- •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
8.3. Производство криолита из растворов газоочистки
Раствор газоочистки, содержащий фтористый натрий, соду, бикарбонат натрия, а также уловленную в аппаратах мокрой газоочистки пыль (шлам, состоящий из глинозёма, криолита, фтористых солей, частиц пены и смол), направляется для регенерации криолита. В зависимости от принятой технологической схемы очистки газа в растворах могут содержаться следующие концентрации солей, г/л:
Соль |
Низкая концентрация раствора |
Высокая концентрация раствора |
Фтористый натрий |
12-15 |
20-30 |
Сода |
3-7 |
10-15 |
Бикарбонат натрия |
22-28 |
40-55 |
Сульфат натрия |
до 70 |
до 70 |
Раствор со взвешенными частицами шлама поступает в сгустители для осветления. Отстаивание шлама происходит при температуре 60-70°С до остаточного содержания в осветленном растворе шлама менее 0,3 г/л раствора.
Сгущенный в отстойнике шлам фильтруется на барабанном вакуум-фильтре. Шламовая паста после разбавления водой и перемешивания в мешалках откачивается на шламовое поле. Осветленный раствор направляется в баки-сборники.
Далее раствор подаётся в цилиндрические обогреваемые реакторы, снабженные перемешивающими устройствами, где производится «варка» криолита. В реакторы с раствором, подогретым до 85-90°С, подаётся строго дозированное количество алюминатного раствора. Алюминатный раствор готовят в специальной мешалке с обогревом, растворяя гидроксид алюминия в растворе каустической соды NaOH. Образование алюминатного раствора протекает по реакции
6NaOH + 4Al(OH) 3 = 2(1,5Na2OAl2O3) + 9H2O.
В результате взаимодействия компонентов осветленного раствора газоочистки и алюминатного раствора в реакторе практически мгновенно протекает реакция образования криолита, который выпадает в осадок:
12NaF + 1,5 Na2O Al2O3 + 9NaHCO3 9Na2CO3 + 2Na3AlF6 + +4,5H2O.
Из реакторов криолитовая пульпа поступает в сгуститель, откуда слив осветленной части пульпы (маточный раствор) направляется как оборотный содовый раствор на газоочистку. Содержание соды в маточных растворах должно быть 35-60 г/л, а взвешенных частиц криолита - не более 0,5 г/л.
В маточных растворах накапливается значительное количество сульфатов. Чтобы избежать ухудшения качества регенерированного криолита за счет увеличенного в нём содержания сульфатов, предусматривается периодическое удаление из цикла газоочистки пересыщенных по сульфатам растворов. При этом происходит потеря ценных содопродуктов. Именно этим обстоятельством можно объяснить повышенный расход соды при использовании анодной массы с повышенным содержанием серы. В процесс приходится вводить свежий содовый раствор для компенсации потерь соды. Содержание сульфатов в маточнике, подаваемом на газоочистку, не должно превышать 40-70 г/л в зависимости от концентрации фтористого натрия в растворе.
Сгущенная криолитовая пульпа выводится в мешалку, разбавляется водой, откуда подается на фильтрацию на вакуум-фильтры. Отфильтрованный криолит ещё дважды промывается водой от сульфата натрия и фильтруется. На последней стадии пульпа смешивается со сгущенной пульпой флотационного криолита. Соотношение флотационного и регенерированного криолита устанавливается в таких пределах, чтобы в последующем не осложнять операции фильтрации и сушки из-за большого содержания тонкодисперсного регенерационного криолита.
Паста смешанного криолита поступает в сушильную печь, где содержание влаги снижается до 1,5 %. Криолитовое отношение регенерированного криолита 3,0-3,2, поэтому его называют щелочным. Криолитовое отношение смешанного криолита зависит от соотношения флотационного и регенерированного криолита, но в любом случае выше среднего по цеху электролиза.