Разработка эффективной технологии переработки хвостов флотации угольной пены и шламов газоочистки - Дипломная работа

бесплатно 0
4.5 184
Виды углефторсодержащих отходов и пути их образования. Их подготовка к переработке. Гранулометрический состав и зольность хвостов флотации. Стадии процесса их брикетирования. Расчет оборудования для производства флотационного криолита из угольной пены.

Скачать работу Скачать уникальную работу

Чтобы скачать работу, Вы должны пройти проверку:


Аннотация к работе
Особое место в ней занимает металлургия легких металлов и сплавов (алюминий, магний, титан, кремний и т.д.), без которых невозможно представить научно-технический прогресс в освоении космоса, авиа-, автомобиле-, и судостроении, в различных отраслях машиностроения, химии, строительстве, в быту. По масштабам производства алюминия Россия занимает второе место в мире, уступая Китаю. Сегодня алюминий занял лидирующее положение в мире среди конструкционных материалов и данная ситуация сохранится в будущем, подтверждением этого служат: o Уникальные свойства алюминия o Упаковка пищевых продуктов o Применение в новых технологиях o Алюминиевый автомобиль o Обеспеченность качественным сырьем на долгосрочную перспективу o Возможность значительного снижения издержек его производства. Расширение потребления алюминия будет зависеть от глобальных мировых процессов развития экономики и покупательского спроса населения, в то же время уникальные качества делают его конструкционным материалом для будущих технологий, отсюда - металлом для будущих поколений. По оценкам разных специалистов в будущем мировому производству алюминия будут присущи следующие тенденции: o Дальнейшая интернационализация и укрупнение алюминиевого бизнеса, включение в него энергетических мощностей o Расширение потребления алюминия в таких отраслях, как автомобильное и транспортное машиностроение, строительство, бытовая техника, товары быта o Расширение рынка алюминия за счет корпоративных связей между производителем и потребителем данного металла в научно-исследовательской деятельности, разработке технологий, создании совместных производств o Ожидаются радикальные изменения в технологии алюминия и глинозема, что позволит существенно снизить издержки производства. o Производство алюминия будет базироваться на использовании традиционного сырья - бокситов, и только в конце столетия вынуждены будут использовать технологии переработки менее качественного сырья.Данные отходы представляют опасность для окружающей среды, т.к. содержат соединения фтора - криолит, фтористый алюминий и натрий. Для удаления выделившихся газов и тепла требуются сравнительно большие объемы приточного воздуха, которые частично удаляются через фонарь в окружающую атмосферу, а частично - в систему газоочистки. Количество газовоздушной смеси, направляемой в систему газоочистки, составляет от 16-19 тыс. нм3 (для электролизеров ВТ) до 240-280 тыс. нм3 (для электролизеров БТ). В прошлом основные экологические проблемы алюминиевой промышленности касались в основном района вокруг завода и главным образом фокусировались на выделении газообразных фторидов от электролизеров. Помимо газовой составляющей, в отходящих из электролизера газах содержатся твердые частицы, возникающие в результате пыления исходных сырьевых компонентов, загружаемых в электролизер.Углеродсодержащие отходы алюминиевого производства содержат значительные количества токсичных веществ, главным образом соединений фтора. В соответствии со СНИП 2.01.28-85, в состав таких полигонов должны входить завод по обезвреживанию отходов, участок захоронения отходов и гараж для специализированного транспорта. Участок захоронения токсичных промышленных отходов представляет собой территорию для размещения специально оборудованных карт или котлованов, в которые складируются токсичные твердые отходы I, II, III и по необходимости IV класса токсичности. Отходы электролизных корпусов относятся к II - IV группам, поэтому указанные выше требования относятся к шламовым полям, а так же к промышленным отвалам, куда вывозятся для захоронения отходы отработанной футеровки, отработанные аноды пыль электрофильтров, отходы капитального ремонта баковой аппаратуры и трубопроводов. Уровень полигона на местности должен быть ниже уровня водозабора, а участок размещения - иметь слабофильтрующий грунт и залегание грунтовых вод не менее 2 м от промышленных отходов устанавливается, из срока накопления отходов в течение 20*25 лет.Количество образующейся пены зависит от многих факторов, основными из которых являются качество анодной массы и технология электролиза. Образованию угольной пены в электролизерах способствует также различие в скорости окисления кокса анодной массы и кокса связующего, образующегося при коксовании пека. Вследствие неравномерного сгорания из тела анода в электролит выкрашиваются менее активные частицы, которые и образуют угольную пену. Накапливаясь в электролите, угольная пена может привести к технологическим отклонениям в работе электролизера, поэтому пену с поверхности электролита периодически снимают. По внешнему виду угольная пена напоминает золу от сжигания угольного топлива и представлена пористым кусковым материалом неправильной формы с размером частиц от нескольких миллиметров до нескольких десятков сантиметров с примесью пылевидной фракции.На механических флотационных машинах предварительно измельченная и распульпованная пена разделяется на два продукта: камерный продукт - флотационный криолит, который далее повторно используется в проц

План
Содержание

Введение

Глава 1. Аналитический обзор проблем переработки отходов производства алюминия

1.1 Виды углефторсодержащих отходов и пути их образования

1.1.1 Угольная пена

1.1.2 Хвосты флотации угольной пены

1.1.3 Пыль электрофильтров

1.1.4 Шлам газоочистки

1.2 Подготовка углефторсодержащих отходов к переработке

1.2.1 Сгущение, фильтрация и обезвоживание мелкодисперсных материалов

1.2.2 Брикетирование мелкодисперсных материалов

1.2.3 Подход к выбору связующего

1.3 Проблемы и существующие способы переработки углеродистых отходов алюминиевого производства

1.3.1 Выщелачивание фторуглеродсодержащих отходов

1.3.2 Кислотное разложение

1.3.3 Двухстадийные способы

1.3.4 Микробиологическое разложение

1.3.5 Флотация

1.3.6 Обжиг твердых отходов

1.3.7 Спекание твердых отходов с различными добавками

1.3.8 Вакуумтермический и пиролитический способы

1.3.9 Использование при пуске электролизеров

1.3.10 Использование в производстве анодной массы

1.3.11 Использование при агломерации железосодержащих материалов

Глава 2. Экспериментальная часть

2.1 Состав и свойства хвостов флотации угольной пены и шламов газоочистки

2.1.1 Химический и фазовый состав

2.1.2 Определение гранулометрического состава

2.1.3 Определение зольности хвостов флотации

2.1.4 Определение скорости осаждения

2.1.5 Расчет удельной площади сгущения и выбор сгустителя для сгущения угольных шламов

2.2 Проведение процесса брикетирования хвостов флотации угольной пены в лабораторных условиях

2.2.1 Проведение испытаний на прочность

2.3 Предлагаемая схема переработки угольной пены с получением вторичного криолита и брикетов из хвостов флотации

2.4 Способы комплексного использования продуктов переработки угольной пены

Глава 3. Расчет основного технологического оборудования для производства флотационного криолита из угольной пены

3.1 Расчет качественно-количественной и водно-шламовой схем обогащения угольной пены

3.2 Выбор и расчет оборудования сгущения и фильтрации

3.3 Выбор и расчет оборудования сушки

Глава 4. Автоматизация технологических процессов

4.1 Сгуститель, как объект управления

4.2 Стабилизация процесса сгущения

Глава 5. Безопасность жизнедеятельности

5.1 Анализ вредных и опасных факторов в цехе ПФС

5.2 Производственная санитария

5.2.1 Вентиляция

5.2.2 Освещение

5.2.3 Мероприятия по борьбе с шумом и вибрацией

5.2.4 Санитарно-бытовое обслуживание

5.3 Техника безопасности

5.3.1 Электробезопасность

5.3.2 Противопожарная профилактика

5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях

Глава 6. Организационно-экономическая часть

6.1 Капитальные вложения

6.2 Расчет эксплуатационных затрат

6.2.1 Затраты по сырью и основным материалам

6.2.2 Расчет затрат по вспомогательным материалам

6.2.3 Расчет фонда заработной платы

6.2.4 Расчет амортизационного фонда

6.3 Расчет технико-экономических показателей

6.3.1 Определение объема реализуемой продукции

6.3.2 Прибыль и рентабельность

6.3.3 Основные технико-экономические показатели

6.4 Состояние на 2011 год

Список литературы

Введение
Металлургия - одна из важнейших базовых отраслей российской и мировой промышленности. Особое место в ней занимает металлургия легких металлов и сплавов (алюминий, магний, титан, кремний и т.д.), без которых невозможно представить научно-технический прогресс в освоении космоса, авиа-, автомобиле-, и судостроении, в различных отраслях машиностроения, химии, строительстве, в быту.

Ключевую роль среди металлургии легких металлов играет алюминиевая отрасль.

По масштабам производства алюминия Россия занимает второе место в мире, уступая Китаю.

Сегодня алюминий занял лидирующее положение в мире среди конструкционных материалов и данная ситуация сохранится в будущем, подтверждением этого служат: o Уникальные свойства алюминия o Упаковка пищевых продуктов o Применение в новых технологиях o Алюминиевый автомобиль o Обеспеченность качественным сырьем на долгосрочную перспективу o Возможность значительного снижения издержек его производства.

Преимущества алюминия перед другими конструкционными материалами выражается в следующем: o Сравнительно низкий для металлов удельный вес o Высокая коррозионная стойкость o Легкость формования и обработки o Способность к полной вторичной переработке o Высокая электропроводность o Стойкость к низким температурам.

Конструкции из алюминия требуют более низких затрат в течение срока службы и практически не требуют ремонта. Обладая хорошей гибкостью, алюминиевые конструкции эффективно несут нагрузки и значительно снижают затраты на сооружение фундаментов и опор.

Во всех видах транспорта присутствие алюминия обеспечивает повышение скорости и безопасности движения, экономию энергии. Применение алюминия в этой отрасли, а так же в тараупаковке и в быту и возможность его полной рециркуляции способствуют улучшению экологической обстановки.

Расширение потребления алюминия будет зависеть от глобальных мировых процессов развития экономики и покупательского спроса населения, в то же время уникальные качества делают его конструкционным материалом для будущих технологий, отсюда - металлом для будущих поколений.

В мировой экономике идет процесс глобализации, вызванный жесткой конкуренцией на насыщенных региональных рынках, а также возможностью расширения рынков сбыта в других регионах мира.

В рамках глобализации мировой экономики идет процесс создания в алюминиевой промышленности мира крупных интегрированных структур с полным технологическим циклом - от боксита до изделия. Март 2007 года ознаменовался созданием такой компании в России, ставшей крупнейшим производителем алюминия и глинозема в мире. На долю ОК РУСАЛ приходится: o 4,2 млн. т алюминия в год o 11,3 млн. т глинозема в год o 12% мирового рынка алюминия o 15% мирового производства глинозема

Процессы глобализации алюминиевой промышленности имеют как свои плюсы, так и минусы. К минусам можно отнести то, что деятельность крупных транснациональных компаний может отрицательно сказаться, прежде всего, на деятельности небольших алюминиевых компаний, не имеющих полного цикла производства, а так же на деятельности трейдерских компаний, не имеющих своего производства.

По оценке большинства специалистов и экспертов отрасли, образование интегрированных структур в целом должно благоприятно сказаться на развитии производства и потребления алюминия в мировом масштабе.

Рынок алюминия как и рынок других товаров не застрахован от стихийных кризисных ситуаций в мировой экономике или политике, когда появляется дилемма, либо совместными усилиями найти механизмы, позволяющие нейтрализовать зарождение или развитие кризиса, либо всем участникам рынка понести губительные потери.

Нестабильность цен в отрасли, что наблюдается в последнее время, негативно влияет на рост потребления алюминия и на расширение рынка.

Так, мировые данные показывают, что цены на алюминий за последние 15 лет имели ярко выраженную тенденцию к снижению, что не наблюдается по ценам на сталь и медь. Так же среднегодовые величины цен на алюминий к цене 1985 года (с учетом инфляции) ниже фактических величин, и эта разница возрастает по мере удаления от 1985 года.

Кроме этого, по данным экспертов алюминиевой отрасли США совокупные затраты на изделия из стали больше, чем из алюминия, а энергозатраты на изделия из алюминия в автомобиле окупаются после пробега 60 тыс. км (расход бензина). 100 кг алюминия в автомобиле дают экономию бензина каждые 100 км - 0,6 литра.

Алюминиевая промышленность России оказалась хорошо подготовленной к вхождению в мировой рынок. И на сегодняшний день она остается одной из наиболее конкурентоспособных российских отраслей промышленности на мировом рынке.

Положение российской алюминиевой промышленности на мировом рынке определяется ее следующими особенностями: o Сравнительно недорогая энергия гидроэлектростанций, а так же расположение электролизных производств в непосредственной близи от них o «экспорт алюминия - это экспорт электроэнергии в компактной упаковке» (цитата западных аналитиков) o Наличие высококвалифицированных кадров, что очень важно для таких сложных технологических процессов, как глиноземное, алюминиевое и прокатное производства.

Основными направлениями потребления на российском рынке являются: o Транспортное машиностроение o Строительство o Машиностроение o Упаковка o Производство потребительских товаров

Вместе с тем, занимая достаточно прочные позиции на мировом рынке алюминия, российским алюминиевым производителям в последние годы все чаще приходилось сталкиваться с рядом проблем, которые стали выходить на первый план.

Среди текущих проблем можно выделить следующие четыре: o Существенное отставание от развитых стран по темпам технического перевооружения, модернизации и реконструкции действующих предприятий алюминиевой промышленности на базе новой техники и передовой технологии. o Необходимость ускоренного развития, так называемого четвертого передела алюминия и его сплавов - по обработке металлов и выпуску высококачественных готовых изделий. o Настоятельная необходимость значительного повышения конкурентоспособности отечественной металлопродукции на отечественном и мировом рынках o Положение в отраслевой науке.

Алюминий - наукоемкая и дорогостоящая продукция. Кардинальное решение проблем создания и освоения новых металлургических агрегатов, ресурсосберегающих и экологически более безопасных технологий в металлургии невозможно без поддержки отраслевой науки - главного разработчика инноваций для металлургической промышленности.

По оценкам разных специалистов в будущем мировому производству алюминия будут присущи следующие тенденции: o Дальнейшая интернационализация и укрупнение алюминиевого бизнеса, включение в него энергетических мощностей o Расширение потребления алюминия в таких отраслях, как автомобильное и транспортное машиностроение, строительство, бытовая техника, товары быта o Расширение рынка алюминия за счет корпоративных связей между производителем и потребителем данного металла в научно-исследовательской деятельности, разработке технологий, создании совместных производств o Ожидаются радикальные изменения в технологии алюминия и глинозема, что позволит существенно снизить издержки производства. o Производство алюминия будет базироваться на использовании традиционного сырья - бокситов, и только в конце столетия вынуждены будут использовать технологии переработки менее качественного сырья. Такие технологии уже сегодня имеются в России, но к тому времени будут внесены значительные усовершенствования в соответствии с новыми достижениями науки и техники

Проблема взаимоотношений алюминиевой промышленности, как крупного потребителя электроэнергии с энергетическими структурами, будет обостряться. Возникнет необходимость создания собственных энергоисточников в рамках крупных компаний, что повлечет за собой укрупнение электролизных производств. Ориентир будет взят на создание гидроэнергетических и атомных станций.

Алюминиевые заводы являются источниками образования огромного количества различных отходов. Количество твердых отходов алюминиевого производства сильно зависит от срока службы электролизеров.

В последние несколько лет на Братском алюминиевом заводе наблюдается тенденция сокращения срока службы электролизеров. Это связано с рядом причин: низкое качество материалов, используемых при капитальном ремонте, интенсификация процесса при устаревшем оборудовании.

Так же в последнее время вызывает беспокойство тот факт, что на большинстве российских заводов заканчиваются или уже закончились полигоны для хранения отходов переработки угольной пены и шламов регенерации криолита. Известно, что размещение и хранение отходов на шламовых полях и полигонах приводит к большим затратам при строительстве и реконструкции шламовых полей, вызывает потерю ценных для электролиза компонентов (F, Al, и др.), а также требует возмещения значительного экологического ущерба.

Целью данной дипломной работы является разработка эффективной технологии переработки хвостов флотации угольной пены и шламов газоочистки, снижения экологической нагрузки на регион и повышения технико-экономических показателей действующего производства.

Задачи работы - изучить состав и свойства хвостов флотации алюминиевого завода, предложить способы их эффективной и безопасной переработки.[1,6]

Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность
своей работы


Новые загруженные работы

Дисциплины научных работ





Хотите, перезвоним вам?