- •Содержание
- •Направления совершенствования технологии получения алюминия в электролизерах с вт.
- •Питание глиноземом
- •2. Сырье для производства алюминия
- •3. Теоретические основы производства алюминия
- •3.1 Конструкция электролизера
- •3.2 Катодное устройство
- •3.3 Анодное устройство
- •3.4 Ошиновка электролизеров
- •4. Совершенствование катодного узла алюминиевого электролизера.
- •5. Вспомогательное оборудование
- •5.1 Механизация доставки глинозема и пробивки корки
- •5.2 Пробивка корки электролита
- •5.3 Операции по обслуживанию анода
- •6. Безопасность и экологичность проекта
- •6.2 Мероприятия по улучшению условий труда
- •6.3 Мероприятия по улучшению экологичности производства
- •6.4 Электробезопасность
- •6.5 Пожарная безопасность
- •Часть I. Эволюция технологии электролитического способа получения
2. Сырье для производства алюминия
При производстве алюминия электролитическим способом расход глинозема на производство 1 т алюминия составляет около 2 т, и поэтому он является основным сырьем.
Глинозем, используемый для производства алюминия, должен быстро растворяться в электролите, содержать минимально возможное количество оксидов железа, кремния и других более электроположительных, чем алюминий, элементов, так как, выделяясь на катоде вместе с алюминием, они ухудшают его качество.
Нежелательно присутствие в глиноземе оксидов щелочных и щелочноземельных металлов, поскольку они разлагают и изменяют состав электролита, что вызывает необходимость его корректировки.
Таблица 1- Требования, предъявляемые к глинозему (ГОСТ 30558-98)
Марка |
Массовая доля примесей, %, не более |
||||||
SiO2 |
Fe2O3 |
Тяжелые примеси |
ZnO |
P2O5 |
Na2O+K2O |
п.п.п. |
|
Г-000 Г-00 Г-0 Г-1 Г-2 |
0,02 0,02 0,03 0,05 0,08 |
0,01 0,03 0,05 0,04 0,05 |
0,01 0,01 0,02 0,02 0,02 |
0,01 0,01 0,02 0,03 0,03 |
0,001 0,002 0,002 0,002 0,002 |
0,3 0,4 0,5 0,4 0,5 |
0,6 1,2 1,2 1,2 1,2 |
Из существующих типов глинозема предпочтительнее использовать песчаный глинозём, который менее склонен к образованию осадков. Также уменьшению осадков способствует установление на электролизерах автоматического питания глиноземом. Основными составляющими электролитов являются криолит Na3AlF6 (3NaF-AlF3), A1F3 и А12О3. Кроме того, в электролит попадают вместе с сырьем или искусственно вносятся фториды кальция CaF2, магния MgF2, лития LiF и хлорид натрия NaCl. Наиболее распространенный способ получения криолита из плавикового шпата — кислотный. В таблице 3 приведены требование к анодной массе используемой для формирования «сухого» и «жирного» анодов[3].
Таблица 2 - Классификация глинозема по физическим свойствам.
Тип |
Содержание ά-фракции 45 мкм, % |
Средний размер частиц, мкм |
Угол естественного откоса, град |
Удельная поверхность, м2/г |
Плотность, г/см3 |
Насыпная плотность |
Пылевидный |
30-50 |
50 |
45 |
5 |
3,90 |
0,75 |
Песчаный |
10 |
80-100 |
30-35 |
35 |
3,70 |
0,85 |
Недопрокаленный |
10-20 |
50-80 |
30-40 |
35 |
3,70 |
0,85 |
Таблица 3 - Показатели качества анодной массы по ТУ 48-5-80-86.
Показатель |
АМ-0 |
АМ-1 |
АМС-0 |
АМС-1 |
Содержание золы, %, не более Массовая доля серы, %, не более Коэффициент текучести для: электролизеров ВТ электролизеров БТ Массовая доля влаги, %, не более Удельное электросопротивление, мкОм∙м, не более
Предел прочности на сжатие, МПа, не менее пористость, %, не более Общая разрушаемость в токе СО2, Мг/(см2∙ч), не более |
0,5 0,9
1,6-2,4 1,3-1,6 0,9 75
30
30 40 |
1,0 1,4
1,6-2,4 1,3-1,6 0,9 75
30
30 60 |
0,5 0,9
- 1,2-1,8 0,9 75
30
30 40 |
1,0 1,4
- 1,2-1,8 0,9 75
30
30 60 |
