziyê yên 750 mm ku herikîna 100,000 A hildigirin, karîgeriya çêkirina pola ya 25 hûrdeman di her firinê de bi dest xistin, bi konduktîvîteyên sê caran ji yên kokê standard bilindtir.
- Sektora Depokirina Enerjiyê: Koka kalsînkirî ya bi asfaltê guhertî temenê çerxa anoda karbona hişk bi 400 çerxan baştir kir, û di bazarên bateriyên sodyûm-îyon de cih girt.
IV. Encam
Koka petrolê ya grafîtkirî, bi rêya grafîtkirina germahiya bilind, li gorî koka petrolê ya kalsînkirî paqijiya bilind, îqtîsadîtiya elektrîkê û aramiya germî ya bilindtir nîşan dide, ku ew ji bo blokên katodê yên elektroliza aluminumê yên asta bilind û hilberîna pasta anodê ya taybetî îdeal dike. Tevî lêçûnên bilindtir, temenê wê yê dirêjkirî, karîgeriya enerjiyê û feydeyên jîngehê wê wekî materyalek krîtîk ji bo nûjenkirina pîşesaziya aluminumê bi cih dikin. Pêşketinên pêşerojê di teknolojiya grafîtkirinê de (mînak, dermankirina germahiya ultra-bilind li 3000°C) dê serîlêdanên wê di grafîta pola navokî, anodên bataryayên lîtyûm-îyon û qadên din ên pêşkeftî de berfirehtir bike.
Dema şandinê: 22ê Îlonê, 2025