1.3 Выливка металла

Алюминий выделяющийся при электролизе, накапливается на подине ванн под слоем электролита. Так как алюминий выделяется непрерывно, то время от времени его необходимо удалять из ванны. Из нормально работающей ванны алюминий извлекают обычно через 2-3 суток. Однако извлекают из ванны не весь алюминий, а а оставляют на подине слой металла 20-30 см. Во-первых, остающийся металл предохраняет подину от разрушений, что имеет место при выделении алюминия непосредственно на угольной поверхности, во-вторых, заполняет не ровности на подине ванны, а также покрывает осадки и настыли, что облегчает регулирование анодов, улучшая условия работы ванны, и, в-третьих, как показывает практика целесообразно работать с достаточно большими уровнями алюминия в ванне, так как это способствует выравниванию температурного поля в рабочем пространстве и ванна становится мене чувствительной к нарушению теплового равновесия при извлечении металла. Значительное количество металла в ванне также несколько охлаждает ее катодное пространство, уменьшая потери алюминия из-за его растворения в электролите, что способствует повышению выхода по току.

Извлекают алюминий из ванн вакуум-ковшом (рис 45), который представляет собой литейный ковш, снабженный плотно прижатой крышкой, через которую пропущена колсичатая труба. Другой конец трубы погружают в расплавленный металл на подине ванны. В ковше создают разряжение, и металл по трубе засасывается во внутрь ковша. За заполнением ковша следят через смотровое окно. Заполнение ковша занимает 5-7 мин. Затем алюминий переливают в обычный литейный ковш и перевозят в электрокаре в литейное отделение.

Рис 2. Вакуум-ковш для выливки металла. 1 – корпус, 2 – Заборная труба

2 Специальная часть

2.1 Обзор экологических достижений в al промышленности Введение

Исследования в области экологии условно можно разделить на следующие направления: сокращение выбросов от электролизеров в период выполнения технологических операций, связанных с разгерметизацией укрытия, а также в межоперационный период; сокращение объемов газоотсоса от электролизера и связанных с этим затрат на сооружение и эксплуатацию громоздких газоочистных установок (ГОУ); совершенствование и создание более мобильных и дешевых систем мониторинга выбросов.

Необходимость сокращения выбросов продиктована ужесточением экологических требований; сокращения объемов газоотсоса и затрат на очистку газов ростом цен на энергоносители; совершенствования систем мониторинга выбросов выявлением технологических операций, оказывающих негативное воздействие на персонал и окружающую среду и принятием соответствующих контрмер.

2.1.1 Сокращение выбросов от электролизеров

Компания Rio Tinto Alcan (Канада) взяла курс на создание электролизеров типа APXe и АР60 на силу тока 500–600 кА с удельными расходом электроэнергии 12,0–13,2 кВт ч/кг Al и выбросами HF 0,2 кг/т Al и ниже. По сути, компания взяла курс на сокращение на 50 % выбросов по отношению к существующей технологии при значительном сокращении объема газоотсоса в межоперационный период (рис. 1).

Рис 1.Объемы газоотсоса для различных АР-технологий.

Для достижения целей значительное внимание было уделено совершенствованию конструкции укрытия, что позволило сократить количество неплотностей по сравнению с электролизерами предыдущего поколения более чем на 50% (рис.2). За счет этого количество выбросов в межоперациоционный период сократилась на такую же величину (порядка 50 %).

Рис 2. Опытный электролизер типа АРХе. Рис 3. Принципиальная схема системы повышенного газоотсоса

Сокращение выбросов в период разгерметизации укрытия обеспечивается увеличением объема газоотсоса от электролизера. Для этого компания разработала и внедрила систему повышенного газоотсоса, индицирующую повышенное разрежение под укрытием инжектором, установленном в газоотводящем патрубке, соединяющем электролизер со сборным коллектором (рис. 3).

Давление инжектируемой струи в пределах 70–90 кПа увеличивает объем газоотсоса на 65–80 %, с 2,5 м 3/с при эксплуатации электролизера в штатном режиме до 4,1–4,5 м 3/с при его разгерметизации.

Система повышенного газоотсоса снабжается сжатым воздухом от дополнительного вентилятора. Удельное потребление электроэнергии вентилятором составляет 6 кВт ч/т Al.

В результате внедрения системы достигнуто сокращение фонарных выбросов HF на 0,07 кг/т Al, фторидов с учетом твердых на 0,1–0,11 кг/т Al.

Эксплуатация усовершенствованных укрытий и системы повышенного газоотсоса подтвердила возможность достижения суммарных выбросов фтористого водорода на уровне 0,2 кг/т Al.