Сущность нововведения

В электролизном цехе алюминиевого завода для производства алюминия сырца используется электролизеры с боковым токоподводом с непрерывно самообжигающимися анодами на силу тока 90 кА.

Процесс электролиза расплавленных солей в нормально работающей электролизной ванне протекает при температуре 950-970 . При этих температурах достигается максимальная растворимость глинозема в электролите. Для поддержания этой температуры требуется большое количество электроэнергии, что значительно повышает себестоимость металла и делает производство алюминия-сырца исключительно энергоемким. Высокая температура, поддерживаемая в ванне, приводит к более интенсивному сгоранию анодов, сопровождающемуся образованием большого количества токсичных соединений, выбрасываемых в атмосферу. При высокой температуре в процессе электролиза с атмосферным воздухом происходит улетучивание из расплава фтористых солей (ALF3, NaF, HF и др.). Все это крайне негативно влияет на окружающую среду.

Для снижения температуры плавления в ванне предлагается вводить в электролит солевую добавку в виде гранулированного карбоната лития ().

Добавка 6 %  к электролизу понижает температуру его плавления с 950 до 930 . Одновременно уменьшаются плотность и вязкость электролита, снижается удельное сопротивление расплава. Все это обеспечивает лучшее отделение металла от электролиза. Уменьшение растворимости алюминия в электролите приводит к увеличению выхода по току, а более высокая электропроводность в ванне сокращает испарение электролита и, как следствие, расход фтористых солей, необходимых для поддержания стабильности процесса.

Применение добавки гранулированного карбоната лития при электролизе криолитоглиноземных расплавов, сопровождающееся снижением температуры плавления электролита и повышением его электропроводности, позволяет:

1. Увеличить выход по току и соответственно получить дополнительный металл;

2. Снизить напряжение на ванне, за счет чего получить дополнительную экономию электроэнергии;

3. Уменьшить расход анодов и криолита;

4. Уменьшить выделение фтора и прочих вредных веществ с отходящими газами, что существенно повлияет на состояние окружающей среды и экономика завода.

Реализация предлагаемой технологии требует определенной суммы единовременных затрат, предназначенных на проведение научно-исследовательских работ и опытно-промышленных испытаний данного метода, обеспечивающих его использование на производстве при заданных научно-обоснованных технологических параметрах.

Проведенные на заводе исследования и промышленные испытания, соответствующим образом оформленные, являются интеллектуальной деятельностью, на результаты которой завод получает исключительные права, которые признаются нематериальными активами. Испытания являются инвестиционной составляющей проекта и включаются в себестоимость производства алюминия через амортизацию.

Изменение выхода по току и напряжении на ванне рассчитана в спецчасти технологического проекта. Нормы расхода анодов и криолита, а также расход карбоната лития на 1 тонну алюминия в новом варианте установлены опытным путем. Исходные данные для расчета приведены в таблице 1.

Таблице 1 – Исходные данные для расчета