Corak penghijrahan dan pengewapan unsur surih seperti natrium (Na), vanadium (V), nikel (Ni), dan kalsium (Ca) dalam kok petroleum semasa pengkalsinan dipengaruhi bersama oleh suhu, bentuk kejadian, dan tindak balas kimia. Corak khusus adalah seperti berikut:
1. Migrasi dan Pengewapan Natrium (Na)
- Peringkat suhu rendah (<1000°C): Natrium terutamanya wujud dalam bentuk garam bukan organik (contohnya, natrium sulfat, natrium klorida) atau kompleks organik, dengan volatiliti yang rendah. Apabila suhu meningkat, ia secara beransur-ansur terurai menjadi oksida gas (contohnya, Na₂O) atau hidroksida (contohnya, NaOH).
- Peringkat suhu tinggi (>1000°C): Kemeruapan natrium meningkat dengan ketara. Sebatian yang terbentuk dengan sulfur dan klorin (contohnya, Na₂S, NaCl) mudah menyublimat atau terurai pada suhu tinggi, menyebabkan natrium terlepas dalam bentuk gas.
- Faktor yang mempengaruhi: Pengewapan natrium dipengaruhi dengan ketara oleh atmosfera pengkalsinan (pengoksidaan/penurunan). Di bawah keadaan penurunan, natrium lebih cenderung untuk meruap dalam bentuk sulfida.
2. Migrasi dan Pengewapan Vanadium (V)
- Bentuk kejadian: Vanadium dalam kok petroleum terutamanya wujud dalam bentuk terikat organik (contohnya, vanadil porfirin) dan bentuk stabil (contohnya, vanadium oksida, silikat).
- Peringkat suhu rendah (<1100°C): Vanadium yang terikat organik secara beransur-ansur terurai dengan peningkatan suhu, berubah menjadi bentuk yang larut dalam air, boleh ditukar ion atau terikat karbonat. Sesetengah vanadium bertindak balas dengan mineral kalsium dan besi untuk membentuk eutektik takat lebur rendah.
- Peringkat suhu tinggi (>1100°C): Kemeruapan vanadium meningkat dengan mendadak. Vanadium yang terikat organik terurai dengan cepat menjadi spesies VOₓ gas (contohnya, VO, V₂O₅), manakala vanadium stabil (contohnya, V₂O₃) sebahagiannya cair dan melepaskan sedikit vanadium pada suhu tinggi.
- Faktor yang mempengaruhi: Pengewapan vanadium dipengaruhi oleh suhu, kadar pembakaran, dan komposisi mineral. Pada suhu tinggi, vanadium membentuk struktur nanokristalin dengan silikon dan sulfur, yang membawa kepada pengewapan separa dalam bentuk gas.
3. Migrasi dan Pengewapan Nikel (Ni)
- Bentuk kejadian: Nikel dalam kok petroleum terutamanya wujud dalam bentuk sulfida (Ni₃S₂), oksida (NiO), atau silikat.
- Peringkat suhu rendah (<900°C): Nikel wujud sebagai Ni₃S₂, dengan volatiliti yang rendah.
- Peringkat suhu sederhana (900–1200°C): Ni₃S₂ secara beransur-ansur berubah menjadi NiS dalam sanga cecair, mencapai kandungan NiS puncak kira-kira 22.4% pada 1200°C, sebelum kembali kepada Ni₃S₂ apabila suhu terus meningkat.
- Peringkat suhu tinggi (>1400°C): Nikel meruap dalam bentuk sebatian gas (contohnya, Ni(g), NiS(g)), tetapi Ni₃S₂ tidak bertukar secara langsung menjadi pepejal Ni(s).
- Faktor yang mempengaruhi: Pengewapan nikel terjejas dengan ketara oleh agen penggas (contohnya, O₂, H₂O). Penambahan O₂ menghalang penukaran Ni₃S₂ kepada unsur Ni dan menyekat pembentukan sebatian spinel (contohnya, NiAl₂O₄).
4. Migrasi dan Pengewapan Kalsium (Ca)
- Bentuk kejadian: Kalsium dalam kok petroleum terutamanya wujud dalam bentuk karbonat (CaCO₃), sulfat (CaSO₄), atau silikat.
- Peringkat suhu rendah (<800°C): Karbonat terurai menjadi CaO dan CO₂, manakala sulfat terurai menjadi CaO dan SO₃, yang membawa kepada pengayaan kalsium dalam bentuk oksida.
- Peringkat suhu sederhana (800–1200°C): CaO bertindak balas dengan silikon dan aluminium untuk membentuk mineral takat lebur rendah (contohnya, anortit CaAl₂Si₂O₈), dengan sebahagian kalsium kekal dalam bentuk pepejal.
- Peringkat suhu tinggi (>1200°C): Kemeruapan kalsium adalah rendah, tetapi mineral takat lebur rendah mungkin sebahagiannya cair atau terurai pada suhu tinggi, menyebabkan kalsium berhijrah dalam bentuk gas atau cecair.
- Faktor yang mempengaruhi: Penghijrahan kalsium dipengaruhi dengan ketara oleh nisbah silika-alumina dan nisbah besi-kalsium. Peningkatan nisbah silika-alumina menggalakkan penukaran FeV₂O₄ kepada V₂O₃, manakala peningkatan nisbah besi-kalsium menghalang pembentukan CaAl₂Si₂O₈.
Corak Komprehensif
- Kebergantungan suhu: Kadar pengewapan unsur surih meningkat dengan suhu, tetapi julat suhu pengewapan berbeza-beza dengan ketara antara unsur (contohnya, vanadium meruap secara mendadak melebihi 1100°C, manakala nikel menjadi ketara melebihi 1400°C).
- Pengaruh bentuk kejadian: Unsur surih yang terikat organik (contohnya, vanadium organik) lebih meruap daripada bentuk stabil (contohnya, vanadium oksida).
- Kawalan tindak balas kimia: Pengewapan unsur surih dikawal oleh tindak balas dengan sulfur dan klorin, membentuk sebatian gas atau takat lebur rendah (contohnya, Na₂S, VOₓ).
- Arahan pengoptimuman proses: Mengawal suhu pengkalsinan, atmosfera dan bahan tambahan (contohnya, pengubah nisbah silika-alumina) boleh menyekat pengewapan unsur berbahaya dan meningkatkan kualiti kok yang dikalsin.
Masa siaran: 17-Apr-2026