ИТС 11-2019 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 входят 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 2.4 - 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/ | Склады, силоса, бункера | В атмосферный воздух: |
Сырье: глинозем, анодная масса/аноды, фторсоли. | Электро- | Первичный алюминий (алюминий- | Электролизеры: | В атмосферный воздух:
|
Таблица 2.5 - Основное технологическое оборудование процесса электролиза
Наименование оборудования | Назначение | Технологические характеристики | |
оборудования | Сила тока, кА | Выход по току, % | |
Электролизеры с самообжигающимися анодами и верхним токоподводом | Получение первичного | До 175 | До 89 |
Электролизеры с самообжигающимися анодами и боковым токоподводом | алюминия (алюминия-сырца) | 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 2.6 - Природоохранное оборудование процесса электролиза