石油焦目前的主要用途和指标有哪些

石油焦（Petroleum Coke）是原油精炼过程中减压渣油或重油经延迟焦化、流化焦化等工艺得到的固体碳质产物，其用途和指标因品质差异（生焦、熟焦）而不同。以下是主要用途和关键指标的详细说明：

一、石油焦的主要用途
1. 电解铝行业（最大用途）
预焙阳极：煅烧后的低硫石油焦（熟焦）是生产铝电解槽阳极的主要材料，占全球石油焦消费的60%以上。

阴极材料：高纯度石油焦用于电解槽的阴极碳块。

2. 钢铁与冶金
石墨电极：高纯度、低硫石油焦经石墨化后用于电弧炉炼钢的导电电极。

增碳剂：在铸造或炼钢中作为碳元素添加剂。

3. 能源燃料
电厂/水泥厂燃料：高硫石油焦（生焦）可直接燃烧发电或用于水泥窑，但需控制二氧化硫排放（环保限制严格）。

4. 化工与新材料
碳化硅/工业硅：作为还原剂生产硅材料。

锂电负极材料：部分优质针状焦用于锂电池负极材料的原料。

核石墨：超高纯度焦用于核反应堆减速材料。

5. 其他用途
钛白粉生产（氯化法工艺的还原剂）、电石生产等。

二、石油焦的关键指标
1. 物理与化学指标
硫含量（S%）：

低硫焦（＜2%）：用于铝业、石墨电极。

中高硫焦（2%~5%）：需脱硫或用于燃料。

高硫焦（＞5%）：受环保限制，用途受限。

灰分（Ash%）：反映杂质含量，电解铝要求＜0.5%。

挥发分（VM%）：生焦挥发分高（8%~15%），煅烧后熟焦＜1%。

固定碳（FC%）：越高越好，优质焦＞98%。

微量元素：铝业要求钒（V）、镍（Ni）、铁（Fe）等金属含量低（影响阳极性能）。

2. 结构与形态
针状焦（Needle Coke）：

高结晶度、低热膨胀系数，用于高端石墨电极（如电弧炉、核电）。

指标：CTE（热膨胀系数）＜1.0×10⁻⁶/℃。

海绵焦（Sponge Coke）：多孔结构，常见于燃料或阳极。

弹丸焦（Shot Coke）：球形颗粒，燃烧或水泥行业使用。

3. 煅烧特性
真密度：煅烧后＞2.0 g/cm³（反映结晶度）。

电阻率：石墨电极要求煅烧焦电阻率低（＜500 μΩ·m）。

三、市场与环保因素
燃料焦受限：中国等国家限制高硫焦直接燃烧，推动脱硫技术或转向铝业用途。

针状焦需求增长：受新能源（锂电、电弧炉炼钢）驱动，高端焦价格显著高于普通焦。

国际标准差异：美国（API标准）、中国（GB/T 3710-2020）等对指标有细分规定。

总结
石油焦的应用高度依赖其硫含量、灰分和结构，低硫针状焦属于高附加值产品，而高硫焦多用于燃料（需配套环保措施）。随着新能源和减排要求提升，高品质石油焦的需求将持续增长。