Влияние электролита различного состава на удельный расход образцов обожженных анодов при электролитическом получении алюминия
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
?нок 1.46 - Показатели расхода образцов анода по результатам проведенных опытов
Из рис. 1.46 видно, что у образцов анода предоставленных ОАО НЭЗ по сравнению с экспериментальными образцами анодов с добавлением графита крупностью 2-4 мм, расход имеет меньшую величину. В связи с тем, что зерна графита обладают меньшей реакционной способностью по сравнению с коксом-связующими и коксом-наполнителем, по мере протекания эксперимента анод выгорел на глубину зерна-наполнителя (графита), что в конце концов привело к выходу графита в пену. При визуальном осмотре образцов анодов с добавлением графита было выявлено, что частицы графита механически слабо связаны с телом анода, а также неравномерно распределены в объёме анода, что также могло быть причиной повышенного пенообразования за счет более быстрого отделения графита в электролит. В качестве рекомендации нужно отметить то, что при изготовлении анодов было бы лучше добавлять графит мелкой фракции. Это приведет к увеличению электропроводности. Мелкая фракция обладает большей реакционной способностью, а значит, анод в большей степени будет расходоваться на электрохимическую реакцию, что снизит выход углерода в пену.
По итогам проведения экспериментов наблюдается, что образцы анодов ОАО НЭЗ имеют меньший расход при протекании электролиза в различных по составу электролитах, минимальное значение составляет 356 кг/т Al. Низкий расход для данных образцов можно объяснить как качеством применяемого сырья (монококс, высокотемпературный пек), так и более совершенной технологией приготовления анодов (смешение, вибропрессование, обжиг). Также можно добавить то, что этот завод является профилирующим в области производства углеродных изделий.
Так как аноды ОАО НЭЗ показали себя с лучшей стороны, то необходимо более детальное изучение технологии производства и качества применяемого сырья для этих анодов. Изучение применяемых составов электролитов также может привести к снижению расхода анода при производстве алюминия.
В качестве завершения хочется добавить то, что если мы смогли в лабораторных условиях понизить расход анода, следовательно, аналогичного результата можно достичь и в промышленности, но для этого необходимо провести дополнительные исследования. Но следует сделать поправку на то, что при проведении исследований электролиз шел в атмосфере аргона, следовательно, нами не учитывалась статья горения углерода на воздухе.
Несмотря на то, что увеличение криолитового отношения и процентного содержания KF в электролите благоприятно сказывается на расходе анода, то есть снижает его. Это еще не означает прямого промышленного внедрения полученных результатов, так как при высоком криолитовом отношении возрастают потери металла, что соответственно ведет к снижению выхода по току; и содержание KF в электролите приводит к набуханию катодных блоков. На настоящий момент прибыль получаемая при работе электролизных ванн на низком КО, сполна покрывает все остальные расходы.
2. Безопасность жизнедеятельности
Выполнение требований охраны труда и техники безопасности при проведении научно-исследовательской работы является важнейшим фактором. Как правило, научно-исследовательская работа связана с рядом опасных и вредных факторов: наличием вредных веществ, электрического тока, высоких температур, теплового излучения и т.д. При работе с оборудованием для исследований и при проведении подготовительных операций возможны повреждения (травмы) и отравления организма. Для предотвращения нарушений техники безопасности и охраны труда необходимо проанализировать условия проведения исследовательской работы.
2.1 Анализ условий проведения эксперимента
2.1.1 Перечень потенциально опасных и вредных факторов
Разработка и опробование экспериментальной установки для определения удельного расхода углерода при электролизе криолит-глиноземного расплава проводились в лаборатории кафедры "Металлургии легких металлов и производство глинозема". Установка собиралась из приобретаемого и имеющегося на кафедре оборудования и материалов. В работе использовались образцы анодов, предоставленные ОАО САЗ и НЭЗ.
Расплав, в котором проводится электролиз, состоит из фторида алюминия, фторида магния, фторида кальция, фторида натрия, фторида лития и глинозема.
В таблице 2.1 приведены опасные и вредные факторы при проведении научно-исследовательской работы.
Таблица 2.1-Перечень опасных и вредных факторов
Операция технологического процессаОборудованиеОпасные факторыВредные факторыЭлектротокНагретые телаТепловое излучениеПыльШум1. Приготовление электролитаАналитические весы---+-2. Работа экспериментальной установкиГазоулавливающая линия, печь сопротивления, электрохимическая ячейка+++--3. Работа вспомогательного оборудованияВытяжка, компьютер, амперметр, газоанализаторы+---+4. Дожиг образца анодаПечь сопротивления, вытяжка+++-+
2.1.2 Физико-химическая и токсикологическая характеристика веществ
Для работы были использованы следующие вещества: фториды алюминия, кальция, лития и натрия, оксид алюминия, хлорид кальция. В ходе проведения опытов образуются новые вещества: криолит, фторид водорода, оксид и диоксид углерода. Рассмотрим влияние этих соединений на организм человека.
Фторид алюминия (AlF3) - компонент электролита, представляет собой порошок белого или розоватого цвета, содержащи