Поиск и анализ актуальной научно-технической литературы по теме «Расход сырья при электролизе алюминия».

Введение
Электролитическое производство алюминия характеризуется по-треблением материалов - глинозема и фтористых солей, углерода и элек-троэнергии, необходимой для разложения глинозема и для поддержания теплового баланса. Основные затраты (47%) в производстве металличе-ского алюминия приходятся на материалы, среди которых первое место занимает глинозем 30%, и электроэнергия 33%; на углерод приходится 15-17%.
Снизить себестоимость алюминия можно, прежде всего путем уменьшения потерь сырья и электрической энергии. На расход глинозема в значительной степени влияет также фазовый состав глинозема и его крупность. Отсутствие в глиноземе влаги, натрия и окислов кремния уменьшает расход фтористых солей. Так, сокращение расхода фтористых солей возможно при поддержании более низкой температуры электролита, уменьшении числа и продолжительности анодных эффектов путем регене-рации электролита из демонтированной угольной футеровки и улавлива-ния фтористых соединений из отходящих анодных газов.
Публикации исследований в области повышения эффективности производства и качества глинозема, а также и уменьшения его стоимости приведены в разделе 1.
Модернизация алюминиевого производства привела к перераспреде-лению потерь фтора, и в настоящее время основные его потери происходят с твердыми фторсодержащими отходами. Предложены пути переработки отходов и увеличения коэффициента полезного использования фтористых соединений. Публикации по фтористым солям приведены в разделе 2.
На основании эксплуатационным данным определены величина и структура потерь и отходов углеродистого сырья в технологическом про-цессе его переработки и использования, Они складываются из потерь, ко-торые возникают на стадии производства анодной массы или анодных блоков и потерь (отходов), которые возникают при процессе электролиза, за минусом той части, которая возвращается в производственный процесс. Анализ научно-технической литературы приведен в разделе 3.
Удельный расход электроэнергии (W) является функцией напряже-ния и
выхода по току (ƞ) действующего электролизера. Расход электроэнергии определяет уровень и эффективность технологии, технико-экономические показатели (ТЭП) производства алюминия, поэтому к ним предъявляются повышенные требования, предпринимаются попытки постоянного усовер-шенствования конструкций электролизеров и технологий процесса для по-вышения выхода по току и снижению энергопотребления. В соответствии с дорожной картой на ближайшую перспективу предполагается снизить энергопотребление на производство алюминия ниже 13 кВт·ч на/кг, а дол-госрочные цели определили достижение этого показателя в 11 кВт·ч. Ак-туальными остаются вопросы повышения энергоэффективности посред-ством снижения рабочего напряжения, а также сокращения объемов ути-лизации отработанной футеровки с использованием современных и техно-логичных футеровочных материалов.
Научно-техническая литература по разработкам, связанным со сни-жением энергозатрат на производство алюминия приведена в разделе 3.
Вовлечение во вторичную переработку отходов электролитического производства алюминия положительно влияет на технико-экономические показатели производства. Переработка и утилизация отходов производ-ства повышает эффективность электрометаллургии алюминия, снижает расходы на складирование и хранение отходов, повышает экологичность производства.

1.Расход глинозема
В основу нормирования расхода товарного глинозема положены ре-зультаты балансов глинозема, составленных для алюминиевых заводов РусАла (БрАЗ, КрАЗ, НкАЗ, A3 ОКСА) за последние два года, а также для ИркАЗ СУАЛ.
Расход глинозема на электролитическое получение алюминия - Р опреляется формулой:


где
ДAL - фактическое содержание алюминия в алюминии-сырце, доли ед.; ДAL2O3 – фактическое содержание Al2O3 в глиноземе, доли ед.

1.1. Потери глинозема
Потери глинозема в атмосферу корпуса, в том числе при разгрузке в приемном складе и силосах, через фонарь, через дымовые трубы, при сборе глинозема в корпусах (отметка "0", полы и стенки корпуса). Эта часть безвозвратных потерь существенным образом зависит от количества мелких фракций (грансостава) в глиноземе [1].
Расчет потерь - П ведется по одной из формул:

где
x и x1 - содержание, соответственно, фракции - 40 мкм и 45 мкм в глиноземе, %
n - число регламентируемых обработок криолито-глиноземной корки в сутки;
k- частота анодных эффектов в сутки.
Потери глинозема в системе газоотсоса (пыль электрофильтров + шлам газоочистки).
Потери глинозема в системе газоотсоса составляют 7,6 кг/т Аl для за-водов (корпусов), оборудованных электролизерами с самообжигающими-ся анодами и двухступенчатой очисткой газов; для заводов (корпусов), оснащенных электролизерами с обожженными анодами и сухой очисткой газов эти потери приравниваются к 0.
Потери глинозема с хвостами флотации после переработки снятой угольной пены составляют:
0,4 кг/т Al для заводов (корпусов), оборудованных электролизерами с самообжигающимися анодами и двухступенчатой очисткой газов;
0,0 кг/т Al для заводов (корпусов), оснащенных электролизерами с обожженными анодами и сухой очисткой газов.
Потери глинозема с угольной футеровкой - 0,8 кг/т Al.
Все вышеперечисленные потери носят безвозвратный характер. Учи-тывая полный баланс, вышеупомянутая методика рекомендует для расчета расхода глинозема при производстве алюминия-сырца придерживаться следующих зависимостей:
Исходя из статистики изменения качества глинозема и алюминия-сырца в течение квартала на алюминиевых заводах "РУСАЛ" диапазон ти-пичных изменений параметров получали возможные колебания расхода глинозема от расчетного от 8 кг/т Al до 5 кг/т Al в зависимости от числа (n) регламентируемых обработок корки в сутки (от 9 до 1). В среднем диапа-зон колебаний расхода глинозема от расчетного составляет 7 кг/т AI.

1.2 Анализ научно-технической литературы