Совершенствование технологии извлечения фторидов из анодных газов электролизного производства
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?ные добавки к электролиту изменяют физико-химические свойства и влияют на технологические параметры работы электролизера. Необходимыми добавками используемыми в промышленности, являются фтористый алюминий(от 2 до 14% масс) и фтористый кальций( до 8% масс). Обе эти добавки снижают точку плавления электролита. Положительно заряженные ионы (катионы) разряжаются на катоде, а отрицательно заряженные (анионы) - на аноде. На угольном аноде происходит разряд кислотосодержащих ионов с образованием окислов CO и CO2.
На границе разделов фаз алюминий - электролит протекают реакции восстановления ионов трехвалентного алюминия. Т.е. теоретически в процессе электролиза расходуется глинозем и углерод, а также электроэнергия на разложение глинозема и поддержания рабочей температуры. Фактически расходуются и фтористые соли вследствие их улетучивания, впитывания в футеровку и механических потерь. Процесс электролиза не прерывный, поэтому периодически в электролит загружают глинозем, анод - анодную массу. Для поддержания уровня и состава электролита загружают вторичный криолит, оборотный электролит, фтористый алюминий, фтористый кальций.
Поскольку электролиз алюминия осуществляется в криолит-глиноземных расплавах, то процесс связан со значительным расходом фтора. На алюминиевых заводах России с самообжигаюмися анодами Содерберга фторсодержащие отходы газоочистки и угольной пены перерабатываются методом флотации и регенерации в цехах производства фтористых солей с получением вторичного криолита. Основная задача флотации и регенерации заключается в возвращении фторсодержащих компонентов в процесс электролиза.
В атмосферу электролизных корпусов, помимо фтористого водорода, образующегося в результате гидролиза фтористых солей, выделяются и другие промышленные вредности. Содержание их в атмосфере рабочей зоны электролизных корпусов не должно превышать предельно допустимых концентраций (ПДК).
Окись углерода СО - 20 мг/м3 ;
Фтористый водород HF - 0.5 мг/м3 ;
Пыль содержащая 10-70% SiO2 - 2 мг/м3 ;
Пыль искусственных абразивов (карборунд)-5 мг/м3 ;
Прочие виды пыли - 10 мг/м3 .
При очистке газовых выбросов путем абсорбции фтористого водорода содобикарбонатным способом получают регенерированный криолит. Из флотационного и регенерированного криолита после фильтрации и сушки получают вторичный криолит, который используется в качестве добавок в криолит-глиноземные расплавы в электролизных цехах производства алюминия.
Применяемая технология флотационного извлечения криолита в механических флотомашинах не обеспечивает полноты обогащения фтора, поэтому в углеродсодержащем продукте флотации высокая концентрация фтора, что не позволяет его использовать в других отраслях промышленности, он складируется на шламовых полях.
Получаемый содобикарбонатным методом регенерированный криолит имеет высокое криолитовое отношение и загрязнен соединениями серы, что приводит к снижению эффективности электролизного производства. Поэтому электролизные цеха вынуждены использовать в качестве добавок фтористый алюминий для снижения криолитового отношения электролита. В связи с этим повышение качества получаемого вторичного криолита и снижения фтористых соединений в отходах алюминиевого производства является актуальной задачей, которая позволит повысить эффективность производства.
Предъявляемые условия к качеству, производимого вторичного смешанного криолита на участке фторсолей ОАО РУСАЛ Братск, приведены в таблице 2.1
Таблица 2.1
№ опОбъект контроляКонтролируемый параметр, характеристикаЕд. физ. вел.Значение параметра характеристикиНД, устанавливающий требования и параметры характеристики1.Криолит вторичный смешанный, отгружаемый другим предприятиямF Na Al SiO2 Fe2O3 SO4 Углерод "ага% % % % % % % %не 4,6ГОСТ 10561-80 СТП04.05-46-99 ГОСТ 10561-80 ГОСТ 10561-80 ГОСТ 10561-80 ГОСТ 10561-80 СТП 9.14-2001 СТП 9.13-2001, влагомер Sartorius
3.Способы получения вторичного криолита
.1 Получение вторичного криолита путем флотации
Как уже было отмечено, в процессе электролиза алюминия в электролизерах с самообжигающимся анодом образуется угольная пена, которая периодически снимается с поверхности электролита и направляется на переработку. Вместе с пеной снимается и электролит, содержание которого достигает 65-75 %.
Химический состав пены колеблется в пределах (%): F - 29-31; Na - 15-18; Al - 10-13; Ca - 0,8-1,5; Mg - 0,2-0,5; SiO2 - 0,2-0,5; Fe2O3 - 0,2-0,8; C - 28-30.
Производство криолита из угольной пены осуществляется по схеме, представленной на рис 1.3
Электролитная пена крупностью 200-300 мм из электролизных цехов поступает на участок предварительного дробления. Завозится автомашинами, типа самосвал, и высыпается в приемный бункер. Из приемного бункера поз.1 угольная пена самотеком поступает на пластинчатый конвейер, при помощи которого транспортируется на дробилку ДДЗ-4Е. Крупность дробления регулируется до 20 мм. Дробленая угольная пена ленточным конвейером транспортируется в бункер дробленой угольной пены, откуда загружается в автосамосвал и завозится в отделение производства фторсолей цеха ПФС для дальнейшей переработки.
Электролитная пена крупностью 20 мм поднимается элеватором и питателем подается в шаровую мельницу, работающую в замкнутом цикле со спиральным классификатором. Мельница заполняется шарами диаметром 50-80 мм.Весовое отношение Ж:Т в мельнице 1:1. Тонина помола 50-60% класса -0.074 мм (-200 меш), класси