Точный
Статус документа
Статус документа

ИТС 11-2016 Производство алюминия

     2.3 Производство первичного алюминия


Алюминий производится путем электролитического восстановления оксида алюминия (глинозема), растворенного в расплавленном электролите (криолите) при температуре приблизительно 960°С. В состав электролизера входит углеродный катод, изолированный огнеупорными кирпичами по внутренней поверхности прямоугольного стального кожуха, и углеродные аноды, прикрепленные к электропроводящей анодной балке и погружаемые в раствор. Электролизеры соединены последовательно и образуют серию электролизеров. Постоянный ток подается с анодов через электролит и слой металла на катод, а затем - по комплекту проводников, известных как "ошиновка", на следующий электролизер.

Жидкий алюминий оседает на катоде электролизера. Расплавленный металл периодически извлекается из электролизеров спецковшами и передается в литейное отделение для получения товарной продукции. В процессе электролиза кислород из глинозема реагирует с углеродным анодом и образует диоксид углерода и монооксид углерода. Таким образом, в ходе этого процесса происходит непрерывный расход углеродных анодов.

Основным сырьем для получения алюминия служат: глинозем, фтористые соли (криолит, фтористый алюминий) и обожженные аноды или анодная масса.

Схемы производства алюминия в электролизерах с обожженными анодами, в электролизерах с боковым и верхним токоподводами представлены на рисунках 2.5-2.7.

     
Рисунок 2.5 - Блок-схема производства первичного алюминия в электролизерах с ОА

     

     
Рисунок 2.6 - Блок-схема производства первичного алюминия в электролизерах с боковым токоподводом

     

     
Рисунок 2.7 - Блок-схема производства первичного алюминия в электролизерах с верхним токоподводом

          

В таблицах 2.11 и 2.12 приведена информация о технологическом процессе электролиза и применяемом оборудовании.


Таблица 2.11 - Описание технологического процесса электролиза

Входной поток

Этап процесса

Выходной поток

Основное технологическое оборудование

Эмиссии

Свежий глинозем, фторсоли

Прием, хранение сырья на складах и в силосах

Свежий глинозем, анодная масса/аноды, фторсоли

Склады, силоса, бункера

В атмосферный воздух:

- оксид алюминия;

- твердые фториды

Сырье: глинозем, анодная масса/аноды, фторсоли. Электроэнергия

Электролитическое производство первичного алюминия

Первичный алюминий (алюминий-
сырец)

Электролизеры:

- с самообжигающимися анодами и верхним токоподводом (Содерберга);

- с самообжигающимися анодами и боковым токоподводом (Содерберга);

- с предварительно обожженными анодами

 

В атмосферный воздух:

- фтористый водород;

- твердые фториды;

- диоксид серы;

- оксид углерода;

- пыль неорганическая;

- смолистые вещества (для электролизеров Содерберга).

В поверхностные и подземные воды - отсутствуют.

В почву - непосредственно отсутствуют.

Отходы производства:

- отработанная угольная футеровка;

- отработанная кирпичная футеровка;

- угольная пена;

- огарки обожженных анодов.

Прочее: физические воздействия (тепловое, шум, вибрация, электромагнитное загрязнение) не являются лимитирующими для производства первичного алюминия


Таблица 2.12 - Основное технологическое оборудование процесса электролиза

Наименование оборудования

Назначение оборудования

Технологические характеристики



Сила тока, кА

Выход по току, %

Электролизеры с самообжигающимися анодами и верхним токоподводом

Получение первичного алюминия (алюминия-сырца)

До 175

До 89

Электролизеры с самообжигающимися анодами и боковым токоподводом

До 85

До 90

Электролизеры с предварительно обожженными анодами


До 400

До 94,5

          

В таблице 2.13 приведено основное природоохранное оборудование процесса электролиза и его характеристики.


Таблица 2.13 - Природоохранное оборудование процесса электролиза