Совершенствование технологической схемы производства алюминия - Дипломная работа

Конструкционные материалы на основе алюминия широко применяются в оборонной промышленности, автомобилестроении, авиации, строительстве и электротехнике, в производстве бытовых, пищевых и медицинских товаров. По масштабам производства алюминия Россия занимает первое место в мире. Сегодня алюминий занял лидирующее положение в мире среди конструкционных материалов и данная ситуация сохранится в будущем, подтверждением этого служат: - уникальные свойства алюминия; Конструкции из алюминия требуют более низких затрат в течение срока службы и практически не требуют ремонта. Если в зарубежной практике на долю самообжигающихся анодов приходиться 26% от общего объема производства алюминия, то в России наоборот - 65% (рис.создание эффективных укрытий и систем газоотсоса: колокольного укрытия для электролизеров ВТ, эффективность которого повышалась с 60-70% в 70-е годы до 85-87% в настоящее время, шторных укрытий для электролизеров с БТ с эффективностью 85-90%, а в последние годы 95%, рамно-створчатых укрытий для электролизеров ОА с эффективностью 95-97%; В электролизерах с самообжигающимся анодом формирование анода происходит непосредственно в электролизере в результате разогрева и спекания анодной массы, состоящей из нефтекокса и пека. В зависимости от конструкции электролизеров, качества сырья и уровня технологии выделения фторидов из электролизеров с пылью и газами составляют в пересчете на фтор 14?23 кг/т Al. Кроме фторидов из электролизеров выделяется 5?15 кг/т Al диоксида серы, 40?150 кг/т Al оксида углерода, 50?100 кг/т Al пыли, содержащей твердые фториды, а при использовании электролизеров с самообжигающимися анодами - смолистые вещества. При производстве алюминия электролизом криолит-глиноземного расплава с поверхности электролита периодически снимается 30-40 кг угольной пены на 1 тонну алюминия, Угольная пена - взвесь мелких углеродсодержащих частиц, попавших в электролит в результате неполного окисления анода.Поэтому целью данной работы является разработка технологической схемы, позволяющей произвести «дезактивацию» солевых шлаков на начальном этапе их образования с последующей переработкой всего объема образующихся на заводе шлаков подины, и обеспечивающей безопасность персонала осуществляющего выбойку солевого шлака и его переработку. Исследования, проведенные с целью поиска и изучения способов переработки и вовлечения шлаков подины в производство, показали, что данный побочный продукт состоит в основном из глинозема, фтористых солей и некоторых примесей. Также были отобраны и проанализированы образцы «белого» шлака, взятого с поверхности застывшей ванны до заливки шахты электролизера водой. «Белый» шлак является очень хрупким, в отличие от пушонки материалом, имеет форму пластин белого или серого цвета с вкраплениями кристаллов. 17, видно, что при отмывке пушонки промывными водами снижение концентрации фтора происходит плавно и на протяжении всего времени, в то время как при отмывке маточными растворами, сначала наблюдается снижение его концентрации, затем в течение двух часов она остается одинаковой и к концу третьего часа отмывки, снова наблюдается рост концентрации фтора.Получение криолита из угольной пены включает в себя следующие процессы: 1.Подготовку пены к флотации: дробление, измельчение и классификацию; Доставленная из электролизных цехов угольная пена подвергается магнитной сепарации (во избежание попадания в дробилку металлических предметов), затем дробится, измельчается и классифицируется на пески и слив, содержащий тонкие частицы угольной пены. Анализ полученных данных показывает, что в хвостах флотации угольной пены содержится почти в 5 раз больше углерода по сравнению со шламами газоочистки и пылью электрофильтров, а содержание криолита и глинозема значительно ниже. Исходя из полученных данных о строении кристаллической решетки углерода и химического состава фторуглеродсодержащих отходов электролизного производства алюминия можно сделать вывод о том, что хвостов флотации угольной пены после предварительной обработки целесообразно использовать в получении углеродистых брикетов, а так же товарных продуктов для предприятий «Урал-графит» и др. для использования их в качестве сырья по изготовлению углеродной продукции. Анализ табл.36. показывает, что в исследуемой пробе преобладает класс-0,5 0 мм, составляющий 86% от массы всей пробы, а класс-2 0,25 мм не подлежит дообогащению, т.к. содержание F в нем не более 7%, а содержание С - не менее 80%, что соответствует техническим условиям технологии производства фтористых солей.Кроме этого, при заливке шахты катода водой выделяется 38.68 кг NH3, учитывая, что, в среднем, за год на заводе капитальный ремонт производится на 550 электролизерах, то за год в атмосферу выбрасывается 21,274 тн NH3. На заливку шахты катода используется, примерно, 25-30 м3 воды, учитывая, что при плане капремонтов 550 шт.