СОДЕРЖАНИЕ 1. ВВЕДЕНИЕ 1.1 Биохимия и минералогия алюминия 1.2 Виды алюминиевых руд, их генезы и состав 2. СПЕЦ. ЧАСТЬ 2.1 Производство криолита из угольной пены 2.2 Химический состав угольной пены 2.3 Назначение смешанного вторичного криолита 3. КПВО 3.1 Отчерпывание электролита из электролизеров в урны 4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 4.1 Основные направления, повышения эффективности производства 5. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ 5.1 Санитарно-гигиенические характеристики условий труда 5.2 Электробезопасность 5.3 Техника безопасности при обслуживании электролизеров 6. ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 6.1 Схема. Получения криолита флотацией угольной пены 6.2 Схема. Механическая флотационная машина ЛИТЕРАТУРА 1. ВВЕДЕНИЕ В настоящее время на территории России находятся несколько заводов по производству первичного алюминия, часть из них объединены в крупные алюминиевые корпорации.
Крупнейшая компания – «РУСАЛ», в состав которой входят Братский (БрАЗ), Саяногорский (САЗ, оснащённый электролизёрами с предварительно обожжёнными анодами (ОА)), Красноярский (КрАЗ), Новокузнецкий (НкАЗ) алюминиевые заводы, а также Ачинский глинозёмный комбинат, ряд заводов по производству изделий из алюминия и др. «РУСАЛ» входит в тройку крупнейших производителей алюминия в мире. Второй по величине алюминиевой компанией России является ОАО «СУАЛ», включающее в себя Иркутский (ИркАЗ), Уральский (УАЗ), Богословский (БАЗ), Кандалакшский (КАЗ), Волгоградский (ВгАЗ), Надвоицкий (НАЗ) алюминиевые заводы, Полевский криолитовый завод, научно-исследовательский и проектный институт «СибВАМИ» и др. Эта компания занимает 2 место в нашей стране по производству алюминия и 1 место – по производству глинозёма. Россия по-прежнему сохраняет ведущие позиции в мировом производстве и экспорте первичного алюминия.
Однако для российской алюминиевой промышленности характерна зависимость от рынка глинозёма – основного сырьевого материала. 1.1
Алюминий - самый распространенный в земной коре металл. На его долю пр... 2050оС) и нерастворимую в воде массу. Природный Al2O3 (минерал корунд)... При взаимодействии AlH3 с основными гидридами в эфирном растворе образ... Процесс извлечения алюминия из руды сложный, очень энергоемкий и состо... Содержит 37 % Al O.
СПЕЦ. ЧАСТЬ 2.1 Производство криолита из угольной пены Доставленная из электролизного цеха угольная пена подвергается магнитной сепарации (во избежание попадания в дробилку металлических предметов) и затем дробится на щековой дробилке, а после направляется на мокрое измельчение в шаровую мельницу.
Измельченная в мельнице пена разделяется в спиральном классификаторе на два продукта - пульпу, вмещающую тонкие частицы пены, и пески, состоящие из более крупных частиц пены. Эффективность помола твердых частиц, содержащихся в сливе классификатора, характеризуется следующим показателем - 80-90% частиц пены относятся к классу крупности - 0,075 мм, что обеспечивает хорошее разделение частиц угля и электролита.
Пески возвращают на доизмельчение в шаровую мельницу. Слив из классификатора, разбавленный водой до соотношения Ж:Т= (3-4):1, поступает в контактный чан на перемешивание с флотореагентом и далее направляется на флотацию.
Флотационная обработка основана на свойстве не смачивающихся водой (гидрофобных) материалов прилипать к находящимся в водном растворе пузырькам воздуха. Гидрофобность материалов может быть усилена
ВВЕДЕНИЕ м в раствор флотореагентов, которые, попадая на поверхность мелкодисперсных гидрофобных частиц, еще более ухудшают их смачиваемость водой, и поэтому они более интенсивно прилипают к пузырькам воздуха и вместе с ними выносятся на поверхность пульпы.
Для увеличения эффективности процесса флотации важно иметь тонкое измельчение материала, т.к. крупные частицы не могут удерживаться пузырьками воздуха. В процессе флотации угольной пены присутствуют два вида частиц: хорошо смачиваемые водой (гидрофильные) частицы электролита и гидрофобные частицы угля. Для усиления гидрофобных свойств угля в качестве флотореагента применяют смесь соснового масла с керосином в соотношении 1:9 или технического скипидара и керосина в соотношении 2:1. На производство 1 тонны флотационного криолита расходуется 1700 кг угольной пены, 0,4 кг соснового масла и 3-4 кг керосина.
Возможно применение также и других видов флотореагентов. Частицы угля, адсорбировавшие на своей поверхности флотореагент, становятся практически не смачиваемыми водой и увлекаются вверх пузырьками воздуха, образуя пену, которая непрерывно механическими гребками снимается с поверхности пульпы. В результате пульпа обогащается частицами электролита, которые оседают на дно флотационной машины, а затем удаляются из нее как конечный продукт флотации - концентрат.
Угольные частицы, снимаемые с пеной, являются вторым конечным продуктом флотации (хвосты), который направляется в отвал. Химический состав хвостов флотации следующий, %: F - 8,8; Nа - 6,7; А1 - 5,7; Са - 0,7; Мg - 0,5; SiO2 - 0,25; Fe2Оз - 1,6; S04-0,5; ппп- 72,1. Процесс флотации проводится во флотационной машине (см. рис.2 стр. 38), представляющей собой емкость прямоугольного сечения, разделенную поперечными перегородками на ряд камер, снабженных импеллерами, вращающимися со скоростью 275-600 об/мин. Благодаря наличию отверстий в придонной части перегородок уровень пульпы во всех камерах одинаков.
Пульпа подается в первую камеру машины и последовательно переходит из одной камеры в другую. Из последней камеры первой флотомашины непрерывно самотеком выпускается пульпа, обогащенная криолитом, а угольные частицы в виде пены снимаются гребками пекогонов с поверхности пульпы каждой камеры в общий желоб.
В первой группе камер первой флотомашины проводится основная флотация. Хвосты же основной флотации отправляются на контрольную флотацию, которая осуществляется в нескольких камерах второй флотомашины. В остальных камерах первой и второй флотомашин, соединенных последовательно, производится перечистка криолита с получением криолитового концентрата. После контрольной флотации и выделения промпродукта-2 хвосты отправляют в отвал. Первичный криолитовый концентрат направляется на перечистную флотацию, продуктами которой являются: промпродукт-1, возвращаемый на измельчение и классификацию, и криолитовый концентрат, который после сгущения, фильтрации и сушки отправляется в электролизные корпуса. Как правило, криолитовая пульпа, полученная флотацией угольной пены, смешивается с пульпой регенерационного криолита, и в электролизный цех направляется смешанный криолит.
Сухой готовый флотационный криолит должен содержать, %: F - более 44; Nа - не более 30; А1 - более 12; С - 1,5; Si02-0,9; Fе20з-0,5;Н20-1,5. На каждую тонну получаемого флотационного криолита приходится образование 700 кг хвостов, которые направляются на шламовое поле (примерно 40% от исходной массы угольной пены). Основным компонентом хвостов флотации является углерод, но компоненты электролита по-прежнему содержатся в них в опасных для экологии концентрациях.
Если считать, что при производстве 1 тонны алюминия снимается 50 кг пены, около 20 кг из нее отправляется на шламовое поле. К этому надо добавить уловленную пыль в мокрых скрубберах, количество которой составляет около 20 кг на тонну алюминия (для электролизеров ВТ). Общее количество шламов и хвостов флотации составляет порядка 40 кг на тонну алюминия.
Следовательно, завод с годовой производительностью 250 тысяч тонн алюминия отправляет на шламовое поле более 10 тысяч тонн веществ, содержащих фтористые и иные химические соединения. Поэтому сооружение и эксплуатация шламовых полей относится к экологическим проблемам производства алюминия. 2.2 Химический состав угольной пены Химический состав угольной пены приблизительно следующий (%): F - 29-31; Nа - 15-18; А1 - 10-13; Са - 0,8-1,5; Мg -0,2-0,5; SiO2 - 0,2-0,5; Ре20з - 0,2-0,8; С - 28-30. 2.3
Алюминиевая промышленность является крупным потребителем фтористых сол... Уловленные газы не только не поступают в атмосферу, но и служат важном... После сложных химических процессов из него образуется вторичный смешан... Поскольку высушенный криолит - вещество очень пылящее, устанавливают м... Безотходный принцип организации технологии - путь, сулящий немалую эко...
Для поддержания нормального технологического режима и превращения алюм... Для создания в ковше разрежения принимают различные схемы. Наибольшее распространение получили схемы централизованного создания в... В этом случае от вакуумных станций во все корпуса проводят трубопровод... Выливку металла из электролизера осуществляют через пробиваемое в корк...
Использование рациональной для каждого предприятия схемы обращения с а... наличием загрязнений на амортизационном ломе, его влажностью и степень... и малом числе оборотов при высоте слоя материала 100 – 200 мм. Аналогичные результаты получены и при переплаве цинковой изгари и цинк... В настоящее время имеются технологии плавки и рафинирования вторичного...
Выделяющиеся в атмосферу корпуса газообразные вещества воздействуют на... Использование значительных количеств различных химических веществ не и... Наиболее опасным производственным фактором в корпусе является возможно... Поэтому при нарушениях правил электробезопасности всегда имеется возмо... У рабочих, длительно контактирующих с пеком, могут возникнуть различны...
Электробезопасность. Как уже было сказано выше, эдектролизы соединяются последовательно в б... Лица не электротехнических специальностей могут обслуживать электрифиц... Особую опасность представляет появление потенциалов земли на конструкц... Катодные кожухи и ошиновка устанавливаются на конструкции с прокладкам...
Перед пуском электролизеры тщательно проверяются всеми специалистами ц... перед проездами, поворотами и обгона людей и транспорта необходимо под... Для поддержания оптимальных технологических параметров, а также для по... Выливка из ванн, расположенных в корпусе продольно, осуществляется со ... Выливку металла выполняет выливщик, который проходит специальный инстр...
ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. Схема. Получения криолита флотацией угольной пены Угольная пена Дробление Изм... Получения криолита флотацией угольной пены 6.2 Схема. Механическая флотационная машина Рис.
ЛИТЕРАТУРА 1. Борисоглевский Ю.В Галевский Г.В Кулагин Н.М Минцис М.Я Сиратзутдинов Г.А «Металлургия алюминия». М.: Металлургия, 1999. 2. Беляев А.И. «Металлургия легких металлов», М.: Металлургия, 1978. 3. «Цветные металлы» журнал №5, 1996. 4. Багров Н.М Трофимов Г.А Адреев В.В. «Основы отраслевых технологий: учебное пособие» СПБ. Издательство СПбГУЭФ 2006. 5. Матюнин В.М. Карпман М.Г Фетисов Г.П. Материаловедение и технология металлов, 2002. 6. Д. Парфенов «Обработка цветных металлов: борьба противоречий» - издание Аналитического центра «Национальная металлургия» 2004. 7. Уткин Н.В. «Цветная металлургия» - учебник для ВУЗов по специальности «Металлургия цветных металлов» Челябинск 1988. 8. Материалы международной конференции: «Металлургия лёгких металлов на рубеже веков. Современное состояние и стратегия развития», 3-6 сентября 2001. 9. По материалам семинара «РЕЦИКЛИНГ АЛЮМИНИЯ» опубл.
В журнале «Металле снабжение и сбыт» №4, с.88 - 91. 10. В. Фёдоров.
Вторичный алюминий важное сырьё XXI века! Журнал Вторичные ресурсы № 4-5, с.58-59 1. 13. Ю.П. Купряков. Шахтная плавка вторичного сырья цветных металлов, Москва. ЦНИИцветметэкономики и информации. 1995.