Токсикологическая оценка основных видов сырья 9 страница
— возможность промышленной утилизации кислорода;
— резкое уменьшение отходящих газов и возгонов.
В настоящее же время можно лишь воздействовать на состав анодных газов с целью сократить содержание в них оксида углерода. Эта задача может быть решена двумя способами: внедрением мер, обеспечивающих повышение выхода по току (автоматическое регулирование междуполюсного расстояния 
и концентрации 
в электролите; оптимальная
конструкция ошиновки, минимизирующая вредное влияние магнитных полей; снижение температуры процесса и 
и улучшением сгорания СО на выходе из электролизера (гер- метизация колоколов; нормальная работа горелок и "огоньков"; ликвидация протеков анодной массы и 
Внедрение пере- численных мер позволило снизить содержание СО в отходящих газах на передовых зарубежных заводах до 
Выделение фтористых соединений. В течение последних лет проведено много исследований, направленных на понимание механизмов, влияющих на переход фтора в газовую фазу в виде пыли фтористых солей, фтористого водорода (HF), 
кремния 
и 
Переход фтора
в газовую фазу происходит из-за: испарения электролита; захвата капелек электролита анодными газами; образования фторидов алюминия во время "вспышек"; разложения фторида алюминия парами воды и уноса фтористых солей при их загрузке на 
практике обычно оперируют размером суммарных потерь фтора, отнесенных к 1 т алюминия, но борьба с потерями фтора требует оценки механизма потерь.
|
|
|
Роль указанных факторов может изменяться в зависимости от конструкции электролизера и технологических приемов его обслуживания. Ниже приводятся средние данные [21] для электролизера на силу тока 170 
Потери
с испарением электролита 41,0
с 2,5
|
 |
Как видно, основные потери фтора (60
вызваны гидро- лизом фтористого алюминия с водой по реакции
причем, согласно [14], протеканием реакций 
с 
и вполне можно пренебречь.
Влажность глинозема определяется:
— гигроскопической влагой, которая удаляется при подсуш- ке глинозема при повышенной температуре;
— 
структурной влагой, количество которой зависит от глубины его прокалки, о чем принято судить по содержанию в глиноземе 
и величине потерь при прокаливании 
Зарубежный глинозем имеет широкий диапазон глубины прокалки от 0 до 94 % и ппп — от 0,14 до 2,00 а отечественный глинозем содержит от 23 до 50 а ппп составляют от 0,2 до 0,5
|
|
|
С точки зрения образования фтористых соединений пред- почтительнее применять глинозем с высокой степенью про- калки, но такой глинозем хуже растворяется в электролите, что при обработке корки электролита приводит к образованию глиноземистых осадков на подине. Несомненно, что любой (особенно взятый из запасных бункеров) глинозем перед пог- ружением в электролит должен быть тщательно просушен на корке в течение длительного времени, так как он гигроскопичен. Следует иметь в виду, что при нахождении в глиноземе 0,1 % влаги образуется до 4 кг газообразного фтора на 1 т
Содержание водорода в аноде зависит от степени его прокалки, т.е. от количества оставшихся в аноде углеводородов, внесенных в него с пеком, и составляет менее 1 
Меньше водорода в обожженных анодах и больше всего на анодах с ВТ. В заводских условиях воздействовать на снижение потерь фтора по этой причине практически невозможно.
Количество влаги в воздухе зависит от метеорологических условий, а снизить потери фтора гидролизом с атмосферной влагой можно лишь одним путем — уменьшить площадь и время контакта открытой поверхности электролита с воздухом. Это может быть достигнуто применением автоматизированной за- грузки глинозема, снижением частоты и длительности анодных
|
|
|
эффектов, ускорением операции по перестановке анодов и выпивке металла.
учетом всех этих факторов 
[14] получил уравнение для расчета потерь фтора в виде фтористого водорода (кг 
для различных значений отношения. Результаты расчетов при содержании в глиноземе 2,8 
водорода в аноде 0,093 % и температуре электролита 959 °С представлены на рис. 
Там же штриховой линией приведены размеры потерь фтора, полученные по данным компании "ALCOA". На этом рисунке значения криолитового отношения указаны в массовых единицах в отличие от принятого в России молярного отношения. 
табл. 5.1 приведены данные для перевода [15] молярных отношений в массовые, и 
фтора испарением (они составляют около 40 % от всех потерь) зависят от физико-химических свойств электроли- та — его вязкости, температуры, криолитового отношения, содержания добавок и 
|
|
|
Известно 
что увеличением температуры электролита его вязкость снижается что способствует электролита в отходящие газы или непосредственно в атмосферу при открытом
многочисленных исследований показали, что главной составляющей пара над расплавом является
натрия 
и частично —
Обнаружено, что при температуре электролиза и в отсутствие
Рис. 5.1. Выделения фтора при различ- ной концентрации 
и разном
отношении электролита.
Рис. 5.2. Зависи- мость вяз- кости криолита
фтористого натрия (2) и электролита 
от температуры.
влаги около 90 % соединений над жидкой смесью 
близки по составу к 
натрия не
 |
стабилен в твердом состоянии и разлагается по реакции
В присутствии паров воды фторид алюминия быстро по реакции
В действующем электролизере суммарное количество выде- лений СО и 
постоянно, и поэтому, полагая уровень газов 
одинаковым, потери
фтора испарением должны быть пропорциональны давлению
Т а б л и ц а 5 1
отношения в системе 
- 
| Общее содержание |
| Избыток | |||
| мол. % | % | мол. % | % | мол. % | % |
| 22,0 |
| 3,55 | 1,77 | ||
| 40,1 | 3,00 | 1,50 | 0 | 0 |
| 26,0 | 41,3 |
| 1,42 | 5,13 | 2,17 |
| 27,0 | 42,5 | 2,70 | 1,35 | 9,88 | 4,17 |
|
| 2,57 | 1,29 | 14,29 | 6,33 |
| 29,0 | 45,0 | 2,45 | 1,22 | 18,39 | 8,33 |
| 30,0 | 46,2 | 2,33 | 1,17 | 22,22 | 10,33 |
отношение
Рис. 5.3. Упругость паров над расплавом 
в зависимости от отношения и температуры расплава.
насыщенных паров и зависеть от температуры и состава электролита. Рис. 5.3 иллюстрирует влияние криолитового от- ношения (КО) и температуры на упругость паров над расплавом 
Из этих данных видно, что паров, а следовательно, и потери фтора снижаются с увеличением КО и повышаются с ростом температуры. С повышением концен- трации глинозема и добавок 
в электролите давление паров и потери фтора а при увеличении температуры перегрева электролита над его температурой плавления — возрастают.
Образование фторидов углерода 
и 
как указано
выше, происходит во время анодного эффекта, поэтому основ- ной путь минимизации потерь — снижение частоты и длитель- ности вспышек.
В связи с небольшим содержанием кремния в электролите образованием можно пренебречь при рассмотрении баланса
фтористых
Выделение В работе [23] приведен баланс серы для
электролизеров различных типов, из которого следует, что основными статьями прихода серы являются: материал анода 
глинозем 
фтористые соли 
Расходная часть баланса показывает, что подавляющая часть серы удаляется из электролизера в виде газов и отрабо- танной футеровки; в вылитый металл переходит лишь 
% и в пену — 
Распределение серы в алюминиевом производстве, по данным [24], следующее. В глиноземе среднее содержание серы не превышает 0,02 
в анодной массе — от 0,3 до 1,0 
при этом на большинстве заводов оно не более 0,8 
В электролите среднее содержание серы составляет 
В свежем криолите и фтористом алюминии ее
не более 
Таким образом, основной источник попа- дания серы в процесс электролиза — материал анода.
В связи с крайне ограниченными ресурсами для производ- ства кокса с низким содержанием серы и вовлечением в переработку все большего количества сернистой нефти, не следует ожидать снижения содержания серы в нефтяном кок- се — основном виде сырья для производства анодной массы и обожженных анодов. Поэтому для снижения выбросов серы в атмосферу придется и впредь использовать и совершенствовать установки для ее улавливания.
5.2. Выделение твердых веществ
Применяемые на большинстве заводов России электролизеры с самообжигающимися анодами 
являются источником выделения пены и смолистых веществ, которые конденсируясь превращаются в твердые вещества.
Выделение смолистых веществ. Самообжигающиеся аноды состоят из частиц электродного (пекового или нефтяного) кокса и связующего эти частицы вещества, в качестве которого используется каменноугольный пек. По мере перемещения вниз, в зону высоких пек проходит ряд превра- щений; находящиеся в нем летучие вещества под действием температуры превращаются в газ и в основном улетучиваются из анода, а оставшаяся часть пека коксуется, образуя так называемый кокс из связующего в отличие от электродного кокса-наполнителя.
Дата добавления: 2022-01-22; просмотров: 17; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!