Процессы на электродах

       Катод. Основной процесс – восстановление ионов алюминия:

       Побочные процессы:

· восстановление ионов металлов, более электроположительных, чем AL, таких как Fe, Si, Cu, Zn и др. по реакциям аналогичным восстановлению алюминия;

· растворение AL в электролите, по реакции: AL + CO₂ = AL₂O₃ + СО;

· восстановление ионов Na, за счет избытка ионов Na в электролите и высокой температуры процесса, по реакции: Na⁺ + E = Na;

· карбидообразование, по реакции: 4 AL +3C = AL ₄C₃.

       Анод. Основной процесс – разряд ионов кислорода и окисление углерода анода с образованием СО и CO₂ (анодных газов), по реакциям:

       Побочный процесс: разряд ионов фтора с образованием СF₄ и С₂F₆ при анодном эффекте по реакциям:

C + 2F₂ = CF₄                  2C + 3F₂ = C₂F₆

            Суммарная реакция в электролизёре:

AL₂O₃ + C = AL + CO + CO₂ + CF₄ + C₂F₆

Аппаратурно–технологическая схема процесса

       В процессе электролиза расходуется глинозём, анодная масса, электроэнергия, фтористые соли.

       Поступающая электроэнергия переменного тока преобразуется в энергию постоянного тока и подается на серию электролизёров, соединенных последовательно. Электроэнергия в постоянном токе подается по шинопроводам с КПП на серию электролиза.

       Глинозём транспортируется на завод железнодорожным транспортом в специальном подвижном составе (хопперах–вагонах), приспособленном для разгрузки в приемные бункера склада глинозёма. Из приемных бункеров глинозём транспортируется в приемные силоса склада глинозёма, далее с помощью пневмотранспорта на ГОУ и в прикорпусные силоса. Из прикорпусных силосов свежий глинозём загружается на стороны электролизеров с помощью машин МРГ–4М или МЗГ «Hencon» (оперативная герметизация электролизёров, питание электролизёров после капитального ремонта до вывода в режим работы АПГ).

       Отходящие газы, образующиеся в результате электролиза, улавливаются с помощью системы газоудаления и поступают на ГОУ. На ГОУ отходящие газы проходят очистку с помощью свежего глинозёма. В результате очистки (адсорбции) образуется глинозём, обогащенный фтористыми солями – фторированный глинозём, мокрый хвост и очищенный газ. Фторированный глинозём поступает в корпуса электролиза в систему АПС, мокрый хвост на шламовые поля для дальнейшей переработки, а очищенный газ в атмосферу.

       Анодная масса изготавливается в цехе анодной массы (ЦАМ). Для производства анодной массы и подштыревой анодной массы используются каменноугольный пек и нефтяной кокс. Служит для формирования тела анода. Доставка в корпус и загрузка анодной массы в аноды электролизёров осуществляется с помощью машины по загрузке анодной массы (МЗАМ) по графику. Подштыревая анодная масса загружается в специальные бункера и при помощи штыревого крана подается в лунку под штырь при его перестановке. Применяется для заполнения подштыревой лунки при перестановке штырей.

       Фтористый алюминий из приемных силосов склада глинозёма второго и третьего производства и прикорпусного силоса №5 первого производства доставляется на электролизёр напольной техникой (МРГ, МРГ–В, МЗГ, МЗГВ) через бункера АПГ. Применяется для корректировки состава электролита.

       Фтористый кальций доставляется в мягких специализированных контейнерах и загружается в электролизёр вручную.

       Угольная пена, образующаяся в результате электролиза, собирается в специализированную тару и вывозится на участок производства фтористых солей и пылеулавливания для переработки. В результате переработки образуются флотационный криолит и хвосты флотации. Флотационный криолит доставляется в корпуса электролиза, хвосты флотации на шламовые поля для дальнейшей переработки.

       Флотационный криолит получается методом флотации угольной пены на участке производства фтористых солей и пылеулавливания (УПФСиПУ). Применяется для наплавления уровня электролита, восполнения потерь электролита со снятой угольной пеной. Транспортировка в корпуса осуществляется с помощью машины по разгрузке глинозёма (МРГН) или автотранспортом (мульдами разгружается в специально оборудованные лари). Отдается в электролизёр вручную или с помощью МРГН;

       Сода кальцинированная транспортируется на завод железнодорожным транспортом, хранится на складе, в корпус завозится в необходимом количестве для пуска электролизёров и корректировки состава электролита

       Фторсодержащее сырьё, образующееся при капитальном ремонте электролизёра (пушонка, сухая выбойка) подлежит возвращению в производство для подготовки электролита.

       Шест гасильный транспортируется на завод автомобильным транспортом, в корпус завозится по заявке. Применяется для гашения анодных эффектов.

       Перестановка штырей осуществляется с помощью электромостового штыревого крана. Штыри после извлечения из тела анода доставляются на участок «ШЛИК», На участке «ШЛИК» штыри проходят очистку дробеметной установкой от окалины и доставляются обратно в корпус для установки в аноды.

       Образующийся в процессе электролиза жидкий алюминий периодически выливается, тем самым в электролизёре поддерживается необходимый уровень металла, установленный технологическими регламентами. Произведенный металл выливается из электролизёров с помощью вакуум–ковша и доставляется в литейное отделение для переработки. Из литейного отделения готовая продукция отгружается потребителям.

       В результате процесса производства алюминия–сырца образуются отходы: АL–«козлы», пушонка, сметки. Переплавка алюминиевых «козлов» на действующих электролизерах запрещена. Алюминиевые «козлы» поступают на переработку в литейное производство, где они переплавляются в газопламенной печи, или на специализированном предприятии. Сметки (глинозём и оборотный электролит, собранный с нулевой отметки и шинных каналов корпусов электролиза) проходят стадию просеивания и возвращаются в производство, с последующей переплавкой на действующих электролизерах. Пушонка переплавляется в корпусах электролиза на электролизерах с соблюдением требований безопасности.