石油焦灰分中含有的主要元素為鐵、硅、鈣、鋁、鈉、鎂，還含有少量的釩、鈦、鉻、鎳、錳等。除鋁、鎂、鈣為電解質所需元素外，其余都是有害雜質。灰分中的這些元素按照危害的受害體不同可分為兩類：一類以電解最終產品原鋁為受害體的元素，它們在電解過程中轉入鋁液中影響鋁的質量。另一類元素能使炭陽極的化學性能下降，如鈉元素。鈉對電解質及鋁的質量并無危害作用，對陽極的物理性能也無大的影響，但它影響陽極的化學性能。促使陽極的選擇性氧化，造成陽極工作的不均勻性且使陽極脫落掉渣。這樣不僅增加了炭耗量，而且使電解質中炭渣增多，污染電解質，影響生產和操作。 [6]
石油焦灰分中的大部分元素來源于原油，也有些是焦化、儲運過程添加的。其中硅、鋁在原油中以砂土形式存在，隨焦化過程而進入了石油焦。另外，生產出來的石油焦如果堆放在露天，地面上的泥沙或刮風帶來的泥沙也會增加石油焦的灰分。鈉、鈣、鎂是油田附近礦物中這些元素的氯化物以水溶液形式而滲入原油中的，這些元素除與井場的地理位置有關外，還與煉油廠的生產工藝有關。鐵主要是由于煉油廠生產設備的腐蝕而帶入的。硫、釩、鎳、鈦則是高分子石油雜環鏈上所固有的，在石油分子中以化合物的形式存在，所以分離這些元素是一個難題。