炭阳极质量在铝电解生产中起着举足轻重的作用,深入研究炭阳极生产工艺规律和相关理论、开发优质炭阳极生产技术是我国现代铝工业亟待解决的重大课题。本文针对我国我国铝用炭阳极用石油焦和煤沥青地域和生产特征开展了系统的基础理论研究,并结合我国炭阳极生产实践开展了系列工艺优化和工程化技术创新研究,获得了如下理论和应用研究成果。(1)首次系统研究了我国石油焦性质的地域分布特征,结果表明,东北部所产石油焦,硫、钒含量较低,是生产炭阳极产品的优质原料,但量少价高,对生产铝用炭阳极不具经济性；华北、华中地区的炼油厂部分掺配了进口原油,所产石油焦钒、硫含量比使用国产原油生产的石油焦要高得多,且钙含量也普遍较高；华南地区的炼油厂主要使用进口原油生产石油焦,所产石油焦中的硫、钒含量很高,但钙、铁含量较低。(2)系统研究了我国石油焦特性与炭阳极质量的关联度,揭示了石油焦中微量元素之间的耦合作用行为及其对炭的氧化催化和反催化的影响规律；在此基础上创造性地开发了石油焦选择性耦合混配均质化技术,拓宽了铝用炭阳极的可利用资源。(3)首次系统研究了我国采用热聚法生产煤沥青的特性,揭示了中间相以及QI等固体相对煤沥青性质的影响规律,结果表明,高温热聚法生产的煤沥青中甲苯不溶物、喹啉不溶物以及中间相含量较高,相同温度下的粘度比闪蒸法生产的煤沥青高3-5倍,对混捏效果和生阳极质量均造成负面影响。(4)首次将石油焦选择性耦合混配均质化技术、干料配方新技术、球磨粉在线监测及控制技术、残极清理及大颗粒洁净残极配方技术、热聚法煤沥青的混捏新技术、高温均质化焙烧技术等创新集成,形成了优质阳极制备成套关键技术,并成功实现了工程化应用,取得了显著的经济、社会和环境效益。