
- •Э.А. Янко
- •Производство алюминия
- •Пособие для мастеров и рабочих цехов
- •Электролиза алюминиевых заводов
- •Предисловие
- •Глава 1 теоретические основы производства алюминия
- •Общие положения
- •Электрохимия процесса электролиза
- •Расчет основных производственных показателей алюминиевого электролизера
- •Электролит
- •Процессы на аноде и катоде
- •Побочные процессы на аноде и катоде
- •Другие побочные процессы на аноде и катоде
- •Пропитка угольной футеровки
- •Факторы, способствующие повышению выхода по току и производительности электролизера
- •Оценка абсолютных потерь выхода по току, %
- •Глава 2 сырьё, применяемое в производстве алюминия
- •2.1. Глинозём
- •Классификация глинозёма по физическим свойствам
- •Требования к глинозёму
- •2.2. Фтористые соли
- •Требования к техническому криолиту
- •Требования к техническому фтористому алюминию
- •Глава 3 конструкция алюминиевых электролизеров, их монтаж и демонтаж
- •3.1. Общая характеристика и классификация электролизеров
- •3.2. Анодное устройство
- •3.3. Катодное устройство
- •3.4. Футеровка катодного кожуха
- •3.5. Ошиновка
- •3.6. Сбор анодных газов и укрытие электролизёра
- •3.7. Электрическая изоляция
- •3.8. Монтаж и демонтаж электролизеров
- •Глава 4 обжиг и пуск электролизёров
- •4.1. Общие положения
- •4.2. Обжиг подины
- •4.2.1. Обжиг новых серий электролизёров
- •4.2.2. Обжиг ванн после капитального ремонта
- •4.3. Пуск ванн на электролиз
- •4.4. Обслуживание ванн в период после пуска
- •Глава 5 работа электролизёра в нормальном технологическом режиме
- •5.1. Общие положения
- •5.2. Температура электролита
- •5.3. Состав электролита, уровни металла и электролита
- •5.4. Регулирование состава электролита по температуре ликвидуса, перегрев электролита
- •5.5. Междуполюсное расстояние (мпр).
- •5.6. Форма рабочего пространства
- •5.7. Гашение анодных эффектов
- •5.8. Технологическое обслуживание электролизеров
- •5.9. Тепловые и энергетические балансы алюминиевых электролизёров
- •Глава 6 нарушения нормального хода электролизёра и пути их уСтранения
- •6.1. Горячий ход
- •6.2. Холодный ход ванны
- •6.3. «Зажатие» междуполюсного расстояния. Работа ванны «в борт»
- •6.4. Образование карбидов
- •6.5. Природа «шумов» и их устранение
- •6.6. Аварийные случаи в работе ванн
- •Глава 7 основы формирования и технологического обслуживания анодов
- •7.1. Самообжигающиеся аноды
- •7.1.1. Механизм формирования самообжигающихся анодов
- •7.1.2. Электрические характеристики
- •7.1.3. Технология самообжигающегося анода при использовании «сухой» анодной массы
- •7.1.4. Технология обслуживания анодов
- •7.1.5. Требования к качеству анодной массы
- •Технические требования к качеству анодной массы
- •7.1.6. Нарушения нормальной работы анодов
- •7.2. Обожженные аноды
- •7.2.1. Требования к качеству обожженных анодов
- •Перечень показателей качества по системе iso
- •7.2.2. Термическая устойчивость обожженных анодов
- •7.2.3. Особенности эксплуатации обожженных
- •7.2.4. Аноды с пазами
- •7.2.5. Обслуживание анодов
- •График замены анодов
- •Результаты измерений для вариантов схем замены анодов
- •7.2.5. Укрытие анодного массива
- •Ситовой состав укрывного материала, %
- •Глава 8 газоочистка и регенерация криолита
- •8. 1. Сбор и транспортировка анодных газов
- •8.2. Очистка газа
- •8.3. Производство криолита из растворов газоочистки
- •8.4. Извлечение криолита из угольной пены
- •Глава 9 энергоснабжение электролизных серий. Механизация и автоматизация процесса электролиза
- •9.1. Энергоснабжение электролизных серий
- •9.2. Механизация процессов обслуживания электролизеров.
- •9.3. Автоматическая система управления технологическим процессом (асутп)
- •9.4. Централизованная раздача и автоматизированное питание ванн глинозёмом
- •9.4.1. Общие положения
- •9.4.2. Конструкция систем апг
- •9.4.3. Автоматизированное управление работой апг
- •9.4.4.Управление питанием электролизёра при
- •9.4.5. Внутризаводская транспортировка глинозёма. Системы централизованной раздачи глинозёма (црг)
- •Глава 10 первичный алюминий как сырьё для переработки в товарные виды продукции
- •10.1. Алюминий-сырец и способы его рафинирования
- •Химический состав товарного алюминия, % ( примесей металлов, % не более)
- •10.2. Расчёт шихты для получения товарного алюминия
- •10.3. Первичная переработка алюминия-сырца
- •10.4. Сплавы на основе алюминия
- •Химический состав силуминов, % (max) *
- •10.5. Управление технологическим процессом
- •Список использованной литературы
- •Оглавление
- •Глава 2 42
- •Глава 3 50
- •Глава 4 91
- •Глава 5 105
- •Глава 7 163
- •Глава 9 240
Требования к глинозёму
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 |
0,001 0,001 0,002 0,003 0,003 |
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 |
Примечания: 1.Тяжелые примеси – сумма оксидов TiO+V2O5+Cr2O5+MnO.
2.П.п.п. – потери при прокаливании, имеющие физический смысл контроля остаточных летучих веществ после кальцинации.
2.2. Фтористые соли
Для наплавления электролита – основной среды, в которой протекает процесс электролиза, используется криолит. Выпускаемый в промышленности технический криолит должен соответствовать требованиям ГОСТ 10561-80 (табл. 2.3).
Выпускаемый отечественной промышленностью криолит отличается пониженным криолитовым модулем (т.е. пониженным отношением NaF:AlF3). Это помогает поддерживать при переплавке такого криолита достаточно низкое криолитовое отношение в электролите.
Таблица 2.3
Требования к техническому криолиту
Показатель качества |
Сорт криолита | |
высший |
первый | |
Массовая доля F, %, не менее Массовая доля Al, %, не более Массовая доля Na,%, не менее Криолитовый модуль, ед.,не менее Массовая доля примесей,%, не более: SiO2 Fe2O3 сульфатов в пересчёте на SO4 влаги P2O5 |
54 18 23 1,7
0,5 0,06 0,5 0,2 0,05 |
54 19 22 1,5
0,9 0,08 1,0 0,5 0,2 |
Кроме технического криолита на предприятиях, имеющих систему мокрой газоочистки, используют регенерированный криолит, который поступает в виде смеси с флотационным криолитом и носит название смешанного. Это так наываемый вторичный криолит. В нём контролируют содержание фтора, натрия, серы, углерода и влаги.
В качестве основного модификатора электролита алюминиевых ванн используется соль AlF3. С помощью этой добавки компенсируются потери фтора из-за улетучивания AlF3 и поддерживается заданное криолитовое отношение. Технический фтористый алюминий должен соответствовать условиям ГОСТ 19181-78 (табл. 2.4).
Таблица 2.4
Требования к техническому фтористому алюминию
Показатель качества |
Сорт | ||
высший |
первый |
второй | |
Потери при прокаливании, %, не более Массовая доля AlF3, %, не менее Массовая доля Al2O3, %, не более Массовая доля (SiO2+ Fe2O3),%, не более Массовая доля SO4, %, не более Массовая доля P2O5, %, не более |
2,5 93 4 0,3 0,5 0,05 |
3,5 88 7 0,4 0,7 0,1 |
6,0 88 7 0,5 1,0 0,1 |
Фтористый натрий применяется после пуска электролизёров как компенсация соли NaF, которая теряется в результате пропитки угольной футеровки. Эта соль выпускается согласно ТУ 113-08-586-86. В высшем сорте содержится 97%, в первом сорте – 95% NaF. На практике как источник натрия чаще всего используют соду.
Другие добавки (фтористый кальций, фтористый магний и кальцинированная сода) выпускаются по техническим условиям, согласованным производителем и пользователем.
Технические требования к углеродным материалам подробно рассмотрены в главе 7.