- •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
8.4. Извлечение криолита из угольной пены
Съём угольной пены на электролизёрах с верхним подводом тока составляет 15-30 кг на тонну алюминия и выше. В пене содержится 65-70 % электролита. Химический состав пены приблизительно следующий, %: 29-31 F; 15-18 Na; 10-13 Al; 0,8-1,5 Ca; 0,6-0,8 Mg; 0,2-0,8 Fe; 28-30 C. На заводах, оснащенных электролизёрами ВТ, имеются специализированные участки по переработке угольной пены.
Угольная пена подвергается дроблению в щековой дробилке. Дроблёная пена направляется на мокрое измельчение в шаровую мельницу, оснащенную классификатором. В спиральном классификаторе пульпа разделяется на два продукта: слив с высокой степенью измельчения частиц и «пески» из более грубого материала. Пески возвращаются на дополнительный размол в шаровую мельницу.
Измельчение пены производится с таким расчётом, чтобы в сливе мельницы содержание класса менее 0,075мм составляло порядка 80-90 %. Такая степень измельчения обеспечивает хорошее разделение частиц электролита и угля. Слив классификатора поступает в контактный чан на перемешивание с флотационным реагентом и далее направляется на флотацию.
Флотация основана на свойстве не смачивающихся водой (гидрофобных) минералов прилипать к находящимся в воде пузырькам воздуха. Природная гидрофобность минералов может быть усилена введением в пульпу специальных веществ – флотационных реагентов. Устойчивая (минерализованная) пена, обогащенная гидрофобными частицами, собирается в приёмный желоб. Частицы, не обладающие гидрофобными свойствами, остаются в пульпе и выгружаются отдельно.
При флотации угольной пены также имеются два вида частиц – хорошо смачиваемые водой (гидрофильные) частицы электролита и плохо смачиваемые (гидрофобные) частицы угля. Гидрофобные свойства угля усиливают добавкой смеси соснового масла и керосина в соотношении 1:9 или технического скипидара и керосина в соотношении 2:1. Возможно применение и других реагентов, например содержащих скипидар продуктов целлюлозно-бумажного или нефтехимического производств.
Частицы угля сорбируют на своей поверхности флотационный реагент и становятся практически не смачиваемыми водой. Пузырьки воздуха увлекают за собой вверх частицы угля и образуют пену, которая непрерывно механическим путём снимается с поверхности пульпы. Пульпа обогащается частицами электролита, которые оседают на дно флотационной машины и удаляются из неё как конечный продукт флотации – концентрат. Угольные частицы, снимаемые с пеной, являются вторым конечным продуктом флотации и носят название «хвостов». Угольные «хвосты» флотации являются отвальным продуктом.
Флотационная машина представляет собой ёмкость прямоугольной формы, разделенную поперечными перегородками на несколько равных отделений – камер. Пульпа подаётся в первую камеру первой флотационной машины и последовательно переходит из одной в другую, проходя все камеры (рис. 8.6).
Рис. 8.6. Схема движения пульпы при флотации угольной пены
Из последней камеры первой флотационной машины непрерывно выпускается самотёком пульпа, обогащенная криолитом. Угольные частицы в виде пены («хвосты») снимаются гребками пеногонов с поверхности пульпы в каждой камере и поступают в общий желоб. В первой группе камер первой флотационной машины проводится основная флотация. «Хвосты» основной флотации отправляются на контрольную флотацию, которая осуществляется в нескольких камерах второй машины.
В остальных камерах первой и второй флотационных машин, соединенных последовательно, производится перечистка криолита с получением криолитового концентрата. После контрольной флотации и дополнительного отделения криолита – промпродукта II (П.П. II) - хвосты флотации направляются в отвал.
Первичный криолитовый концентрат после интенсивного перемешивания с флотационным реагентом (агитации) проходит перечистную флотацию. Продуктами перечистки концентрата являются промпродукт I (П.П. I), возвращаемый на классификацию, и криолитовый концентрат, который смешивается с пульпой регенерационного криолита. После сгущения, фильтрации и сушки смешанный криолит направляется в цех электролиза. Собранный в классификаторе промпродукт I возвращается в полный цикл флотации.
Сухой флотационный криолит должен отвечать техническим условиям и содержать, %: фтора не менее 44; алюминия не менее 12; натрия не более 3; углерода не более 1,5; окиси кремния не более 0,9; оксида железа не более 0,5; влаги не более 1,5. Эти требования к флотационному криолиту могут уточняться в зависимости от тех или иных условий производства.