автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Обоснование ресурсосбережения в технологии производства алюминия в высокоамперных электролизерах с обожженными анодами

На правах рукописи БАЖИН Владимир Юрьевич

ОБОСНОВАНИЕ РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЯ В ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЯ В ВЫСОКОАМПЕРНЫХ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРАХ С ОБОЖЖЕННЫМИ АНОДАМИ

Специальность 05.16.02 - Металлургия черных, цветных

и редких металлов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

2 6 дпр гт

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2012

005019687

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном горном университете.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор, Санкт-Петербургский государственный горный университет, профессор кафедры печных технологий и переработки энергоносителей

доктор технических наук, профессор, техническая дирекция ОК РУСАЛ, менеджер

доктор химических наук, профессор, Уральский федеральный университет им. Б.Н.Бльцина, заведующий кафедрой металлургии легких металлов

Ведущая организация - Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения РАН.

Защита состоится 30 мая 2012 г. в 14 ч ЗОмин на заседании диссертационного совета Д 212.224.03 при Санкт-Петербургском государственном горном университете по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2, ауд. 3316.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного университета.

Автореферат разослан 10 апреля 2012 г.

Утков Владимир Афанасьевич

Крюковский Василий Андреевич

Лебедев Владимир Александрович

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ

диссертационного совета д-р техн. наук

БРИЧКИН В.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. В настоящее время в проектах новых заводов по производству первичного алюминия сохраняется устойчивая тенденция использования в качестве основного агрегата - электролизера с предварительно обожженными анодами (OA). Проработка альтернативных способов, отличных от традиционной технологии Эру-Холла, не дает обнадеживающих результатов. Обеспечение ресурсосберегающего производства первичного алюминия на сверхмощных электролизерах (силой тока более 300 кА) во всем многообразии условий ведения технологии является одной из актуальных проблем развитая алюминиевой промышленности.

Дтя повышения экологической безопасности предприятий необходимо решение вопросов, связанных с уменьшением выбросов перфторуглеродов за счет снижения количества анодных эффектов, а также внедрение технологий по переработке отходов футеровки катодного устройства электролизеров.

Исследования по теории и технологии электролитического получения алюминия представлены в трудах российских и зарубежных ученых: ПЛ. Федотьева, Ю.В. Баймакова, М.М. Ветюкова, A.A. Костюкова, A.M. Цыплакова, И.П. Гупало, Ю.В. Борисоглебского H.A. Калужского, П.В.Полякова, В.М. Сизякова, Г.В. Галевского,' М.Я. Минциса, В.А. Крюковского, A. Tabereaux, W. Haupin, J Thonstad,' H. Kvande, К. Gijotheim, B.J. Welch, H. Oye, G. Holmes.

Анализ современного состояния изученности проблемы показывает, что недостаточно выполнены системные исследования по оценке значимости основных технико-экономических показателей для высокоамперных электролизеров, поскольку на предприятиях России технологию, которая бы соответствовала мировым стандартам алюминиевой промышленности, начали внедрять только с 2003 года.

На сверхмощных электролизерах с обожженными анодами отечественных конструкций С-255, РА-300, РА-400, ОА-ЗООМ, достигнуты показатели выхода по току 93,5-94,0% при расходе электроэнергии 13300-13500 кВтч/т. Аналогичные зарубежные модели электролизеров (АР-35, SY-350, DX-350, NEUI-500) имеют выход по току 95,0% и расход электроэнергии 12200-13000 кВт ч/т при более низких значениях расхода сырья и материалов.

Исследование выполнено в рамках отраслевых программ и входит в перечень важнейших инновационных и научно-исследовательских разработок в соответствии со «Стратегией развита металлургической промышленное™ Российской Федерации в срок до 2015 года» утвержденной приказом Минпромэнерго России от 29 мая 2007 г №177 Работа выполнена в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры Гнодажной России» на 2009-2013 годы по Государственным

контрактам № П1187 и № 16.740.11.0507..

Актуальной проблемой алюминиевои промышленности в России и за рубежом является разработка технологии и способов конструирования электролизеров с высокой амперной нагрузкой на основе современных представлений тепло- и массопереноса в криолит-глиноземных расплавах с низким криолитовым отношением (КО), с применением методов математического моделирования магнитных полей, при использовании высокоуправляемых систем автоматизированного питания глиноземом (АПГ) для работы электролизеров с максимальными технико-экономическими показателями (ТЭП).

Цель работы. Научное обоснование и разработка технологических и технических решений, обеспечивающих снижение материальных и энергетических затрат в производстве алюминия в высокоамперных электролизерах.

Идея работы. Рациональное ресурсосбережение для сверхмощных электролизеров достигается при высоких скоростях растворения глинозема и его смесей в кислых электролитах, высоком уровне контроля технологических параметров с помощью рабочих органов системы питания, уменьшении влияния магнитного поля на металл и рециклинге катодной футеровки.

Задачи исследования:

- выбор приоритетных направлений ресурсосбережения для

высокоамперных электролизеров;

- разработка алгоритмов питания электролизеров глиноземом, фторидами и смесями для снижения их удельного расхода;

-обоснование граничных значений основных технологических параметров для мониторинга процесса при помощи рабочих органов автоматизированной системы питания глиноземом;

4

- изучение кинетики взаимодействия фторидных соединений и глинозема в межэлектродном пространстве в изменяющихся магнитодинамических условиях;

- разработка рациональной магншодинамической модели сверхмощного электролизера;

- разработка технических решений для устойчивой эксплуатации катодного устройства мощного электролизера;

- разработка технологии переработки твердых техногенных отходов катодной футеровки.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Снижение потерь металлургического глинозема на 1015 кг/т А1 и повышение скорости его растворения на 15% достигается дискретной подачей глинозема и фторидов в электролит при контроле и управлении технологическим процессом с помощью рабочих органов автоматизированных систем питания сверхмощного электролизера.

2. Физико-химические свойства электролита и состав ионных комплексов стабилизируются при минимальном уровне концентрации глинозема 1,8-2,5% и криолитовом отношении, равном 2,25-2,35, в сочетании с содержанием добавок фторидов кальция и магния 5,5-6,5%, что уменьшает их удельный расход и снижает негативное экологическое воздействие на окружающую среду.

3. Магнитодинамическая стабильность высокоамперных электролизеров достигается уменьшением влияния Вх - продольной горизонтальной и Вг - вертикальной компонент индукции магнитного поля на 5-15 Гс и обеспечивает снижение удельного расхода электроэнергии на 150-200 кВт-ч/тА1 и увеличение выхода по току на 0,7 % при использовании асимметричной серийной ошиновки с эквипотенциальными узлами.

4. Снижение удельного расхода фторидов алюминия и кальция на 10-15% обеспечивается при реализации технических решений по повышению стойкости материалов катодного устройства и пирометаллургической перерабогке техногенных отходов отработанной футеровки в реверсивных барабанных печах с использованием катализаторов и регулированием подачи кислорода.

Научная новизна работы:

- экспериментально доказано, что при доставке глинозема в электролит на всех участках транспортирования происходит ухудшение его свойств, которое связано с увеличением содержания гшшозешюи пыли (>15% фракции «-45 мкм») и адсорбированной влаги >1,0/о,

- установлены зависимости кинетики растворения глинозема в кислых электролитах в условиях повышенной динамики расплава высокоамперного электролиза 12-18 см/с и отделен допуспшыи минимальный уровень содержания глинозема 1,8-2,5 /о;

_ обоснованы принципы диагностики технологического состояния мощного электролизера и разработаны компьютерные программы для управления процессом по граничным условиям Г^шрГепГ^мпература электролита 948-955Т, кр™ое отношение 2,25-2,35, уровень металла 18-20 см и электролита 20-22 см) (свидетельства протрамм для ЭВМ №2011615779 и №2007611221),

- экспериментально доказано, что в условиях высокоалшерного электролиза при максимальной скорости электролита 20-24 см/с

температура перегрева расплава уменьшается на 5-8 С,

- экспериментально установлены рациональные значения координационных чисел оксифггоридных комплексов (АДОв и А^Ь ) в шшдом слое при изучении скорости растворения А1203 от величины криолигового отношения в различных динамических условиях;

- экспериментально определен состав расплава при послойном исследовании электролита (патент РФ №2010134131) и Уловлено соответствие концентрационных полей растворенного глинозема профилю горизонтальных магаюных полей по Ву - направляющей для

высокоамперного электролизера, ^^

- изучена диффузионная природа лимитирующеи стадии образования ионных трупп АИч , Г, АШ63" на гратце <<металл-электролит» при переизбытке фторида алюминия № (12-15/о) и повышенном содержании фторида кальция СаЬ2 (5>М /о), _

- определены факторы, лимитирующие влияние магниго-динамических процессов на катодный металл в условиях повышенной

амперной нагрузки;

- установлен механизм физико-химических процессов во время

эксплуатации катодной футеровки высокоамперного электролизера.

Практическая значимость и реализация работы:

- внедрена система оптимизации автоматизированного питания АГТГ фирмы Bosch Rexroth на алюминиевом заводе Cubai (Швеция). Разработан и внедрен алгоритм питания электролизеров глиноземом, смесями фторидов и глиноземом газоочисток;

- разработана технология «без анодных эффектов» на ОАО «Красноярский алюминиевый завод» в 9 и 10 корпусах электролиза, обеспечившая снижение коэффициента анодных эффектов до 0,08 шт./сут., а также уменьшение выбросов перфторуглеродов на 30%;

- реализовано в производстве управление мощными электролизерами с помощью интегрированных систем автоматического питания, осуществляющих мониторинг технологических параметров через изолированный питатель;

- асимметричная ошиновка принята к эксплуатации в корпусах с электролизерами РА-300Б Богучанского алюминиевого завода (Красноярский край);

- разработана и опробована технология пирометаллургической переработки твердых отходов катодной футеровки электролизеров.

Экономический эффект от внедрения результатов диссертационной работы для алюминиевого завода мощностью 500 тыс.т AI в год составляет 106 млн. руб. Выход по току составляет 94,5-95,0 %, количество пылевыбросов сокращается на 12-15%, срок службы электролизеров увеличивается на 450-500 дней.

Полученные теоретические и экспериментальные результаты работы используются в учебном процессе в СПГГУ при чтении дисциплин «Металлургия легких металлов», специального курса «Металлургия алюминия», а также при написании учебных пособий.

Личный вклад автора заключается в научном обобщении результатов исследований и практической эксплуатации электролизеров большой мощности для производства алюминия. Автором сформулированы цели и задачи, определяющие направления развития ресурсосберегающих технологий в производстве первичного алюминия. Выполнены теоретические и экспериментальные исследования, получены положительные результаты опытно-промышленных испытаний, которые отражены в публикациях научных изданий и докладах на международных конгрессах и конференциях.

Методика исследований. В работе использованы современные методы химических и физико-химических анализов: спектральный, рентгенофазовый (РФА), рентгеноспектральный (РСА), дифференциально-термический анализ (ДГА), фракционный, спектрофотометрический, электронной и инфракрасной спектроскопии. Для теоретических обобщений использовались современные методы статистического и математического анализа при помощи компьютерных программ Statistica,MathCAD, MATLAB.

Изучение гранулометрического состава проведено при помощи лазерного анализатора Horiba LA-950 (Япония). Структурное исследование осуществлялось методами растровой электронной микроскопии и рентгеновского микроанализа на растровом электронном микроскопе JSM-6460 LV (JEOL, Япония) с аналитической приставкой INCA (Oxford, Великобритания). Определение элементного и фазового составов образцов расплава проводилось на дифракгомстре ДИФРЕИ-402 (ЗАО «Научные приборы» (г. Санкт-Петербург)) и на автоматизированном рентгеновском дифракгомстре Shimadzu XRD-6000 (Япония), с использованием информационно-поисковой системы рентгенофазовой идентификации материалов в СФУ (г. Красноярск). Содержание растворимых фторидов и цианидов в твердом остатке анализировали через ICS измерения, а отходящие газы с помощью масс-спекгрометра Pfieffer Vacuum Termostar GSD301T3 (Германия).

Экспериментальные исследования выполнялись на лабораторном электролизере кафедры Металлургии цветных металлов СПГГУ, а также в опытно-промышленном масштабе на высокоамперных электролизерах ОК РУСАЛ (ОА-ЗООМ1, РА-300).

Достоверность научных исследований, выводов и рекомендаций подтверждается соответствием полученных результатов теории и практики высокоамперного электролиза алюминия. Применение высокотехнологичного аналитического оборудования, современных методов исследования и обработки статических данных с применением стандартных и специальных программных пакетов обеспечило внедрение ресурсосберегающих технологий в проекте «Строительство Богучанского алюминиевого завода». Результаты исследований использованы в рекомендациях для применения на предприятиях по производству первичного алюминия ОК РУСАЛ.

Результаты диссертации в полной мере освещены в 49 печатных работах, из них 1 монография, 16 статей в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки России, 5 патентов и 2 свидетельства на компьютерную программу, 7 статей и 18 тезисов докладов.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на конференциях: Международная научно-практическая конференция «Составляющие научно-технического прогресса». 22-23 апреля 2005 г., г. Тамбов; Ежегодная Международная конференция огнеупорщиков и металлургов. 15-16 марта 2007 г., г. Москва; X МНПК «Экономика, экология и общество России в 21-м столетии». 20-22 мая 2008 г. СПб.; 58 Berg- und Hüttenmännischer Tag. Innovation in Geoscience, Geoengineering and Metallurgy. Technische Universität Bergakademie Freiberg. Freiberger Forschungshefte. 2010; I Международный научно-технический конгресс «Энергетика в глобальном мире». 12-15 июня 2010 г., г. Красноярск; П и Ш Международный конгресс «Цветные металлы -2010». 2-5 сентября. 2010 г., г. Красноярск; Международная научно-практическая конференция «ТЕХГОРМЕТ-21 век». 11-12 ноября 2010 г., Санкт-Петербург; Всероссийская научно-практическая конференция «Перспективы развития технологии переработки углеводородных, растительных и минеральных ресурсов» 21-22 апреля 2011 г., г.Иркутск; V Международная научно-практическая конференция «Перспективы применения инновационных технологий» 13-15 октября 2011г., Таджикистан; Международная научно-практическая конференция «XL НЕДЕЛЯ НАУКИ СПбГПУ». 24-26 ноября 2011 г., СПб.

Работа выполнена в рамках ведущей научной школы СПГГУ профессора В.М. Сизякова «Комплексная переработка сырья цветных, благородных и редких металлов».

Объем и структура. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, 4-х приложений, списка литературы из 259 наименований. Общий объем работы - 327 страниц, в том числе 48 таблиц, 104 рисунка.

Содержание работы

Во введении обоснованы актуальность и направление исследований, сформулирована цель и определены основные задачи. Выбраны приоритетные направления в обеспечении устойчивого

ресурсосберегающего функционирования высокоамперных

электролизеров.

В первой главе выполнен анализ изученности современного состояния проблемы и перспектив развития производства алюминия на электролизерах силой тока более 300 кА в России и за рубежом, рассмотрены принципы технологии и методы управления процессом высокоамперного электролиза, описаны объекты исследования, обоснован выбор параметров с целью повышения ТЭП.

Во второй главе рассматривается состояние и физико-химические свойства глинозема на различных стадиях его доставки к электролизеру. Анализируются результаты экспериментальных исследований концентрационных полей оксида алюминия в изменяющихся технологических условиях и режимах питания электролизера. В ходе исследования получены зависимости растворимости А1203 в кислых электролитах от электрических параметров. Обоснованы принципы работы электролизеров О А по технологии «без анодных эффектов» при текущем мониторинге параметров при помощи рабочих органов системы питания АПГ.

В третьей главе обоснован выбор рационального состава электролита для высокоамперных технологий электролиза, разработана методика и логистика корректировки криолитового отношения в зависимости от температуры и содержания фторидов, определены области метастабильности электролитов, пересыщенных фторидом алюминия. Исследованы процессы образования оксифторидных комплексов при высоких скоростях расплава.

В четвертой главе рассматривается влияние МГД-динамики на работу сверхмощного электролизера. Определены условия, снижающие В* - горизонтальную и Вг - вертикальную составляющие магнитного поля. Модифицировано уравнение Навье-Стокса для описания зависимости магнитодинамической стабильности от физико-химических свойств кислых электролитов в условиях повышенной динамики. Разработаны мероприятия по модернизации серийной ошиновки.

Пятая глава посвящена разработке технологии переработки и утилизации твердых техногенных отходов алюминиевого производства для повышения эффективности ресурсосбережения и снижения экологической нагрузки на производственные территории. Изучено влияния технологических параметров на срок службы электролизеров и стойкость футеровки.

Защищаемые положения диссертации

1. Снижение потерь металлургического глинозема на 1015 кг/т А1 и повышение скорости его растворения на 15% достигается дискретной подачей глинозема и фторидов в электролит при контроле и управлении технологическим процессом с помощью рабочих органов автоматизированных систем питания сверхмощного электролизера.

По статистическим данным расход глинозема на 1т А1 на российских предприятиях выше на 5-10 кг, чем на подобных производствах за рубежом. В ходе исследования выявлено, что во время транспортирования на глинозем оказывается воздействие, которое приводит к изменению его физико-химических свойств. Глинозем после доставки на корку электролита характеризуется менее развитой поверхностью, чем первичный глинозем и фторированный глинозем газоочисток. Ухудшение свойств глинозема связано с неудовлетворительной логистикой и качеством оборудования доставки сырья до расплава. Для понимания механизма потерь А1г03 изучались структуры частиц, определялся химический и гранулометрический состав образцов глинозема на всех стадиях транспортирования (рис. 1).

а-10,1 мим П :'9Л) "-ШМ

О'88.6 МММ

в-116,2 мим

ат.змкм а > I г>.') мим

Номер пробы

Рис. 1. Гранулометрический состав глинозема после транспортирования: 1 - глинозем в силосе, 2 ~ глинозем в бункере; 3 - глинозем с пылью из дозатора; 4 - фторированный глинозем газоочисток

Определение содержания элементов проводилось при помощи рентгенофлуоресцентной спектроскопии с использованием метода фундаментальных параметров (полуколичественного анализа). При изучении образцов выявлено, что потери глинозема связанны с истиранием, пылением во время доставки, а также с безвозвратными потерями во время выполнения технологических операций и при

разгерметизации электролизера. Система АПГ неудовлетворительно адаптируется при снижении качества глинозема во время транспортирования и сырье неэффективно растворяется в межэлектродном пространстве (МЭП), что приводит к образованию подовых осадков и увеличению частоты анодных эффектов (АЭ). Глинозем газоочисток характеризуется минимальным содержанием мелкой фракции и повышенным содержанием примесей, при этом содержание крупной фракции +152,5мкм значительно ниже, чем в исходном состоянии. Микроструктурные исследования частиц фторированного глинозема свидетельствуют о процессах хемосорбции глиноземной пыли, а при агломерировании А120з тетрафторалюминатом натрия происходит увеличение удельной площади поверхности частиц.

Изучение проб глинозема на различных участках транспортирования, подтверждает, что в пробах присутствует большое количество мелкой фракции. Этот фактор является причиной ухудшения текучести глинозема и нестабильной работы систем питания АПГ. В работе даны рекомендации по повышению эффективности транспортирования и подачи глинозема в электролит.

Увеличение амперной нагрузки электролизера требует раздельной оценки влияния газо-гидродинамической и магнитодинамической составляющих конвекции, которые определяют концентрационное поле в МЭП по различным направлениям (рис. 2,3).

Но\кр ¡»до Уровень мемяолига., см

■ гтчнсвем

-ш м^./Н -КО — (яучнистшйглммоэе*

Рж.2. РаяредакиигА1АиКОш Еи^3.йаредз1гииеА1Аш>рошю

горшсгаалыюйшажосш ачааршит электролита

Послойный отбор проб электролита проводился при помощи специального пробоотборника (патент РФ №2010134131) в условиях действующего производства на электролизерах ОА-ЗООМ1 Уральского

алюминиевого завода. Установлено, что распределение концентрации глинозема в межэлектродном пространстве повторяет вид векторов скоростей и контуры магнитного поля по поперечной горизонтальной Ву - направляющей. В местах наиболее интенсивного течения расплава концентрация глинозема усредняется равномерно.

Сложность и трудоемкость исследований динамики расплава на промышленных электролизерах ведут к разработке более современного экономичного метода исследований - контроля содержания глинозема в МЭИ при непрерывном мониторинге электрических параметров. Суть запатентованного метода состоит в параллельной идентификации содержания глинозема в объеме электролита с зафиксированным уровнем «шумов» на АСУТП. Контроль процесса растворения наиболее эффективно проводить по отклонению приведенного напряжения на анодах, находящихся в районе питателей АПГ, где магнитное поле и динамика расплава минимальны, что позволяет более качественно идентифицировать шумы, связанные с изменением концентрационного поля.

Данные расчетов удовлетворительно согласуются со значениями скорости течения электролита в МЭП в местах наиболее интенсивного течения расплава в каналах между анодами и между рядами анодов. Максимальные значения концентрации 4,2-4,8 % зафиксированы в центральной зоне, а минимальные - в периферийной части и в анодном слое. Минимальная концентрация глинозема в прианодном слое 0,9-1,3%, что соответствует наступающему анодному эффекту. Высокая концентрация глинозема в остальных зонах МЭП подтверждается идентифицированным «скриншотом» АСУТП. Отклонение компенсируется подачей в эту точку питания чистого глинозема «песочного» типа. Этот факт является решающим при аргументации дискретного питания ванн глиноземом через АПГ и основополагающим для всех алгоритмов.

Период нестабильности работы электролизера особенно проявляется при увеличении частоты анодных эффектов и образовании глиноземистых осадков в районе питателей. Работа электролизера «без анодного эффекта» основана на мониторинге

текущего технологического состояния электролизера и частоты отклонения приведенного напряжения в период недопитки.

На нестабильность процесса электролиза влияет то, что не все основные технологические параметры контролируются постоянно. Впервые предлагается управлять процессом по четким граничным значениям основных параметров при помощи специального изолированного питателя системы АПГ.

После преобразования полученных данных от АСУТП подается импульс на дискретное питание электролизера глиноземом и фторидами по алгоритму с учетом рациональных граничных значений (табл. 1).

Таблица 1

Граничные значения основных параметров электролиза

Параметр Граничные условия Техническое решение

Температура 950-955°С Термодатчики

Криолитовое отношение 2,25-2,35 По электропроводности

Уровень электролита 18-22 см По импульсу тока

Уровень металла 17-20 см По касанию пробойника

Алгоритм построения и функционирования диагностической системы через интегрированную систему АПГ использует нейросетевую модель на базе блок-схемы для определения технологического состояния электролизера (рис. 4).

Мониторинг при помощи рабочих органов системы АПГ представляет собой алгоритм системного нейрокомпьютинга в диалоговом окне с помощью запатентованных программ NN СопШ+ и «Граничные условия» (свидетельства программ для ЭВМ №2007611221 и №2011615779). В качестве обучающей выборки нейронной сети предлагается использовать эмпирические данные и стандартные результаты замеров, полученные в результате наблюдения за ходом технологического процесса. Наибольшей эффективностью обладает комбинация вариантов, которая использует нейронную сеть для расчета диагностируемой ситуации, а обучающую выборку сети формирует в результате проведения многомерного ситуационного обзора и построения регрессионных уравнений.

Рис. 4. Блок-схема построения и функционирования системы диагностики

Рекомендации по ведению процесса для достижения требуемого результата включают следующие шаги:

на основании замеров определяются значения технологических показателей в текущий момент времени, одновременно с этим производятся измерения параметров, характеризующих текущее состояние Хтек;

- требования к выходящим параметрам (откликам) задаются по регламенту, и на их основании определяется требуемое состояние Хтр;

15

- вектор рекомендуемых изменений вычисляется по формуле ДХ=к(Ххр-Хт„), к<1, а множитель к определяет количество шагов изменения технологических параметров.

Нейронная модель технологического процесса реализована в виде трехслойного персептрона, содержащего 5 нейронов во входном слое, 9 нейронов-откликов в выходном слое и 25 нейронов в скрытом слое. Входные измеренные значения Хтек: температура электролита, уровень металла и электролита, значение КО, напряжение. Выходные параметры (отклики) Уп: концентрация глинозема, объем расплава, частота АЭ, межэлектродное расстояние, расход фторидов алюминия и кальция, расход глинозема, температура кожуха, уровень «шумов».

Алгоритм адаптации модели в диагностической системе заключается в обновлении данных, содержащихся в обучающей выборке, данными, поступающими через интегрированную систему АПГ, и повторном обучении сети в случае, если ошибка диагностики технологической ситуации недопустимо велика. После получения данных диагностики процесса электролиза система выдает рекомендации на управление через АСУТП.

Инерционность процесса идет по некоторым параметрам (составу электролита и концентрации глинозема). Впервые система АПГ перестает быть «черным ящиком» для АСУТП электролизера и управление электролизером переходит на новый уровень -появляется обратная связь, т.е. регулирование подачи сырья по клапанным дозаторам становится дискретным.

Диагностика технологических состояний используется разработанной системой для выработки рекомендаций по ведению технологического процесса с целью достижения требуемого качества мониторинга. Особенность таких рекомендаций заключается в расчете изменений параметров, которые должны реализовываться одновременно. Этот способ управления процессом электролиза отличается от широко применяемого контроля по нечетким множествам, которые часто приводят к тому, что устранение отклонения одной категории сопровождается ухудшением ситуации из-за возникновения ранее не наблюдавшихся показателей. Отклонение полученных результатов от требуемых значений качества не превысило 5-7%.

2. Физико-химические свойства электролита и состав ионных комплексов стабилизируются при минимальном уровне концентрации глинозема 1,8-2,5% и криолитовом отношении, равном 2,25-2,35, в сочетании с содержанием добавок фторидов кальция и магния 5,5-6,5%, что уменьшает их удельный расход и снижает негативное экологическое воздействие на окружающую среду.

Главным достоинством работы высокоамперных электролизеров с кислыми электролитами является снижение температуры ликвидуса, что позволяет вести процесс при низких температурах электролита 948-955°С. В кислых электролитах значительно уменьшается вероятность разряда на катоде ионов Ма+, и это благоприятно влияет на величину выхода по току. Следовательно, стабилизация криолитового отношения - одна из основных задач для повышения ресурсосберегающего производства алюминия.

При работе с переизбытком АШ3 в электролиге необходимо использовать «песочный» глинозем для решения проблемы улавливания фторидов из отходящих электролизных газов, а также для того, чтобы обеспечить его удовлетворительное растворение в электролите. При загрузке фторированного глинозема газоочисток в анодном слое электролита образуются различные виды оксифторидных комплексов (А10ХРУП~ и А12ОхРуп). Их структуры определяются концентрацией АЬОз, при этом именно величина КО влияет на величину анионных долей в этих расплавах. Изменяется и кинетика фторидных комплексов А1РХП" на границе «металл-электролит».

Во время экспериментов на лабораторном электролизере с «кислыми» электролитами в различных динамических условиях доказано, что если работать с концентрацией глинозема в расплаве в пределах 1,82,5 %, то можно упорядочить количество и состав образующихся оксифторидных комплексов (стабилизировать координационное число). При высоких значениях концентрации А1гОз (более 4,5 %) в за-эвтекгаческой области, образуются сетки алюминий-кислород ионов с включенными в них ионами фтора. Вязкость таких расплавов резко увеличивается особенно с уменьшением КО до 2,1, при этом отмечается преобладание фторидных комплексов над оксифторидными. Также определено, что в условиях повышенной динамики расплава (20-28 см/с) уменьшается температура перегрева электролита на 5-8 С (рис. 5).

Е

£ 925-----------------------

О 10 20 ЭО 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Скорость двмтен»» ысктролнта, см/с

о

Рис. 5. Зависимость температуры ликвидуса электролита от скорости его движения

Рис. 6. Зависимость температуры электролита при растворении фторированного глинозема

При частичной кристаллизации электролита на поверхности расплава происходит разрушение оксифторидных комплексов, криолит агломерируется отдельно от глинозема и образует твердый раствор, который переходит в настыль и осадок под питателем.

Снижение температуры от содержания фтора в глиноземе Ср.-] при повышении скорости движения электролита до 10 и 18 см/с (рис. 6) связано с более активным взаимодействием ионных групп электролита и фторированного глинозема.

Для гьл =18 см/с:

*>лт = 0,151-Ср?]+ 0,108, (1)

Коэффициент достоверной аппроксимации И2 = 0,968.

Для 1>эл = Ю см/с: иДт = 0,023-С2и- 0,03-Си+ 0,105, (2)

Коэффициент достоверной аппроксимации Я2 = 0,961.

Анализ проб электролита в различных точках МЭП выявил, что на высокоамперном электролизере постоянно происходят динамические изменения состава электролита, связанные с приходом в расплав чистого и фторированного глинозема.

При питании фторированным глиноземом криолитовое отношение выравнивается по всей высоте электролита. Отклонение составляет 0,15 единиц (от 2,20 до 2,35). Это связано с тем, что стабилизация концентрации глинозема и КО в заданных пределах приводит к уменьшению содержания натрия, а растворимость алюминия остается практически постоянной. Несмотря на малые значения растворимости алюминия и натрия в электролите, сильная циркуляция

расплава в сверхмощных алюминиевых электролизерах приводит к быстрому переносу катодных продуктов к аноду. Опыты в лабораторных условиях с синтезированными электролитами показали, что стабильность процесса в МЭП определяется активностью фторидов алюминия. При переизбытке фторида алюминия в межэлектродном пространстве, вероятно образование крупных однотипных гетерогенных комплексов. При стабилизации состава электролита ион AIFe3" диссоциирует ступенчато на ионы AHV и F (это подтверждает гипотезу предложенную J. Thonstad):

A1F63-3 AIF4+2F' (3)

AIF4- + 2e = AlF2' + 2F (4)

A1F2- + 2 e = AI + 2F" (5)

Так как комплексные ионы A1F63" и A1F4 в катодных процессах имеют динамическую природу, в условиях высоких скоростей расплава они, возникая в одном месте, распадаются в другом, образуя сольватную среду ионов F" вокруг ионов A1F+.

Растворимость натрия в электролите при температуре 955-960°С, концентрации глинозема 1,8-2,5% и скоростях расплава 12-18 см/с с ростом КО медленно повышается (табл. 2).

Таблица 2

Растворимость AI и Na в электролите и натрия в алюминии

Растворимость, % Криолитовое отношение

2 ДО 2,25 2,30 2,35 2,40 2,45 2,50 2,60

Na в электролите 0,061 0,062 0,063 0,064 0,066 0,069 0,088 0,104

AI в электролите 0,114 0,111 0,107 0,104 0,099 0,079 0,063 0,041

Na в AI 0,004 0,004 0,006 0,008 0,009 0,012 0,018 0,021

Активность натрия на порядок выше, чем субфторида алюминия в расплаве криолита и резко снижается с ростом концентрации АШз, в то время как активность АП7 возрастает. Из этого следует вывод: чтобы избежать снижение выхода по току на сверхмощном электролизере необходимо обеспечить динамическое равновесие распада комплексов с ионными группами А1Рб3 и АЖГ, а для этого криолитовое отношение необходимо стабилизировать в пределах 2,25-2,35.

Исследование синтезированных и промышленных проб электролита показало, что для снижения летучести электролита необходимо повышенное содержание добавок фторида кальция (5,56,5%), которые снижают температуру перегрева электролита за счет снижения упругости паров. При высоких скоростях расплава эти условия сохраняются для электролитов с избытком фторида алюминия. При этом необходимо контролировать значение фторида магния в электролите, поскольку он резко снижает температуру плавления электролита с образованием легколетучих соединений, особенно при понижении КО.

В результате пузырьковых эффектов, испарения влаги, гидролиза, нейтрализации Ка20 и СаО, образования перфторуглеродов во время АЭ изменяется баланс электролита по фтору, который динамично изменяет величину криолитового отношения и свойства электролита: температуру ликвидуса, электрическое сопротивление, вязкость, поверхностное натяжение. Статью баланса, связанную с количеством фторидов, испарившихся с открытой поверхности во время технологических операций, когда электролизер находится определенное время разгерметизированным (замена анодов, обработка, перетяжка), можно отнести к безвозвратным потерям. В связи с этим важной в части ресурсосбережения и снижения экологического воздействия является задача снижения этих потерь. Повышение амперной нагрузки вызывает изменение баланса по фтору в расходной части и увеличению роста содержания фторсодержащих веществ, поступающих в системы газоудаления (до 10-15 кг ¥/т А1), что приводит к повышению общего количества потерь фтора.

Расчеты баланса сводятся в общую схему потоков, которая служит инструментом для разработки алгоритмов питания электролизера фторированным глиноземом и добавками фторидов. В расчетном балансе по фтору для электролизеров РА-300Б (проект «Строительство БоАЗ») предполагается снижение расхода фторида алюминия до 18-20 кг/т А1 за счет стабилизации КО.

В настоящее время контроль КО осуществляется только при помощи рентгенофазового анализа отобранных образцов через 48 часов. В связи с этим электролизер длительное время работает с отклонением параметров от заданных значений, что приводит к снижению показателей эффективности. Оперативный контроль за

изменением КО электролита осуществляется по граничным значениям электрического сопротивления слоя электролита на заданном участке при помощи изолированного пробойника интегрированной системы АПГ. Значение КО функционально зависит от электропроводности электролита. Проведенные эксперименты позволили определить значение электропроводности (составить матрицу для КО), и получить зависимости в изменяющихся динамических условиях при скоростях электролита, близких к значениям промышленных условий.

С переходом на технологию работы с низким КО =2,25-2,35 остро встает вопрос о корректировке состава электролита фторидом алюминия в заданных пределах. Для этого необходимо контролировать расход А1Р3 через специальные силоса электролизера (АПФС) в соответствии с текущим мониторингом криолитового отношения через систему АСУТП.

Для улучшения контроля КО предложен алгоритм определения добавок, использующихся при стандартном обслуживании и корректировке. Определяется значение криолитового отношения с учетом срока службы электролизера, температуры и содержания натрия в алюминии. Электролизеры корректируются расчетным количеством фторидов для компенсации потерь за счет испарения и нейтрализации натрия. Это позволяет поддерживать алгоритм, используя логарифмическую зависимость между добавками фторидов и сроком службы электролизера. Так для электролизеров ОА (175М) предложено эмпирически выведенное уравнение:

Рдигз = 11,8291п(А) - 49.974, (6)

где Рдшз - доза фторида алюминия, кг; А - срок службы электролизера, дней.

Анализ полученных результатов показывает, что переход к кислым электролитам сопровождается увеличением упругости пара, уменьшением электропроводности и растворимости глинозема, поэтому необходимо управлять криолитовым отношением только в заданных пределах с учетом потерь с открытой поверхности электролита при обслуживании. Проведенные эксперименты в условиях повышенных скоростей движения расплава подтверждают, что максимальная эффективность процесса (выход по току 94,5-95,0 %) для высокоамперных электролизеров достигается в диапазоне КО = 2,25-2,35.

3. Магнитодинамическая стабильность высокоамперных электролизеров достигается уменьшением влияния В, - продольной горизонтальной и В* - вертикальной компонент индукции магнитного поля на 5-15 Гс и обеспечивает снижение удельного расхода электроэнергии на 150-200 кВт-ч/тА1 и увеличение выхода по току на 0,7 % при использовании асимметричной серийной ошиновки с эквипотенциальными узлами.

МГД-явления оказывают существенное влияние на энергетическую эффективность работы электролизера. Роль магнито- и гидродинамических процессов особенно резко возрастает с увеличением размеров и мощности электролизера. Изменение МГД-состояния электролизера связано с формой рабочего пространства ФРП, геометрией футеровки ванны и физико-химическими свойствами электролита.

С увеличением амперной нагрузки изменяется динамика движения металла и электролита, скорости которых определяются величинами индукции магнитного поля (Вх, Ву, Bz) и плотностью горизонтальных и вертикальных составляющих тока. В работе рассматриваются мероприятия по снижению вертикальной Bz и продольной составляющей Вх. Установка анодных стояков и модернизация анодной ошиновки на электролизерах OA максимально снижает влияние Ву - поперечной составляющей.

Для определения МГД-ситуации на высокоамперном электролизере потребовалось выполнить большое количество измерений распределения тока, индукции магнитного поля, формы границы раздела «металл-электролит», МГД-устойчивосга. Снижение влияние Вх- горизонтальной составляющей компенсируется технологическими мероприятиями по правилу Т.Селе, связанными с физико-химическими свойствами электролита (вязкость, плотность, поверхностное натяжение), за счет изменения концентрации глинозема и КО, а также стабилизации содержания добавок фторидов.

Движение расплава в поверхностном слое описывается и оценивается с помощью модифицированных двумерных уравнений Навье-Стокса по усредненным значениям компонент вдоль всей высоты слоя электролита (для и, v.f^fy,, f„).

Уравнения по трем компонентам могут быть выражены в виде одного векторного уравнения:

(?)

V = р + /¿Ду,

где V/ - компонента скорости расплава, а / - компоненты магнитных сил, вызванных воздействием поля и тока ^хВ) и сил сопротивления, возникающих в результате трения потока на границе «металл-электролит», V- динамическая вязкость, ар- плотность металла и электролита. Для дальнейшего расчета принимаем уравнение неразрывности по каждому направлению потока:

, ди д\> д\ч /о\

(ЦуУ =—+ — +— = 0, V»)

дх ду дг

В итоге нелинейная система уравнений Навье-Стокса для несжимаемой вязкой жидкости (металла и электролита) решается при помощи многоуровневого итерационного процесса с учетом его изменяющихся физико-химических свойств. При аппроксимации уравнений неразрывности используется дивергентная форма оператора, созданная при помощи синтеза уравнений Морье-Эванса, Панетескье, Бояревича.

(9)

При низких значениях КО, концентрациях АЬОз 1,8-2,5%, изменяется поверхностное натяжение, вязкость и плотность электролита. Значение плотности электролита определялось методом гидростатического взвешивания для того, чтобы рассчитать соответствующие значения компонент магнитных сил при изменении вязкости расплава на различных участках электролизной ванны, а также выявить зоны повышенных скоростей в каналах питания для рациональной подачи смесей и глинозема в электролит.

Послойный отбор проб электролита при помощи карбидокремниевых фильтров подтверждает наличие зон активации при трении слоев. В условиях высокоамперного электролиза за счет более сильного МГД-воздействия на слой металла возрастает скорость этого слоя и повышается значение горизонтальной магнитной индукции - В* с увеличением турбулентности расплава.

Металл при движении со скоростью и = 16-22 см/с увлекает за собой слои электролита. В направлении вертикальной магнитной составляющей - Вг возникают точки соприкосновения и разрушения пограничного слоя на границе «металл-электролит». Стабилизация температуры и криолитового отношения при регулировании содержания А1203 позволяет снизить влияние потока расплава на величину МЭП.

Снижение влияния Вх- горизонтальной также связано с компенсацией токовой нагрузки за счет технических мероприятий. Уровень МГД-нестабильности электролизера и ее ликвидация основаны на идентификации частоты колебаний рабочего напряжения (с уровнем шумов Д 17ш) в новых поколениях АСУТП. Для уменьшения асимметрии распределения индукции магнитного поля разработаны элементы общесерийной ошиновки с применением эквипотенциальных узлов в торцах корпусов, что позволяет существенно снизить Вх при поперечном расположении электролизеров с целью предотвращения развития МГД-нестабильности, возникновения коротких замыканий металла с анодами. Расположение катодных шин вне проекции анодного массива уменьшает в 2-3 раза вертикальную составляющую В г.

Измерения распределения тока по узлам ошиновки и индукции магнитного поля производились для идентификации с математическими моделями, выполненными при помощи компьютерных программ АШУв с целью доведения их при проектировании до необходимого уровня требований, а также для составления базы данных для анализа технологического состояния электролизера и оценки эффективности принятых технических решений по конструкции серийной ошиновки.

Комплексные измерения распределения тока в подине, рабочего напряжения и температуры электролита на электролизерах ОА на силу тока более 300 кА показали, что увеличение дисперсии среднестатистического значения тока в катодных стержнях на 2-4% приводит к снижению выхода по току на 0,20-0,25%. При повышении тока выше проектных значений для электролизеров типа РА-300 и ОА-ЗООМ1 отмечены высокие уровни составляющей Вх, которые вызваны силами, направленными вдоль поверхности

алюминия, и существенно деформируют ее, поэтому повышение амперной нагрузки должно быть компенсировано техническими и технологическими мероприятиями. Увеличение токовой нагрузки повышает уровень МГД-нестабильности особенно по Вх-горизонтальной составляющей. Вследствие превышения ¡х более чем в 3 раза увеличиваются значения скоростей потоков расплава, которые направлены к выходной стороне электролизера, что приводит к ускоренному износу бортовой футеровки и искажению формы рабочего пространства (рис. 7).

Этот вывод согласуется с замерами ФРП и результатами сухой выбивки отключенных электролизеров ОА-ЗООМ1 на капитальный ремонт, где обнаружен 90% износ карбидокремниевых плит боковой футеровки на выходной стороне (рис. 7. а) по сравнению с минимальным износом входной стороны, где располагаются анодные стояки. Магнито-динамическая разбалансированность также подтверждается результатами, полученными при изучении концентрационного поля глинозема, и различным содержанием углерода в электролите на входной и выходной продольной стороне электролизера. Наибольший дисбаланс расхода анодов и градиент концентрационного поля глинозема проявляется на крайних электролизерах серии и электролизерах, расположенных в районе транспортных галерей.

Выполнено моделирование МГД-полей для оценки контуров и скоростей циркуляции в электролите и алюминии, волнообразования на границе «металл-электролит», которые оказывают влияние на расход электроэнергии и производительность электролизера. При расчете магнитного поля в расплаве учитывались ферромагнетики, магнитное поле соседних электролизеров, электролизеров соседнего ряда и соседних электролизных корпусов. Математические расчеты МГД выполнены с учетом теории «мелкой» воды и по трехмерным моделям ряда сопротивлений участков электролизера (рис. 8).

Выявлено, что МГД-нестабильность по Вг - вертикальной составляющей особенно проявляется на крайних электролизерах, когда дополнительно накладываются магнитные поля серийной ошиновки. Передача МГД-эффекта с электролизера на электролизер связана с тем, что в конструкции ошиновок отечественных

алюминиевых электролизеров отсутствуют перемыкающие элементы с малым электросопротивлением. Внесение компенсационных элементов и узлов в ошиновку мощных электролизеров позволяет увеличить МГД-устойчивость. Для решения проблемы устойчивости поверхности металла от воздействия магнитного поля на самом электролизере установлены анодные стояки, которые снижают это влияние и в основном стабилизируют Ву-составляющую, но не снимают воздействие соседних электролизных ванн.

Выполнено сравнение параметров магнитного поля крайних электролизеров с полем рядовых электролизеров, сделана оценка влияния отличий МГД показателей на технологические параметры работы электролизеров. Основное воздействие на ротор электромагнитной силы, а значит, и на горизонтальную циркуляцию металла и электролита оказывает Вх (продольная) составляющая магнитной индукции, что влияет на циркуляцию при технологических нарушениях. В2 (вертикальная) составляющая магнитной индукции в основном определяет перекос поверхности раздела металл-электролит, поскольку она ответственна за скорость роста отклонения (Н) поверхности от среднего уровня. На рис. 9 представлен график фактического среднего измеренного магнитного поля в металле по компоненте Вх для электролизера РА-320 при силе тока 318 кА. Электролизер проекта БоАЗ РА-320 имеет симметричное поле по поперечной компоненте (Ву), которое составляет не более 18 Гс и по вертикальной компоненте, которая составляет не более 15 Гс. Поле по Вг не превышает 7 Гс на площади около 80% (рис. 10).

Результаты расчетов показателей магнитного поля хорошо совпадают с натурными данными. Это дает основание с помощью расчетов достоверно определить влияние ошиновки крайних электролизеров в корпусах БоАЗа на магнитное поле в металле и МГД-устойчивость.

При воздействии асимметричной ошиновки повысилась симметрия магнитного поля до 3,0 Гс, но уменьшилось среднее абсолютное значение поля по этой компоненте с 5,7 Гс до 10,5 Гс. Предлагаемая конструкция эквипотенциального узла существенно

а б

Рис. 7. Разрушение боковой футеровки ОА-ЗООМ1 на выходной стороне (а) и изменение продольной Вх - компоненты магнитного поля (б) при увеличении

нагрузки на 15 кА

Рис. 8. Схема расчетной модели катодного устройства электролизера на 320 кА с сопротивлениями по участкам: - фундамент катода; Я2 - торцевые опоры катода; Из- катод; Я4-компенсаторы катода; катодная ошиновка

Рис. 9. Рассчитанное продольное (Вх) магнитное поле в металле рядового электролизера РА-320 с наводкой от соседних корпусов

Рис. 10. Рассчитанное вертикальное (Еу магнитное поле в металле крайнего электролизера РА-320 на севере корпуса с асимметричной ошиновкой

Рис. 11. Схема расчетной модели катодного устройства электролизера на 320 кА по слоям металла и электролита

Рис. 12. Поверхность раздела «металл-электролит» по В2 компоненте магнитного поля электполизера на 320 кА

улучшает симметрию вертикального (В2) магнитного поля крайних электролизеров от перемычки между корпусами, что значительно повышает МГД-усгойчивость и положительно отражается на технико-экономических показателях их работы серии в целом.

Таблица 3

Данные МГД-устойчивости крайнего электролизера

РА-320 с асимметричной ошиновкой с учетом наводки от корпусов

МПР, см и, В Уровень металла, см

3.4 4.11 11.105 5.126 2.028 0.344 -0.987

3.8 4.19 5.820 2.383 0.653 -0.851 -2.110

4.0 4.27 2.892 1.084 -0.626 -1.842 -3.201

4.2 4.35 1.670 -0.223 -1.461 -2.899 -4.233

4.4 4.43 0.395 -1.116 -2.497 -3.904 -5.204

Расстояние шин компенсации от крайнего электролизера выбрано таким образом, чтобы создать в расплаве крайнего электролизера вертикальное магнитное поле, равное по величине и противоположное по направлению полю от перемычки между корпусами. Таким образом, создается симметричное вертикальное поле в крайнем электролизере. Расчеты и моделирование в программе АЫ5У8 (рис. 11-12) указывают на возможность устойчивой работы электролизеров РА-320 в конце электролизной серии с асимметричной ошиновкой при уровне металла 21-22 см.

Применение асимметричной ошиновки для четных корпусов проектируемых серий и перемещение катодных шин с выходной стороны по вертикали относительно границы раздела «металл-электролит» позволили управлять индукцией посредством изменения ферромагнитных масс. Следовательно, компенсация влияния В2 соседнего ряда электролизеров обеспечивается специальными эквипотенциальными перемычками, которые передают часть тока с катодных стержней вблизи середины противоположной стороны от соседнего ряда электролизеров на противоположную сторону электролизера шиной, которая устанавливается под днищем катодного кожуха. Высокие расчетные МГД-показатели дают предпосылки для устойчивой работы электролизеров при силе тока 320 кА и более.

Необходимо отметить, что при высоких значениях Вх и Ву электролизер имеет высокую МГД-устойчивость и

удовлетворительные ТЭП. Уменьшение составляющей Вг на электролизерах с О А на силу тока 300 кА и более обусловлено меньшими величинами горизонтальных токов и объемом ферромагнитных масс в анодном устройстве. Эти факторы обеспечивают, при прочих равных условиях, увеличение выхода по току примерно на 0,7 %. В то же время остаются высокие значения составляющей В*, которая вызывает силы, направленные вдоль поверхности алюминия и деформирующие ее.

Усовершенствование схемы и конструкции ошиновки повышает МГД-устойчивость более чем на 0,22В. Выполнение указанных требований обеспечивает приемлемые показатели по созданию многоконтурной схемы циркуляции расплава в электролизной ванне со скоростью 10-12 см/с, перекосом металла 23 см и достаточным запасом по МГД-устойчивости. Реализация технических мероприятий в проекте «Строительство Богучанского алюминиевого завода» позволяет снизить расход удельный электроэнергии до 13000-13200 кВт-ч/т.

4. Снижение удельного расхода фторидов алюминия и кальция на 10-15% обеспечивается при реализации технических решений по повышению стойкости материалов катодного устройства и пирометаллургической переработке техногенных отходов отработанной футеровки в реверсивных барабанных печах с использованием катализаторов и регулированием подачи кислорода.

Повышение стойкости и снижение уровня пропитки футеровочных материалов катодного устройства связано с уменьшением статей расхода фторидов в материальном балансе и увеличением срока эксплуатации электролизера. Объектом исследования были электролизеры ОА-ЗООМ1, отключенные на капитальный ремонт после 5 лет эксплуатации. Выполненный анализ образцов футеровки отключенных электролизеров позволил определить физико-химические процессы, происходящие в катодном устройстве в течение всего срока эксплуатации.

Для увеличения срока службы предложены запатентованные технические решения, связанные с использованием сухих барьерных материалов сложного состава на основе нефелинов, углеграфитовых межблочных вставок, применением новой конструкции боковой

футеровки, а также с использованием защитных покрытий на выходной боковой стороне электролизера.

Высокие скорости переноса оксида алюминия в расплаве стали главным аргументом в пользу разработки технологии производства лигатур и сплавов непосредственно на алюминиевых электролизерах. Создание производства лигатур и сплавов имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными способами их подготовки в литейно-плавильных агрегатах. Наличие слоя криолит-глиноземного расплава в электролизере предотвращает возможность контакта металла с атмосферой и образования оксидов, в результате чего сплав имеет низкое содержание газов и неметаллических включений. Кроме этого, снижаются безвозвратные потери алюминия и легирующего компонента из-за предотвращения их окисления. При переплавке кремниевой пыли для получения сплава Al-Si под слоем электролита на подине происходят реакции с образованием карбида кремния, который закрывает поры и трещины. Разработаны технологии производства алюминиевых сплавов для получения фольги. Установлены рациональные параметры процесса. Способы и технология получения сплавов защищены патентами РФ (№2007140969, №230502, №55777, №2007140968).

Во время электролитического получения алюминия под действием термических и электрохимических процессов в составе материалов катода происходят необратимые структурные изменения и разрушения футеровки. При демонтаже одного мощного электролизера в среднем образуется 40-55 т различных твердых отходов. По экспертным оценкам, ежегодный прирост отработанной футеровки алюминиевых электролизеров составляет более 1,7 млн.т, что ведет к дальнейшему расширению территорий полигонов и отвалов. Отсутствие единого методологического подхода при обосновании целесообразности принимаемых проектных решений приводит к невозможности переработки твердых отходов футеровки в рамках одного алюминиевого предприятия и требует организации отдельного техногенного производства.

В состав отработанных материалов входят соединения, которые являются токсичными для окружающей среды. Результаты экспериментального исследования показывают, что в футеровке

аккумулируется большое количество фторидов, которые существуют как в форме ЫазАШб и ИаР, так и в виде комплексных соединений, а содержание оксидов кремния и алюминия в среднем превышает 40%. Кроме этого, в огнеупорной части футеровки присутствуют цианиды ЫаСЫ и Ка4|Те(СМ)б].

Взаимодействия газо-гидродинамической (ГГД) и магнитогидродинамической (МГД) составляющих расплава в электролизной ванне являются главными причинами циркуляции алюминия и электролита, в результате которых электролит и нерастворенный глинозем постоянно воздействуют на настыль и бортовую футеровку. Анализ результатов сухой выбивки электролизеров выявил нарастающие разрушения с проникновением (пропиткой) расплава до 10-15 мм на межфазной границе. Установлены зависимости глубины пропитки натрием и другими материалами для электролизеров различной мощности.

При изучении боковой футеровки впервые отключенных электролизеров ОАЗОО-М1 обнаружено, что наибольшие разрушения происходят на границе раздела «электролит - газ», где крошение становится более очевидным. В данном случае в первую очередь разрушается связующее вещество 813К4 и затем 8!С.

28Ю+КаА1Р4+202= 81Р4+№А18Ю4+2С, (10)

2813М4+ЗКаА1Р4+6С02= 381Р4+ЗКаА18Ю4+6С+4Ы2 (11) Боковой блок разрушается вследствие имеющихся в материале микропор, когда под действием электрокапиллярных сил и давления слоя электролита расплав проникает в трещины и механически разрушает футеровку 8КЗ.

Углеграфитовая подина отключенного высокоамперного электролизера ОА-ЗООМ1 имеет характерные особенности в виде выработанных полостей катодных блоков глубиной до 10-25 см. Различный уровень выработки подины можно объяснить неравномерным распределением тока в подине. Анализ отобранных образцов футеровки в этих местах выявил наличие карбида алюминия, который образуется в результате локальной реакции алюминия с углеродом, когда на поверхности катода образуется АЦСз, который, растворяясь в металле и электролите, оставляет после себя углубление. Максимальный градиент температуры в

непропитанной части огнеупоров подавляет перенос испарений в зону теплоизоляции, обеспечивая баланс по фтору. Высокоглиноземистые шамотные материалы, содержащие, как правило, 40-60 масс.% 8Ю2 и 30-40 масс.% А1203 образуют, реагируя с криолитом, хрупкий спекшийся нефелин ИаАШЮ^ который, несмотря на улучшение прочностных качеств цоколя, ухудшает его теплопроводность при реакции

2АЬ03 +95Ю2 + 2На3А1Рб -* 6КаА18Ю4 + 381Б4 . (12) Поскольку проникновение электролита продолжается в течение всего срока службы электролизной ванны, скорость этой реакции определяется составом барьерной смеси (СБС) и растворимостью продуктов реакции. В этом случае главным положительным свойством является их высокая вязкость. При высоком КО преобладает реакция разрушения тепловой изоляции, поскольку основу барьерных смесей составляет 8Ю2 (50%).

58Ю2 + 4ИаР -» 2(Ыа20-28Ю2) + 81Е4 (13)

В ходе исследования было изучено образование комплексных соединений по слоям футеровки, в отличие от стандартного метода составления карг отходов по содержанию элементов в различных участках катода. Состав образцов представлен в таблице 4.

Таблица 4

Фазовый состав образцов отработанной катодной футеровки

Фаза Наличие фаз по значимости

С СаБеОг СаАШеБЮу ЫаР Л11'3

С ЫатЛН'б -28Ю2 №1^1,581,00,2 МавА^юОзг Na7Al7Si90з2

ИзБ ЗЫа2С> 11 А^От ЫаА^Юд Ыа7А17819Оз2

8Ю СаРе02 СаАШе8Ю7 ^Са^фго СаА1Гс8Ю7

ЫаЕ Ш-АЪР 14 ЗЫа2011А1203 Ыа5А1зРи ЫаСЫ

КаР ЗКа2»11А1203 №41Ре(СЫ)б1 ИазАШб ЫаА18Ю4

8Ю2 А18Яе ЗА12ОЗ-28Ю2 На5А1зРи Ма2028Ю2

БЮз Л16812Оп Ма7А17811)Ои ИаАКСХ, Ма6Л!68110О32

Установленные закономерности физико-химических изменений футеровочных материалов в зависимости от срока службы электролизера и условий его эксплуатации дают возможность обоснования инновационных проектных вариантов, обеспечивающих рациональное извлечение полезных компонентов

из отходов футеровки и сбалансированное распределение капитальных затрат.

В настоящее время стоит задача по утилизации и переработке отработанной футеровки до материала нейтрального состава и использования его как продукта для обеспечения безопасной жизнедеятельности. Наряду с решением вопросов по утилизации проводится проработка инновационных решений с целью повышения стойкости катодных материалов и снижения уровня их пропитки. В России отсутствует промышленный опыт переработки отходов катодной футеровки, поэтому увеличиваются объемы и площади полигонов и отвалов, что приводит к дальнейшему ухудшению экологической обстановки.

В мировой практике известны несколько разработанных и запатентованных способов утилизации и переработки отходов электролизного производства. До промышленной реализации доведены только пирометаллургические способы компании Chalco (Китай) и гидрометаллургический способ концерна Rio Tinto Alean (Канада).

Предлагаемая схема пирометаллургической переработки отработанной футеровки алюминиевых электролизеров (рис. 13) позволяет провести нейтрализацию вредных веществ и получить инертные углеродсодержащие и силикатные материалы при максимальном извлечении фторвдов. Исходное сырье направляется по трем потокам (углеродный, силикатный, карбидокремниевый поток) и представляет собой смесь отработанной футеровки, известняка и катализирующей добавки в соответствии с заданной пропорцией.

Технологический режим в рабочем объеме реверсивной барабанной вращающейся печи определяется процессами нагревания сырья, сжигания углерода и охлаждением получаемого продукта при движении материалов сначала в одном направлении и затем в противоположном.

При проведении экспериментов после дробления и измельчения футеровки до крупности 15-20 мм в шихту вводили оксид кальция и добавки CaS04 в количестве 0,23-0,35 % от массы отработанной футеровки, которые активизируют протекание химических реакций и увеличивают степень извлечения фторидов.

П»дгт«ка Измельчение Кяасскфхк гцжя Сггжамме Првдукт

сырья 1 эта я ■ ВО|«1ЫХ жчлх

мельшпрх

Упкгргфнховые блоки

13-20мм

Огнеупорная 10-15мм

футеровка

Карбид 10-15мм

кремниевые -ь

блоки

<U-0,3mm

0,15 мм

1-2мм

ОН.

CaF2

S1O2

ВозцуНО»

Газоочистка (электро фильтры)

СЮ

Газоочистка (скруббер)

-» AIF3

Рис. 13. Схема 11ирометаллургической переработки отработашюй футеролки алюминиевых электролизеров

Нагревание осуществляли в три стадии с подачей в печь воздушно-кислородной смеси при скорости вращения печи 1,52,5 м/мин. В первой стадии поддерживали температуру печи в интервале 0-400°С 40-60 мин, во второй стадии температуру печи повышали до 400-800°С в течение 60-80 мин. Далее температуру увеличивали до 800-1000°С. При переходе от одной стадии к другой изменяли реверс вращающейся обжиговой печи.

Температура нагрева в интервале 400 - 800°С обеспечивает разложение растворимых фторидов и цианидов из отработанной футеровки и их окисление по реакциям:

NaCN = Na+ + CN", (14)

Na4[Fe(CN)6] = 4Na+ + [Fe(CN)6]4". (15)

Окисление растворимых фторидов и цианидов из отработанной футеровки проходит по следующим реакциям:

2NaCN + 2,502 = 2С02 + N2 + Na20, (16)

2Na4[Fe(CN)6] + 15,502 = Fe203 + 12С02 + 6N2 + 4Na20 . (17) Содержание растворимых фторидов и цианидов в твердом остатке на выходе из печи анализировали с помощью ICS

измерений, а отходящие газы - с помощью масс-спектрометра Pfieffer Vacuum Termostar GSD 301 ТЗ. При нагревании регистрировали следующие показатели: изменения массы, спектры летучих соединений, температуру.

Существующие формы фторидов на выходе из печи определяли по дифракции рентгеновских лучей. Исследования показали, что температуру печи необходимо поддерживать в интервале 400-800°С в течение 60-80 мин, чтобы обеспечить полное разложение и окисление цианидов.

В следующем периоде фториды извлекаются путем ввода в шихту оксида кальция

2A1F3 + ЗСаО = 3CaF2 + А1203 (18)

Температура нагрева 880-980°С обуславливает полное взаимодействие растворимых фторидов с оксидом кальция и активными добавками, в качестве которых используют CaS04.

Результаты испытаний в барабанных печах при реверсивном режиме с периодическим воздействием смеси воздуха и кислорода в интервале температур 880-980°С показали, что фторид алюминия реагирует с получением оксида алюминия или испаряется при температуре выше 800°С, при этом потеря веса AlF3Bbiine 60% (табл. 5).

Таблица 5

Потеря веса фторида алюминия при прокаливании, масс. %

№ обр. 750 °С 800 °С 850 °С 900 °С 950 °С

1 Воздух 38.8 58.9 65.4 69.2 72.6

2 СаО 22.3 21.8 21.7 23.9 25.0

3 Футеровка 29.1 28.9 30.1 31.2 30.5

В процессе обезуглероживания продуктов рециклинга важную роль играет кинетика сгорания углерода. Экспериментально определено, что в интервале температур 600-800°С в течение 20 мин степень обезуглероживания изменяется от 18 до 92%.

Время обработки твердых отходов в области высокой температуры является определяющим фактором. При соприкосновении с воздухом при нагревании фтористый алюминий улетучивается или реагирует с влагой воздуха. Фторид кальция появляется, когда АП^

нагревается вместе с СаО или известняком, который вводится в стехиометрических количествах с фтористым алюминием.

Фторид алюминия имеет низкую химическую стойкость во время нагрева в присутствии кислорода и соединений кальция. Почти весь АШз реагирует с образованием АЬОз и СаР2 при прокаливании вместе с активными добавками на воздухе при температурах выше 800°С. Часть футеровочных материалов реагирует с образованием Са^гСЬРг и СаР2, когда она взаимодействует с оксидом кальция при нагреве. Средняя концентрация растворимых [Б ] и [СМ"] в твердом остатке составляла соответственно 40,1 мг/л и 0,055 мг/л.

Продуктами пирометаллургического процесса являются инертные углеродные и силикатные материалы, которые можно использовать в других металлургических процессах. Разработка технологии переработки твердых отходов позволила создать и обосновать проект техногенного производства с 85%-ным извлечением фторидов для алюминиевого завода АЬ8С(Ж. Фториды алюминия и кальция являются составляющими материального баланса электролизера и дают возможность снизить себестоимость алюминия-сырца на 5-7% за счет использования вторичных продуктов переработки футеровки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Представленная диссертация является научно-квалификационной работой, в которой разработаны технологические и методологические принципы получения алюминия на электролизерах с высокой амперной нагрузкой, позволяющие существенно снизить расход материальных и энергетических ресурсов. Полученные научные результаты составляют основу эффективных ресурсосберегающих технологий высокоамперного электролиза алюминия и существенно повышают технико-экономические показатели процесса.

Основные научные и практические результаты работы

1. Высокие ТЭП сверхмощных электролизеров с обожженными анодами обеспечиваются применением технических

и технологических мероприятий, основными из которых являются: использование кислых электролитов (КО = 2,25-2,35); рациональные уровни металла и электролита; расчетное значение межэлектродного расстояния; работа на низких концентрациях глинозема в электролите (1,8-2,5%); использование глинозема «песочного» типа; применение интегрированных точечных систем АПГ; повышение МГД-стабильности; увеличение срока службы электролизеров.

2. Снижение потерь глинозема на 10-15 кг/т обеспечивается решением задач логистики транспортных схем глинозема и применением способов подачи смесей на криолит-глиноземную корку при помощи объемных дозаторов клапанного типа.

3. Выявлены концентрационные и температурные области метастабильности криолит-глиноземных расплавов, для которых доказано их соответствие профилю МГД-полей.

4. Установлены зависимости растворимости фторированного глинозема в межэлектродном пространстве от температуры и концентрации фторидов.

5. Комплексные ионы А1Р63" и А1Р4" имеют динамическую природу, и в условиях высоких скоростей расплава их необходимо стабилизировать для ограничения КО в заданных пределах.

6. Проведенные лабораторные и промышленные эксперименты в условиях повышенных скоростей расплава подтверждают, что максимальная эффективность процесса достигается в диапазоне КО = 2,25-2,35 при минимальном градиенте концентрации глинозема 1,8-2,5%.

7. Снижение количества анодных эффектов до 0,08 шт./сут. обеспечивается при дискретном питании глиноземом и смесями и мониторинге основных параметров с помощью изолированного питателя системы АПГ.

8. Увеличение скорости растворения глинозема в кислых электролитах обеспечивается при определенном составе оксифторидных комплексов соответствующих заданному интервалу криолитового отношения.

9. Математическое моделирование позволяет уменьшить влияние МГД-полей при снижении В* - горизонтальной поперечной и В7 - вертикальной составляющих компонент магнитного поля за счет технических решений по модернизации катодной серийной ошиновки.

10. По результатам сухой выбивки высокоамперного электролизера и текущем контроле формы рабочего пространства установлены физико-химических реакции в футеровочных материалах катодного устройства в зависимости от его срока службы.

11. Исследованием механизма уноса частиц из подвижного слоя углеродосодержащих отходов футеровки с использованием ДГА установлено, что большая часть частиц углерода реагирует с кислородом во взвешенном состоянии. Эффективная температура горения частиц углерода во взвешенном состоянии находится в пределах до 785-795°С. При повышении температуры более 800°С происходит спекание твердых частиц на внутренней поверхности печи.

12. Разработаны мероприятия для достижения максимальных технико-экономических показателей процесса переработки отходов футеровки, с 85%-ным извлечением фторидов.

Научные результаты работы отражены в следующих основных публикациях:

Монография:

1. Сизяков В.М. Технологические и методологические основы получения алюминия на мощных электролизерах / В.М. Сизяков, В.Ю. Бажин // Санкт-Петербургский государственный горный университет. Научное издание. СПб, 2011.130 с.

Публикации в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, рекомендованных ВАК России:

2. Хазан Г.Л. Диагностика состояния многофакторного процесса / ГЛ. Хазан, А.Г. Бабенко, В.Ю. Бажин // Расплавы. 2006. № 1. С. 28-35.

3. Бабенко А.Г. Альтернативные методы диагностики состояния многофакторного процесса / А.Г. Бабенко, Г.Л. Хазан, В.Г. Лисиенко, В.Ю. Бажин //Расплавы. 2006. № 4. С. 77-81.

4. Бажин В.Ю. Алгоритм расчета легирующих компонентов алюминиевых сплавов при непрерывном литье фольговых заготовок / В.Ю. Бажин, Г.Г. Щербинин // Литейщик России. 2006. № 11. С. 42^4.

5. Бажин В.Ю. Футеровочные материалы алюминиевых электролизеров / В.Ю. Бажин, Д.В. Макушин, Ю.Н. Гагулин // Новые огнеупоры. 2008. №3. С. 25-27.

6. Бажин В.Ю. Футеровочные материалы современного алюминиевого электролизера / В.Ю. Бажин, Д.В. Макушин, Ю.Н. Гагулин // Новые огнеупоры. 2008. №9. С. 13-16.

7. Бажин В.Ю. Стойкость футеровочных материалов мощного алюминиевого электролизера//Новые огнеупоры. 2010. №3. С.3-5.

8. Бажин В.Ю. Рециклинг футеровки алюминиевого электролизера / В.Ю. Бажин, A.A. Власов // Новые огнеупоры.

2010. №4. С. 19-20.

9. Сизяков В.М. Состояние и перспективы развития производства алюминия / В.М. Сизяков, В.Ю. Бажин, A.A. Власов // Металлург. 2010. №7. С. 2-6.

10. Бажин В.Ю. Утилизация техногенных отходов электролизного производства алюминия / В.Ю. Бажин, А. А. Власов, Р. К. Патрин // Безопасность жизнедеятельности. 2010. №9. С. 18-21.

11. Бажин В.Ю. Синергетика в электролизе алюминия / В.Ю. Бажин, A.A. Власов // Расплавы. 2010. №6. С.52-57.

12. Бажин В.Ю. Современные способы переработки отработанных огнеупорных материалов футеровки алюминиевого электролизера / В.Ю. Бажин, Р.К. Патрин // Новые огнеупоры. 2011. №2. С.39-43.

13. Бажин В.Ю. Технические решения по стойкости огнеупорной футеровки алюминиевого электролизера / В.Ю. Бажин, Р.К Патрин, А. Н. Палыпин// Новые огнеупоры. 2011. №3. С. 77-78.

14. Бажин В.Ю. Управление анодным эффектом на алюминиевом электролизере / В.Ю. Бажин, A.A. Власов. A.B. Лупенков //Металлург. 2011. №6. С.47-52.

15. Бажин В.Ю. Диагностика технологического процесса мощных алюминиевых электролизеров при помощи прикладных программ / В.Ю. Бажин, П.А. Петров // Записки Горного Института.

2011. Т. 192. С. 164-169.

16. Бажин В.Ю. Влияние МГД-стабильности мощного алюминиевого электролизера на выход по току / В.Ю. Бажин, Д.В. Макушин //Записки Горного Инстипуга. 2011. Т. 192. С. 154-159.

17. Бажин В.Ю. Влияние состава электролита на потери фторидов в различных температурных условиях / В.Ю. Бажин, Р.Ю. Фещенко, ААВласов, Д.Д. Шарипов//Расплавы.2012. №1. С. 73-76.

Патенты и свидетельства на программу ЭВМ:

18. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2007611221. «NN Control» 1 А.Г. Бабенко, Г.Л. Хазан,

B.Ю. Бажин, В.Г. Лисиенко. Опубл. 22.03.07. Бюлл. №3.

19. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2011615779. Программа управления алюминиевым электролизером по граничным значениям технологических параметров / Петров П.А., Белоглазов И.Н., Бажин В.Ю., Лупенков

A.В., Власов А.А. Опубл. 22.07.2011. Бюлл. №7.

20. Патент РФ №2007140969. Сплав на основе алюминия для получения фольги / Бажин В.Ю. Опубл. 24.10.10. Бюлл. №10.

21. Патент РФ №2007140968. Способ получения алюминиевого сплава для прокален фольги / Бажин BJO. Опубл. 24.10.10. Бюлл. № 10.

22. Патент РФ №2010134139. Подина электролизера для получения алюминия / Бажин В.Ю., Сизяков В.М., Бричкин В Н., Власов А.А. Патрин Р.К. Опубл. 27.09.2011. Бюлл. №9.

23. Патент РФ №2010134131. Устройство для отбора проб / Бажин В.Ю., Сизяков В.М., Бричкин В Н., Власов А.А.. Полежаев

C.Ю. Опубл. 27.09.2011. Бюлл. №9.

24. Патент РФ №2010134138. Катодное устройство электролизера для получения алюминия / Бажин В.Ю., Сизяков

B.М. Власов А.А. Патрин Р.К. Опубл. 27.12.2011. Бюлл. №12.

Статьи и тезисы, опубликованные в других научных

журналах и изданиях:

25. Бажин В.Ю. Рециклинг отходов производства алюминия/ Юбилейные научные чтения «Белые ночи-2008». Материалы международных чтений академии МАНЭБ. Изд-во

МАНЭБ, СПб: 2008. С. 382-384.

26. Bazhin V.Yu. The modem systems of automatic alumina feeding systems for aluminum production / 61 - Freiberger Forschungsforum. Scientific Reports on Resource Issues. Vol. 3. 2010. P. 331-333.

27. Власов A.A. Контроль выхода по току на современных электролизерах / А.А. Власов, М.В. Молин, В.Ю. Бажин // Энергетика в глобальном мире: сб. тезисов докладов I международного научно-технического конгресса, Красноярск: 2010. С. 129-130.

28. Бажин В.Ю. Управление сверхмощным алюминиевым электролизером при помощи интеллектуальных систем АПГ/ В.Ю. Бажин, A.B. Лупенков, A.A. Власов // Второй международный конгресс «Цветные металлы Сибири-2010». Сборник докладов второго международного конгресса, Красноярск: 2010. С. 523-529.

29. Сизяков В.М. Особенности технологии современных мощных алюминиевых электролизеров / В.М. Сизяков, В.Ю. Бажин //Цветная металлургия. 2010. №10. С. 19-24.

30. Сизяков В.М. Ресурсосберегающее функционирование мощных алюминиевых электролизеров / В.М. Сизяков, В.Ю. Бажин // Международная научно-практическая конференция «ТЕХГОРМЕТ-21 век», СПГГИ (ТУ). 2010. С. 66.

31. Бажин В.Ю. Ресурсосберегающие технологии высокоамперного электролиза алюминия / В.Ю. Бажин, В.М. Сизяков // Третий Международный конгресс «Цветные металлы-2011». Сборник докладов второго международного конгресса, Красноярск: 2011. С. 193-203.

32. Скоров В.Г. Повышение стойкости катодной футеровки высокоамперного электролизера ОА-ЗООМ1 / В Г Скоров AB Палыпин, В.Ю. Бажин, Р.К. Патрин // Третий Международный конгресс «Цветные металлы-2011». Сборник докладов второго международного конгресса, Красноярск: 2011. С. 248-254.

33. Сизяков В.М. Стабилизация состава электролита в высокоамперном алюминиевом электролизере / В.М.Сизяков В.Ю. Бажин, A.A. Власов, Д.Д. Шарипов, Р.Ю. Фещенко // Цветная металлургия. 2011. №9. С. 29-35.

34. Бажин В.Ю. Переработка отходов электролизного производства алюминия / В.Ю. Бажин, Р.К. Патрин // Международная научно-практическая конференция «XL НЕДЕЛЯ НАУКИ СПбГПУ», СПбГПУ. Часть 6. СПб: 2011. С. 51-53.

35. Бажин В.Ю. Обжиг и пуск мощного алюминиевого электролизера/ В.Ю. Бажин, Р.Ю. Фещенко // Международная научно-практическая конференция «XL НЕДЕЛЯ НАУКИ СПбГПУ», СПбГПУ. Часть 6. СПб: 2011. С. 55-57.

РИЦ СПГГУ. 20.03.2012. 3.186Т.100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

Введение.

Глава 1. Оценка ресурсосберегающих технологий высокоамперного электролиза алюминия и выбор рациональных параметров 14 функционирования мощных алюминиевых электролизеров.

1.1 Состояние и перспективы производства алюминия.

1.2 Развитие технологии получения алюминия в высокоамперных алюминиевых электролизерах.

1.3 Инновационные технологические разработки по ресурсосбережению для высокоамперных электролизеров.

1.4 Снижение потерь материальных ресурсов для электролизеров с 47 обожженными анодами.

1.5 Снижение потерь металлургического глинозема.

1.6 Повышение энергетической эффективности электролизеров.

Выводы по главе 1.

Глава 2. Повышение эффективности растворения глинозема в кислых электролитах в условиях высоких скоростей расплава.

2.1 Изменение физико-химических свойств различных типов глиноземов при транспортировании к электролизеру.

2.2 Исследование концентрационного поля глинозема в различных режимах и условиях питания электролизера.

2.3 Изучение растворения глинозема в электролите мощных алюминиевых электролизеров.

2.4 Оптимизация работы автоматизированных систем питания глиноземом при изменении технологических условий на сверхмощном 112 алюминиевом электролизере.

2.5 Диагностика технологического состояния сверхмощных алюминиевых электролизеров.

Выводы по главе 2.

Глава 3. Стабилизация технологических параметров и снижение расхода фторидов в кислых электролитах в условиях высокоамперных технологий . 148 3.1 Кинетика физико-химических процессов в составе кислых электролитов в различных условиях.

3.2 Исследование влияния скорости движения расплава на изменение температуры ликвидуса кислых электролитов.

3.3 Стабилизация состава электролита в высокоамперном алюминиевом электролизере.

3.4 Особенности контроля криолитового отношения на высокоамперных электролизерах.

Выводы по главе 3.

Глава 4. Повышение энергетической эффективности высокоамперного электролиза алюминия за счет снижения влияния магнитных и 199 газодинамических полей.

4.1 Изучение МГД процессов на сверхмощных алюминиевых электролизерах.

4.2 Исследование распределения токов в серии алюминиевых электролизеров при различных режимах работы.

4.3 Разработка модели энергоэффективного алюминиевого электролизера.

4.4 Мероприятия по повышению эффективности высокоамперных алюминиевых электролизеров.

Выводы по главе 4.

Глава 5. Повышение стойкости материалов катодного устройства и пирометаллургическая переработка отходов отработанной футеровки 254 алюминиевого электролизера.

5.1 Исследование причин разрушения катодных устройств высокоамперных электролизеров во время эксплуатации.

5.2 Исследование стойкости катодной футеровки высокоамперного алюминиевого электролизера.

5.3 Комплексный анализ отработанной футеровки электролизера.

5.4 Способы утилизации и переработки футеровки электролизера.

5.5 Технология пирометаллургической переработки отходов электролизного производства.

Выводы по главе 5.

Актуальность проблемы

Одной из основных задач стоящих перед алюминиевыми продуцентами является снижении затрат на электролитическое производство алюминия. Развитие научной методологии производства алюминия и проектирования эффективных электролизеров большой единичной мощности (более 300 кА) является актуальной проблемой российской алюминиевой промышленности.

В проектах новых заводов по производству алюминия сохраняется устойчивая тенденция использования в качестве основного агрегата -электролизера с предварительно обожженными анодами (ОА). Проработка альтернативных способов пока не дает обнадеживающих результатов.

Стабильный выпуск первичного алюминия электролитическим способом зависит от применяемых технологий и конструкции электролизеров с обожженными анодами (ОА). Взаимодействие с производственной средой должно быть ресурсосберегающим и характеризоваться режимами функционирования по следующим показателям: производительность, выход по току, технологическая эффективность, расход электрической энергии и сырья.

В настоящее время перед крупными алюминиевыми производителями ставится цель достичь максимальных показателей на единицу производственной площади. Необходимо изучение растворения структурированного «песочного» глинозема в кислых электролитах в изменяющихся магнитодинамических условиях при рациональном выборе режимов для автоматизированных систем питания глиноземом (АПГ).

Использование технологий мощного электролиза позволяют кардинально улучшить показатели удельного расхода электроэнергии и выхода по току. Автоматизация и механизация высокоамперных электролизеров способствует стабилизации технологических параметров, но из-за недостаточной точности управления режимами функционирования не имеет высоких показателей.

Актуальной проблемой является разработка научных основ конструирования электролизеров большой мощности на базе современных представлений тепло- и массопереноса в криолит-глиноземных расплавах, с использованием методов математического моделирования, а также широкое внедрение в производство высокоуправляемых систем АГТГ и усовершенствованной технологии для работы электролизера с максимальными показателями в течение всего срока службы.

Исследования по теории и технологии электролитического получения алюминия отражены в работах отечественных и зарубежных ученых: П.П. Федотьева, В.П. Ильинского, Ю.В. Баймакова, М.М. Ветюкова, A.A. Костюкова, И.П. Гупало, A.M. Цыплакова, С.И. Кузнецова, И.А. Троицкого, Ю.В. Борисоглебского, H.A. Калужского, П.В. Полякова, В.М. Сизякова, М.Я. Минциса, В.А. Крюковского, W. Haupin, J. Thonstad, A. Tabereaux, Н. Kvande, К. Grjotheim, B.J. Welch, M. Sorlie, T. Utigard, H. Oye, G. Holmes, N. Richards.

Анализ современного состояния проблемы показывает, что в России и за рубежом недостаточно выполнены системные исследования по оценке значимости каждого из основных ресурсов в производстве алюминия на высокоамперных электролизерах, поскольку на российских предприятиях (OK РУСАЛ) создавать и внедрять технологию, которая бы соответствовала мировым прогрессивным технологиям производства алюминия, начали сравнительно недавно. Пуск экспериментальных электролизеров силой тока более 300 кА состоялся в 2003 году на СаАЗе.

Технологии электролитического восстановления алюминия с использованием сверхмощных электролизеров, характеризуются низкой устойчивостью к изменениям качества основного сырья - глинозема. В условиях алюминиевой промышленности России, которая отличается большим количеством поставщиков, металлургический глинозем имеет непостоянное и низкое качество, поэтому достижение технико-экономических показателей на уровне мировых, а также дальнейшее развитие собственных сверхмощных технологий электролиза, затруднено.

Увеличение скорости растворения глинозема является необходимым условием интенсификации технологии мощного электролиза (255-500 кА). и I. i

Решение проблемы максимальной скорости растворения глинозема возможно за счет разработки высокоточных и технологичных систем автоматизации точечного питания, на основе исследования влияния изменяющихся в объеме электролита параметров: температура ликвидуса и перегрев электролита, концентрационное поле компонентов электролита (ЛаБ, АШ3, СаР2, N^2, С), скорость движения, объем и реакционная поверхность расплава.

Изучение влияние изменяющих по объему электролита параметров и свойств глинозема (содержание Б, насыпная плотность, гранулометрический состав) на скорость его растворения позволяет разработать алгоритмы питания и требования к качеству глинозема, которые способны сократить удельные расходные коэффициенты сырья и электроэнергии.

Исследование выполнено в рамках отраслевых программ и входит в перечень важнейших инновационных и научно-исследовательских разработок в соответствии со «Стратегией развития металлургической промышленности Российской Федерации в срок до 2015 года», утвержденной приказом Минпромэнерго России от 29 мая 2007 г. № 177.

Приоритетным направлением обеспечения ресурсосбережения является оснащение высокоамперных электролизеров новейшими средствами автоматизации, конструкторскими разработками для повышения точности управления с обоснованием технологических основ производства алюминия-сырца в изменяющихся магнитодинамических условиях.

Цель работы. Научное обоснование и разработка технологических и технических решений, обеспечивающих снижение материальных и энергетических затрат в производстве алюминия в высокоамперных электролизерах.

Идея работы. Рациональное ресурсосбережение для высокоамперных электролизеров обеспечивается за счет высоких скоростей растворения глинозема и его смесей в кислых электролитах при высоком уровне контроля технологических параметров, уменьшения влияния магнитного поля на металл и рециклинга катодной футеровки.

Задачи исследования:

- выбор приоритетных направлений ресурсосбережения для высокоамперных алюминиевых электролизеров;

- разработка алгоритмов питания электролизеров глиноземом, фторидами и смесями для снижения их удельного расхода;

- обоснование граничных значений основных технологических параметров для мониторинга процесса при помощи автоматизированной системы питания глиноземом;

- изучение кинетики взаимодействия фторидных соединений и глинозема в межэлектродном пространстве в изменяющихся магнитодинамических условиях;

- разработка рациональной магнитодинамической модели сверхмощного электролизера;

- разработка технических решений для устойчивой эксплуатации катодного устройства мощного электролизера;

- разработка технологии переработки твердых техногенных отходов катодной футеровки.

Методика исследований. В работе использованы современные методы химических и физико-химических анализов: спектральный, рентгенофазовый (РФА), рентгеноспектральный (РСА), дифференциально-термический анализ (ДТА), фракционный, спектрофотометрический, электронной и инфракрасной спектроскопии. Для теоретических обобщений использовались современные методы статистического и математического анализа при помощи компьютерных программ Statistics MathCAD, MATLAB.

Изучение гранулометрического состава было проведено при помощи лазерного анализатора Horiba LA-950 (Япония). Структурное исследование осуществлялось методами растровой электронной микроскопии и рентгеновского микроанализа на растровом электронном микроскопе JSM-6460 LV (JEOL, Япония) с аналитической приставкой INCA (Oxford, Великобритания). Определение элементного и фазового составов образцов криолит-глиноземного расплава проводилось на дифрактометре ДИФРЕЙ-402 (ЗАО «Научные приборы» (г. Санкт-Петербург)) и на автоматизированном рентгеновском дифрактометре Shimadzu XRD-6000 (Япония), с использованием информационно-поисковой системы рентгенофазовой идентификации материалов в СФУ (г. Красноярск). Содержание растворимых фторидов и цианидов в твердом остатке анализировали с помощью ICS измерений, а отходящие газы с помощью масс-спектрометра Pfieffer Vacuum Termostar GSD 301 ТЗ (Германия).

Экспериментальные исследования выполнены в лабораторном электролизере кафедры Металлургии цветных металлов СПГГУ, а также в опытно-промышленном масштабе на высокоамперных электролизерах ОК РУСАЛ (ОА-ЗООМ1, РА-300).

Научная новизна работы:

- экспериментально доказано, что при доставке глинозема в электролит на всех участках транспортирования происходит ухудшение его свойств, которое связано с увеличением содержания глиноземной пыли (>15% фракции «-45 мкм») и адсорбированной влаги >1,0%;

- установлены зависимости кинетики растворения глинозема в кислых электролитах в условиях повышенной динамики расплава высокоамперного электролиза 12-18 см/с и определен допустимый минимальный уровень содержания глинозема 1,8-2,5%;

- обоснованы принципы диагностики технологического состояния мощного электролизера и разработаны компьютерные программы для управления процессом по граничным условиям основных параметров (температура электролита 948-955°С, криолитовое отношение 2,25-2,35, уровень металла 18-20 см и электролита 20-22 см) (свидетельства программ для ЭВМ №2011615779 и №2007611221);

- экспериментально доказано, что в условиях высокоамперного электролиза при максимальной скорости электролита 20-24 см/с температура перегрева расплава уменьшается на 5-8°С;

- экспериментально установлены рациональные значения координационных чисел оксифторидных комплексов (Al2OF6 ' и AI2O2F4 ") в прианодном слое при изучении скорости растворения AI2O3 от величины криолитового отношения в различных динамических условиях;

- экспериментально определен состав расплава при послойном исследовании электролита (патент РФ №2010134131) и установлено соответствие концентрационных полей растворенного AI2O3 профилю горизонтальных магнитных полей по Ву - направляющей для высокоамперного электролизера;

- изучена диффузионная природа лимитирующей стадии образования ионных групп A1F4" , F", A1F6 " на границе «металл-электролит» при переизбытке фторида алюминия AIF3 (12-15%) и повышенном содержании фторида кальция CaF2 (5,5-6,5%);

- определены факторы, лимитирующие влияние магнито-динамических процессов на катодный металл в условиях повышенной амперной нагрузки;

- установлен механизм физико-химических процессов во время эксплуатации катодной футеровки высокоамперного электролизера.

Практическая значимость и реализация работы:

- внедрена система оптимизации автоматизированного питания АПГ фирмы Bosch Rexroth на алюминиевом заводе Cubai (Швеция). Разработан и внедрен алгоритм питания электролизеров глиноземом, смесями фторидов и глиноземом газоочисток;

- разработана технология «без анодных эффектов» на ОАО «Красноярский алюминиевый завод» в 9 и 10 корпусах электролиза, обеспечившая снижение коэффициента анодных эффектов до 0,08 шт./сут., а также уменьшение выбросов перфторуглеродов на 30%;

- реализовано в производстве управление мощными электролизерами с помощью интегрированных систем автоматического питания, осуществляющих мониторинг технологических параметров через изолированный питатель;

- асимметричная ошиновка принята к эксплуатации в корпусах с электролизерами РА-ЗООБ Богучанскош алюминиевого завода (Красноярский край);

- разработана и опробована технология пирометаллургической переработки твердых отходов катодной футеровки электролизеров.

Экономический эффект от внедрения результатов диссертационной работы для алюминиевого завода мощностью 500 тыс.т А1 в год составляет 106 млн. руб. Выход по току составляет 94,5-95,0 %, количество пылевыбросов сокращается на 1215%, срок службы электролизеров увеличивается на 450-500 дней.

Полученные теоретические и экспериментальные результаты работы используются в учебном процессе в СПГГУ при чтении дисциплин «Металлургия легких металлов», специального курса «Металлургия алюминия», а также при написании учебных пособий.

Личный вклад автора заключается в научном обобщении результатов исследований и практической эксплуатации электролизеров большой мощности для производства алюминия. Автором сформулированы цели и задачи, определяющие направления развития ресурсосберегающих технологий в производстве первичного алюминия. Выполнены теоретические и экспериментальные исследования, получены положительные результаты опытно-промышленных испытаний, которые отражены в публикациях научных изданий и докладах на международных конгрессах и конференциях.

Достоверность полученных результатов, научных исследований, выводов и рекомендаций подтверждается соответствием полученных результатов теории и практики высокоамперного электролиза алюминия. Применение высокотехнологичного аналитического оборудования, современных методов исследования и обработки статических данных с применением стандартных и специальных программных пакетов обеспечило внедрение ресурсосберегающих технологий для проекта «Богучанский алюминиевый завод». Результаты исследований использованы в рекомендациях для технического применения на предприятиях ОК РУСАЛ и подтверждены актами испытаний и внедрения.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Снижение потерь металлургического глинозема на 10-15 кг/т А1 и повышение скорости его растворения на 15% достигается дискретной подачей глинозема и фторидов в электролит при контроле и управлении технологическим процессом при помощи рабочих органов автоматизированных систем питания сверхмощного электролизера.

2. Физико-химические свойства электролита и состав ионных комплексов стабилизируются при минимальном уровне концентрации глинозема 1,8-2,5% и криолитовом отношении, равном 2,25-2,35, в сочетании с содержанием добавок фторидов кальция и магния 5,5-6,5%, что уменьшает их удельный расход и снижает негативное экологическое воздействие на окружающую среду.

3. Магнитодинамическая стабильность высокоамперных электролизеров достигается уменьшением влияния Вх - продольной горизонтальной и Вг -вертикальной компонент индукции магнитного поля на 5-15 Гс и обеспечивает снижение удельного расхода электроэнергии на 150-200 кВт-ч/тА1 и увеличение выхода по току на 0,7% при использовании асимметричной серийной ошиновки с эквипотенциальными узлами.

4. Снижение удельного расхода фторидов алюминия и кальция на 10-15% обеспечивается при реализации технических решений для повышения стойкости материалов катодного устройства и пирометаллургической переработки техногенных отходов отработанной футеровки в реверсивных барабанных печах с использованием катализаторов и регулированием подачи кислорода.

Результаты диссертации в полной мере освещены в 49 печатных работах, из них 1 монография, 16 статей в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки России, 5 патентов РФ и 2 свидетельства на компьютерную программу, 7 статей и 18 тезисов докладов.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на конференциях: Международная научно-практическая конференция «Составляющие научно-технического прогресса». 22-23 апреля

2005 г., г. Тамбов; Ежегодная Международная конференция огнеупорщиков и металлургов. Российская Академия Государственной Службы при Президенте РФ. 15-16 марта 2007 г., г. Москва; X Международная научно-практическая конференция «Экономика, экология и общество России в 21-м столетии». 20-22 мая 2008 г. СПб.; Международные научные чтения «Белые ночи-2008». 20-22 июля 2008 г. СПб.; 58 Berg- und Hüttenmännischer Tag. Innovation in Geoscience, Geoengineering and Metallurgy. Technische Universität Bergakademie Freiberg. Freiberger Forschungshefte. 2010; Первый Международный научно-технический конгресс «Энергетика в глобальном мире». 12-15 июня 2010 г., г. Красноярск; Второй Международный конгресс «Цветные металлы-2010». 2-5 сентября. 2010 г., г. Красноярск; Международная научно-практическая конференция «ТЕХГОРМЕТ-21 век». 11-12 ноября 2010 г., г. С-Петербург; Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Перспективы развития технологии переработки углеводородных, растительных и минеральных ресурсов» 21-22 апреля 2011 г. Иркутск; Третий Международный конгресс «Цветные металлы-2011». 7-9 сентября. 2011 г., г. Красноярск; V Международная научно-практическая конференция «Перспективы применения инновационных технологий и усовершенствование технического образования в ВУЗах стран СНГ» 13-15 октября 2011 г., Таджикистан; Международная научно-практическая конференция «XL НЕДЕЛЯ НАУКИ СПбГПУ». 24-26 ноября 2011 г., СПб.; Международная заочная научно-техническая конференция «Актуальные научные вопросы: реальность и перспективы» 26 декабря 2011 г., Тамбов.

За инновационные технические разработки получены:

- серебряная медаль и диплом за лучшую инновационную разрабоку на Международной выставке «Инновации и инвестиции 2011», С-Петербург;

- серебрянная медаль на 39-ой Международной выставке изобретений «INVENTIONS GENEVA» 06-10 апреля 2011 года г. Женева (Швейцария);

- серебряная медаль на выставке изобретений «Лепин» (Франция);

- почетная медаль и диплом Польского общества изобретателей и рационализаторов за лучшую инновационную разработку;

- серебряная медаль и диплом Международной ярмарки изобретений SIIF (Республика Корея, г. Сеул);

- золотая медаль и диплом Международной выставки патентов - 2011 (г. Москва).

В 2011 году вручен сертификат и знак «Профессиональный инженер России».

Работа выполнена в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы по Государственным контрактам №П1187 и № 16.740.11.0507, а также в рамках выполнения госбюджетных НИР Санкт-Петербургского государственного горного университета: по гранту министерства № 1.3.08 «Развитие физико-химических основ ресурсосберегающих процессов и технологий при комплексной переработке сырья цветных металлов».

Работа выполнена в рамках ведущей научной школы СПГГУ профессора В.М. Сизякова «Комплексная переработка сырья цветных, благородных и редких металлов».

Результаты диссертационной работы подтверждены актами испытаний:

1. ОАО «РУСАЛ ВАМИ»

2. ОАО «РУСАЛ БрАЗ» (г. Братск)

3. ОАО «РУСАЛ АЛСКОН» (Нигерия)

4. Таджикский алюминиевый завод (компания TALCO)

5. ООО «Бош Рексрот»

6. РУСАЛ-ИТЦ (г. Красноярск)

7. Акт СПГГУ о внедрении результатов диссертационной работы в учебный процесс.

Объем и структура. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, 4-х приложений, списка литературы из 259 наименований. Общий объем работы - 327 страниц, в том числе 48 таблиц, 104 рисунка.

Выводы по главе 5:

1. По результатам сухой выбивки и текущем контроле формы рабочего пространства установлены закономерности физико-химических превращений в футеровочных материалах катодного устройства высокоамперного электролизера в зависимости от его срока службы.

2. Разрушения боковой футеровки катодного устройства вызваны повышенными динамическими нагрузками расплава, которые связанны с увеличением амперной нагрузки выше проектного значения.

3. Разработаны решения по повышению стойкости катодного устройства.

4. Разработана технологическая схема цепи аппаратов для переработки отходов катодной футеровки алюминиевых электролизеров.

5. Во время обработки отходов футеровки во вращающейся печи во втором цикле при 820-880°С обеспечивается избирательное конденционирование фторидов АШз и СаР2.

6. Исследованием механизма уноса частиц из подвижного слоя углеродосодержащих отходов футеровки с использованием ДТА совмещенного с масс-спектрометром установлено, что большая часть частиц углерода реагируют с кислородом во взвешенном состоянии. Эффективная температура горения частиц углерода во взвешенном состоянии 785-795 °С.

7. Разработаны мероприятия для достижения максимальных ТЭП процесса переработки отходов футеровки, с 85% -ным извлечением фторидов. Ожидаемая средняя концентрация растворимых [Т"] и [СЫ"] в твердом остатке соответственно 40,1мг/л и 0,055мг/л.

Научное положение 4

Снижение удельного расхода фторидов алюминия и кальция на 10-15% обеспечивается при реализации технических решений по повышению стойкости материалов катодного устройства и пирометаллургической переработке техногенных отходов отработанной футеровки в реверсивных барабанных печах с использованием катализаторов и регулированием подачи г кислорода.

• I «|1

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Представленная диссертация является научно-квалификационной работой, в которой разработаны технологические и методологические принципы получения алюминия на электролизерах с высокой амперной нагрузкой, позволяющие существенно снизить расход материальных и энергетических ресурсов. Полученные научные результаты составляют основу эффективных ресурсосберегающих технологий высокоамперного электролиза алюминия и существенно повышают технико-экономические показатели процесса.

Основные научные и практические результаты работы

1. Высокие ТЭП сверхмощных электролизеров с обожженными анодами обеспечиваются применением технических и технологических мероприятий, основными из которых являются: использование кислых электролитов (КО = 2,25-2,35); рациональные уровни металла и электролита; расчетное значение межэлектродного расстояния; работа на низких концентрациях глинозема в электролите (1,8-2,5%); использование глинозема «песочного» типа; применение интегрированных точечных систем АПГ; повышение МГД-стабильности; увеличение срока службы электролизеров.

2. Снижение потерь глинозема на 10-15 кг/т обеспечиваются при решении задач логистики транспортных схем глинозема и способов подачи смесей на криолит-глиноземную корку при помощи объемных дозаторов клапанного типа.

3. Выявлены концентрационные и температурные области метастабильности криолит-глиноземных расплавов, для которых доказано их соответствие профилю МГД-полей.

4. Установлены зависимости растворимости фторированного глинозема в межэлектродном пространстве от температуры и концентрации фторидов.

5. Комплексные ионы А1Р63" и АШ4" имеют динамическую природу, и в условиях высоких скоростей расплава их необходимо стабилизировать для ограничения КО в заданных пределах.

6. Проведенные лабораторные и промышленные эксперименты в условиях повышенных скоростей расплава подтверждают, что максимальная эффективность процесса достигается в диапазоне КО = 2,25-2,35 при минимальном градиенте концентрации глинозема 1,8-2,5%.

7. Снижение количества анодных эффектов до 0,08 шт./сут. обеспечивается за счет дискретного питания глиноземом и смесями, при мониторинге основных параметров с помощью изолированного питателя системы АПГ.

8. Увеличение скорости растворения глинозема в кислых электролитах обеспечивается при определенном составе оксифторидных комплексов соответствующих заданному интервалу криолитового отношения.

9. Математическое моделирование позволяет уменьшить влияние МГД-полей при снижении Вх - горизонтальной поперечной и В2 - вертикальной составляющих компонент магнитного поля за счет технических решений по модернизации катодной серийной ошиновки.

10. По результатам сухой выбивки высокоамперного электролизера и текущем контроле формы рабочего пространства установлены физико-химических реакции в футеровочных материалах катодного устройства в зависимости от его срока службы.

11. Исследованием механизма уноса частиц из подвижного слоя углеродосодержащих отходов футеровки с использованием ДТА установлено, что большая часть частиц углерода реагирует с кислородом во взвешенном состоянии. Эффективная температура горения частиц углерода во взвешенном состоянии находится в пределах до 785-795°С. При повышении температуры более 800°С происходит спекание твердых углеродных частиц на внутренней поверхности печи.

12. Разработаны мероприятия для достижения максимальных технико-экономических показателей процесса переработки отходов футеровки, с 85%-ным извлечением фторидов.

Для расчета эффективности ресурсосбережения приняты действующие расходные коэффициенты по калькуляции себестоимости алюминия-сырца на Хакасском алюминиевом заводе. Цены на основные ресурсы определены с учетом текущего курса доллара, и индексами Лондонской биржи металлов (стоимость 1 тонны товарного алюминия (2112$) и глинозема (350$)).

Калькуляция себестоимости одной тонны алюминия (без вспомогательных затрат)

Статьи расхода Един ица Цена за ед., руб по факту по проекту

Кол-во Сумма, руб. Кол-во Сумма, руб.

1. Сырье, материалы и полуфабрикаты

Аноды обожженные т 16214,4 0,550 8917,92 0,545 8836,85

Глинозем т 10850,0 1,923 20864,55 1,908 20701,80

Фтористый алюминий т 35000,0 0,0240 471,41 0,0225 441,95

Фтористый кальций т 33004,0 0,0055 11,63 0,0050 10,57

Итого руб. 30265,51 29991,17

Возвратные отходы

Огарки т 1526,5 0,10 j 152,65 0,10 152,65

Итого руб. 0,10 152,65 0,10 152,65

Итого за вычетом возврата руб. 30112,86 29838,52

2.Энергетические затраты

Электроэнергия кВт-ч 0,65 13449 8741,85 13299 8644,35

Сжатый воздух Mj 87,12 2,0 174,24 1,98 172,50

Итого по э/э руб. 8916,09 8816,85

Итого руб. 39028,95 38482,87

Итого в долларах $ 1259,0 1240,0

Приведенные показатели на 1 т (алюминия) готовой продукции п/п Показатель Изменение Экономический показателя эффект (руб.)

1 Удельный расход глинозема - 15 кг/т 162,75

2 Удельный расход анодов - 5 кг/т 81,07

3 Удельный расход фторида алюминия -1,5 кг/т 29,46

4 Удельный расход электрической энергии 150 кВт-ч/т 97,50

Итого на 1 тонну алюминия 372,52

1. Marks J. Global Anode Effect Performance: 2010 PFC Emissions Reduction Objective Metalls // Light Metals. N.2. 2009. P. 251-258.

2. Глушкевич M.A. Совершенствование существующих и разработка новых решений при проектировании алюминиевого производства / М.А. Глушкевич, А.Б. Поддубняк, А.А. Кузаков // Цветные металлы. 2009. № 2. С. 37-41.

3. Tabereaux A. Aluminum industry upgrade set in motion by new wave of high amperage prebakes // Light metals. N.4. 2007. P. 28-30.

4. Bruno J.M. Aluminum carbothermic technology comparison to Hall-Heroult process // Light metals. N.4. 2003. P. 395-400.

5. Pat. 3893899 U.S. Electrolytic cell for metal production / Dell, M.B., Haupin, W.E., Russell, A.S.; 1975.

6. Minh N.Q. The electrolysis of aliminium sulphide in molten fluorides / N.Q. Minh, N.P. Yao // Light metals. N.2. 1984. P. 643-650.

7. Полонский С.Б. Проблемы эффективности производства алюминия / С.Б.Полонский, В.В.Мартынихин, Н.В.Головных // Цветная металлургия. 2010. №6. С. 16-22.

8. Welch В. Advancing the Hall Heroult Electrolytic Process // Light Metals. 2000. P.244-253.

9. Ахмедов С.Н. Состояние и тенденции развития техники производства алюминия в мире / С.Н.Ахмедов, Ю.В.Борисоглебский, М.М.Ветюков // Цветные металлы. 2002. № 4. С.42-44.у'

10. Борисоглебский Ю.В. Металлургия алюминия / Ю.В.Борисоглебский, Г.В. Галевский, Н.М.Кулагин и др. // Новосибирск: Наука, 2000. 438 с.

11. Крюковский В.А. Перспективы производства алюминия переход на обожженные аноды // Цветные металлы. 2008. № 4. С.29-33.

12. LillebuenB. Alumina Dissolution and Current Efficiency in Hall-Heroult Cells / B.Lillebuen, M.Bugge, H.Hoie // Light Metals. 2009. P.389-392.

13. GrjotheimK. Introduction to Aluminium Electrolysis / K.Grjotheim, H.Kvande // Aluminium-Verlag. Oclo, 1993. 243 p.

14. ThonstadJ. Aluminium Electrolysis, Fundamentantals of the Hall -Heroult Process / J. Thonstad, P. Fellner, G.Haarberg et al. // Aluminium-Verlag. Aluminium Electrolysis. 3d edition. Dusseldorf, 2001. 359 p.

15. Поляков П.В. Анализ научно-технических достижений в алюминиевой промышленности // Сборник докладов 1-й Международной конференции «Цветные металлы Сибири-2009», Красноярск: Версо, 2009. С. 170-176.

16. Martin О. The Latest Development of Alcan's AP36 and ALPSYS Technologies / O. Martin, B. Benkahla, T. Tomasino, S. Fardeau, C. Richard, and I. Hugron // Light Metals, 2007. P. 234-242.

17. Mann V. RUSAL, Global Competitiveness: Building a Technology Edge // TMS Conference. Light Metals. 2005. P. 267-273.

18. Vanvoren, С. AP35: The Latest High Performance Industrially Available New Cell Technology / C. Vanvoren, C. Homsi, B. Feve, B. Molinier, and Y. Giovanni // Light Metals. 2001. P.345-349.

19. Dando N. Comparison of PFC Emission for Operating and Newly Started Pots at the Alcoa Fjardaal Point Fed Prebake Smelter / N. Dando, W. Xu, and J. Marks // Light Metals. 2009. P. 269-272.

20. Sun K. Start-Up of New Generation SY350/SY400 Pot / K. Sun, X. Yang, Y. Liu, and J. Zhu // Light Metals. 2009. P. 343-348.

21. Ming Z. The Advancement of New Generation SY350 Pot // Z. Ming, Y. Xiaodong, L. YaFeng, and S. KangJian. // Light Metals 2009. P. 377-380.

22. Sun К. Start-Up of New Generation SY350/SY400 Pot / К. Sun, X. Yang, Y. Liu, and J. Zhu // Light Metals. 2009. P. 343-348.

23. Ming Z. The Advancement of New Generation SY350 Pot / Z. Ming, Y. Xiaodong, L. YaFeng, and S. KangJian // Light Metals. 2009. P. 377 -382.

24. Kakkar B. A Milestone in the Development of the DX Technology / B. Kakkar, M. deZelicourt, A. Zarouni, A. Kalban // Light Metals. 2009. P. 359-362.

25. Benkahla В. AP50 Performances and New Development / B. Benkahla, О. Martin, and T. Tomasino // Light Metals 2009. P. 365-369.

26. Bardal A. HAL4e Hydro's New Generation Cell Technology / A. Bardal, C. Droste, F. Ovstetun, E. Haugland // Light Metals. 2009. P.371-376.

27. Meijer M. New logistic concept for 400 and 500kA smelters // Light metals. 2010. P. 343-348.

28. Пингин B.B. Высокоамперные технологии РУСАЛа 8 лет динамичного развития / В.В. Пингин, A.B. Завадяк, Г.В. Архипов и др.// 2-й Международный конгресс «Цветные металлы-2010», Красноярск: Версо, 2010. С.442-456.

29. Каплун А.Б. ANSYS в руках инженера / А.Б.Каплун, Е.М.Морозов, М.А.Олферова. М.: УРСС, 2003. 270 с.

30. Сизяков В.М. Технологические и методологические основы получения алюминия на мощных электролизерах / В.М. Сизяков, В.Ю. Бажин // Издательство СПГГУ, СПб.: Научная монография, 2011.186 с.

31. Глушкевич М.А. Совершенствование существующих и разработка новых решений при проектировании алюминиевого производства / М.А. Глушкевич, А.Б.Подцубняк, А.А.Кузаков // Цветные металлы. 2009. № 2. С. 38-41.

32. ЗельбергБ.И. Обоснование инвестиций в реконструкцию и строительство алюминиевых заводов в России / Б.И.Зельберг, В.Г.Григорьев, М.А.Глушкевич // Цветные металлы. 2009. № 2. С. 29-33.

33. Skornyakov V.l. SUAL 300 kA prebaked cells / V.l. Skornyakov, Yu.V. Bogdanov, B.I. Ayushin, A.M. Nadtochy // Light metals. 2006. P. 307-312.

34. Martin O. The Next Step to the AP3X-HALE Technology: Higher Amperage, Lower Energy and Economical Performances / О Martin, J. Jolas, B. Benkahla, O.Rebouillat, C.Richard, C.Ritter // Light metals. 2006. P. 249-252.

35. Martin O. Development of the AP39 the new flagship of AP technology / O.Martin, X.Berne, P.Bon, L.Fiot // Light metal. 2010. P. 333-338.

36. Naixiangl F. New Cathodes in Aluminum Reduction Cells / F. Naixiangl, T. Yingfu, P.Jianping, W.Yaowu // Light metal age. 2010. P. 405-412.

37. H Kvande. The 6th Australasian Aluminium smelting technology conference and workshop // Light metal ages, N.2. 1999. P. 68-71.

38. Peng J. Test of drained aluminum electrolysis cell with TiB2/G graphitized cathode at high current density / J. Peng, N. Feng Naixiang, Y. Jiang et al. // Nonferrous Metals Society of China, No.4. 2008. P. 738-744.

39. Ziegler D. Busbar Arrangement Optimization for End Cells / D. Ziegler, and Y. Ruan // Light Metals. 2009. P. 535-539.

40. Schneider A. Heat Transfer Considerations for DC Busbars Sizing / A. Schneider, T. Plikas, D. Richard, L. Gunnewiek // Light Metals. 2009. P. 539-543.

41. Ali M. The Effect of Channel Width under Different Bath Forces on the Aluminium Reduction Cell Current Efficiency / M. Ali, M. Doheim, and A. El-Kersh // Light Metals. 2009. P. 545-550.

42. Dupuis M. Development and application of an ANSYS based termo-electro-mechanical collector bar slot design tool / Light Metals. 2011. P. 519-525.

43. Xiquan Q. Study of Current Distribution in the Metal Pad of Aluminum Reduction Cells / Q. Xiquan, L. Dingxiong, M. Shaoxian, and W. Jihong // Light Metals. 2009. P. 575-580.

44. Severo D. Modelling Approach to Estimate Bath and Metal Heat Transfer Coefficients / D. Severo, and V. Gusberti // Light Metals. 2009. P. 557-562.

45. Bertrand C. Comparison of Two Different Numerical Methods for Predicting the Formation of the Side Ledge in an Aluminium Electrolysis Cell / C. Bertrand, M. Marois, M. Desilets, M. Lacroix // Light Metals. 2009. P. 563-568.

46. Bojarevics V. Solutions for the Metal-Bath Interface in Aluminium Electrolysis Cells // V. Bojarevics, K. Pericleous // Light Metals. 2009. P. 569-574.

47. Wang X. Alcoa STARprobeTM / Xiangwen Wang, Bob Hosier, Gary Tarcy // Light Metals. 2011. P. 483-488.

48. Lorentsen O. Handling C02EQ from an Aluminum Electrolysis Cell / O. Lorentsen, A. Dyroy, M. Karlsen // Light Metals. 2009. P. 263-269.

49. Abbas H. The Impact of Cell Ventilation on the Top Heat Losses and Fugitive Emissions in an Aluminium Smelting Cell / H. Abbas, M. Taylor, M. Farid, and J. Chen // Light Metals. 2009. P. 551-556.

50. Meijer M. New logistic concepts for 400 and 500 kA smelters / Light metals. 2011. P. 345-351.

51. Веткжов M.M. Электрометаллургия алюминия и магния / М.М. Ветюков, А.М.Цыплаков, С.Н.Школьников. М.: Металлургия, 1987. 320 с.

52. Hyland М.М. Surface studies of hydrogen fluoride adsorption on alumina / M.M.Hyland, J.B.Metson, R.G.Haverkamp, B.J.Welch // Light Metal ages. N2. 1989. P. 113-118.

53. Gerlah J. Metallurgical Transaction. / J. Gerlah, K. Kern, K. // Light Metals. 1975. №1. P. 83-86.

54. Вольфсон Г.Е. Производство алюминия в электролизерах с обожженными анодами / Г.Е Вольфсон, В.П Ланкин. М.: Металлургия, 1974. 136 с.

55. Баймаков Ю.В. Электролиз расплавленных солей / Ю.В Байма-ков, М.М Ветюков. М.: Металлургия, 1966. 560 с.

56. Троицкий И.А. Металлургия алюминия / И.А. Троицкий, В.А. Железнов // М. Металлургия. 1984. 398 с.

57. Беляев А.И. Электрометаллургия алюминия / А.И. Беляев, М.Б. Рапопорт, Л.А. Фирсанова, М.: Металлургиздат, 1953. 720 с.

58. Буркат B.C. Разработка и эксплуатация высокоэффективных установок сухой очистки газов на алюминиевых заводах/ B.C. Буркат, В.И. Смола, А.Г. Истомин // Сборник трудов ВАМИ, СПб: 2001. С. 290-302.

59. Отчет ВАМИ. СПб.: 1985. 114 с.

60. GrjotheimK. Understanding the Hall-Heroult Process for Productions of Aluminium / K. Grjotheim, H. Kvande. Dusseldorf: Aluminium Verlag, 1986. 164 p.

61. Васюнина, И.П. Потери фторидов и возможности их уменьшения / И.П. Васюнина. Красноярск: Высшие Российские алюминиевые курсы, 2005.19 с.

62. ГОСТ 19181-78. Алюминий фтористый технический. Технические условия.

63. Исаева Л.А. Глинозем в производстве алюминия электролизом / Л.А. Исаева, П.В. Поляков. Краснотурьинск: ОАО «БАЗ», 2000. 199 с.

64. Wahnsiedler W.E. Factors Affecting Fluoride Evolution for Hall-Heroult Smeting Cells / W.E. Wahnsiedler and others. Light Metals. 1978, Vol. 2. P. 407-424.

65. Haupin W. Mathematical Model of Fluoride Evolution / W. Haupin, H. Kvande//Light Metals. 1984. P. 237-258.t. t.\ .

66. Haupin W. Mathematical Model of Fluoride Evolution from Hall-Heroult Cells / W. Haupin, H. Kvande // Light Metals. 1993. P. 257-263.

67. Диаграммы плавкости солевых систем. Тройные системы / Под ред. В.И. Посыпайко, Е.А. Алексеевой М.: Химия, 1977. 328 с.

68. Wahnsiedler W.E. Factors Affecting Fluoride Evolution for Hall-Heroult Smeting Cells / W.E. Wahnsiedler, Danchik R.S., Haupin W.E and other // Light Metals. 1978, - Vol. 2. - P. 407-424.

69. Grjotheim K. Aluminium Electrolysis, Fundamentantals of the Hall -Heroult Process / K. Grjotheim, C. Krohn, M. Malinovsky et all.2d edition. Dusseldorf Aluminium Verlag. 1982. 448 p.

70. Homsi P. The Reduction of PFC Emissions from Electrolysis Cells / P. Homsi, M. Reverdy // Sixth Australasian Aluminium Smelter Technology Conference and Workshop. Queeenstown, New Zealand, 1998. P. 691-700.

71. Richards N.E. Alumina in Smelting. The 20th Internatinal Course jn process Metallyrgy of Aluminium. Trondheim, 2001. P. 135-148.

72. Буркарт B.C. Расчетно-инструментальный метод определения выбросов фтористых соединений в атмосферу / B.C. Буркарт, В.А.Друкарев // Цветные металлы/ 1998. №1. С. 38-41.

73. Kvande Н. Measurements of per fluorocarbon emission from Norway aluminium smelters / H. Kvande, H. Nes, L.Vik // Light Metals. 2001. P. 289-295.

74. Истомин СП. Проблемы использования фторсодержащих отходов криолитовых и алюминиевых заводов //Цветные металлы. 2002. №1. С. 63-67.

75. Минцис М.Я. Электрометаллургия алюминия / М.Я. Минцис, П.В. Поляков, Г.А. Сиразутдинов // Новосибирск: Наука, 2001. 368 с.

76. Бегунов А.И. О стратегии развития алюминиевой промышленности / Цветные металлы. № 3. 2004. С. 62-64.

77. Поляков П.В. Вторые высшие алюминиевые курсы. Сборник / Красноярск: Версо, 1999. 625 с.

78. Прокопов И.В. Тенденции развития алюминиевой промышленности / Материалы Междунар. научно-практ. конференции, посвященной 75-летию ВАМИ, СПб: 2006. С. 10-22.

79. Jianping P. Development and application of an energy saving technology for aluminum reduction cells / P. Jianping, F. Naixiang, F. Shaofeng, L. Jun, Q. Xiquan // Light metals. 2011. P. 1023-1027.

80. Fengqin L. Application of new structure reduction cell technology / L.Fengqin G. Songqing, W. Jiangmin, Y. Hongjie // Light metals. 2011. P. 509-512.

81. Прокопов И.В. Российская алюминиевая промышленность и некоторые тенденции развития мирового алюминиевого рынка // Тезисы докладов XV Международного симпозиума "ICSOBA-2004". 15-18 июня 2004г. ВАМИ, СПб: 2004. С. 11-12.

82. Vanvoren С. Pechiney's АР50 Reduction Cell // Light Metals. 2002. P.72-73.

83. Yao Shihuan. Discussion on the Aluminum Reduction Technology Development Roadmap in China // Chinese Aluminum Industry, 2009. Vol. 2. P. 2-14.

84. Dingxiong L. New Progress on Application of NEIU400kA Family High Energy Efficiency Aluminium Reduction Pot "HEEP" technology / L. Dingxiong, B. Yungang, Q. Junman, A. Zijin // Light metals. 2011. P. 443-452.

85. Сизяков B.M. Особенности технологии современных мощных алюминиевых электролизеров / В.М. Сизяков, В.Ю. Бажин // Цветная металлургия. 2010. №10. С. 19-24

86. Янко. Э.А. Производство алюминия. СПб: Изд-во СПбГУ, 2007. 376 с.

87. Сиразутдинов Г.А. Новые технологии на Саяногорском алюминиевом заводе // Цветные металлы. 2007. №8. С.64-68.

88. Зельберг Б.И. Промышленные испытания опытных электролизеров с обожженными анодами при повышении силы тока с 300 до 330 кА / Б.И. Зельберг, А.В. Книжник и др. // Цветные металлы. 2009. №2. С. 47-50.

89. Li М. Numerical Study of Busbar Configuration of 600 kA Aluminum Electrolysis Cell / M. Li, J. Zhou. Light Metals. 2007. P.234-238.

90. Xiquan Q. Successful Commercial Operations of NEUI400 Potline / Qi Xiquan, Liang Xuemin, Lu Dingxiong etc.// Light Metals. 2010. P 359-363.

91. Pawiek R.P. 75 Years of Development Of Aluminium Electrolysis Cells // Aluminium, 1999. No.7. 34-743.

92. Ban Y. Baking Start-up and Operation Practices of 400kA Prebaked Anode Pots / Y.Ban, X. Qi, Y. Mao etc. // Light Metals 2010, TMS. 2010, 369-373.

93. Tabereaux A. Prebake Cell Technology A Global Review // JOM. February. 2009. P. 343-352.

94. Отчет ВАМИ. Разработка и внедрение мощных алюминиевых электролизеров с обожженными анодами. 1990. 158 с.

95. Деркач А.С. Разработка и внедрение мощных алюминиевых электролизеров с обожженными анодами / А.С. Деркач, Н.А. Калужский, В.А. Крюковский // Цветные металлы. 1991. №5. С. 28-34.

96. Полонский С.Б. Проблемы эффективности производства алюминия / С.Б. Полонский, В.В. Мартынихин, Н.В. Головных // Цветная металлургия. 2010. №6. С. 16-22.

97. Справочник металлурга по цветным металлам. Производство алюминия / под ред. Ю.В. Баймакова, Я.Е. Конторовича. М.: Металлургия, 1971. 560 с.

98. Карвацкий А.Я. Численное исследование температурных и электрических полей в алюминиевых электролизерах / А.Я. Карвацкий, П.И. Дудников, С.В. Лелека//Промышленная теплотехника. 2003.Т.25. С.389-391.

99. Feng Naixiang. New Cathodes in Aluminum Reduction Cells / Feng Naixiang, Tian Yingfu, Peng Jianping, et al. // Light Metals. 2010. 405-408.

100. Solheim A. Crystallization of Cryolite and Alumina at the Metal-Bath Interface in Aluminum Reduction Cells // Light Metals. 2002. P. 225-230.

101. Berezin A.I. Neural Network Qualifier of Noises of Aluminium Reduction Cell / A.I. Berezin, P.V. Poliakov, and O.O. Rodnov //Light Metals 2003. P. 437-442.

102. Панов E. H. Современные подходы к расчету энергетического баланса электролизера / Е.Н. Панов, А. Я. Карвацкий, Г. Н. Васильченко, И. Л. и др. // 12-ая Междунар. науч.-практ. конференция «Алюминий Сибири -2006», Красноярск: 2006. С. 97-101.

103. Крюков В.В. Комплексный подход к решению проблемы оптимизации и интенсификации технологии электролитического получения алюминия / В.В. Крюков, А.К. Ногай // Цветные металлы. 2005. № 8. С. 68-70.

104. Крюковский В.А. Автореферат докторской диссертации, СПб: 1992.45 с.

105. Поляков П.А. Электролиты в алюминиевой промышленности / П.В. Поляков, И.П. Васюнина. КГАЦМиЗ, Красноярск: 2001. 60 с.

106. Стратегия развития металлургической промышленности России на период до 2020 года. Минпромэнерго России. 08.12.2009.

107. ГОСТ 27798-93. Глинозем. Отбор и подготовка проб Alumina. Sampling and samples preporation. Издан 24.10.1994 с изм. 23.06.2009; Взамен ГОСТ 27798-88; Введ. 1995.01.01.

108. Hyland М. Surface studies of hydrogen fluoride adsorption on alumina / M. Hyland, J. Metson, R. Haverkamp, B. Welch / Light Metals. 1989. P. 113-118.

109. Калужский Д.А. Влияние криолитового отношения электролита на работу мощных алюминиевых электролизеров // Записки горного института. Т. 154. 2004. С. 151-153.

110. Васюнина И.П. Электролиты в алюминиевой промышленности: справочное пособие / И.П. Васюнина, П.В. Поляков // Красноярск: 2001. 187 с.

111. Патент РФ №2010134131. Устройство для отбора проб / Бажин В.Ю., Сизяков В.М., Бричкин В.Н., Власов А.А. Опубл. 27.09.2011. Бюлл. №9.

112. Solheim A. Liquidus temperature and alumina solubility in the system Na3-AlF6-AlF3-LiF-CaF2-MgF2 / A. Solheim, S. Rolseth, E. Skybakmoem // Light Metals. 1995. P. 451-460.

113. Dhameja R. Pot Retrofit with Larger Anodes / R. Dhameja, G. Sachan // Light Metals/ 1990. P. 459-462.

114. Сизяков B.M. Стабилизация состава электролита в высокоамперном алюминиевом электролизере / В.М.Сизяков, В.Ю. Бажин, А.А. Власов, Д.Д. Шарипов, Р.Ю. Фещенко // Цветная металлургия. 2011. №9. С. 29-35.

115. Леви О.Э. Внедрение АПГ точечного типа на электролизерах С-8БМ / О.Э. Леви, В.В. Пингин В.В., К.Ф. Никандров К.Ф., Ю.В. Куликов Ю.В. ТЭВ КрАЗа № 17, Красноярск: 2001. С. 33-36.

116. Бажин В.Ю. Управление сверхмощным алюминиевым электролизером при помощи интеллектуальных систем АПГ/ В.Ю. Бажин. А.В. Лупенков, А.А. Власов // Международный конгресс «Цветные металлы-2010», Красноярск: Версо, 2010. С. 523-529.

117. Козьмин Г.Д. Эволюция и современное состояние систем АПГ. Материалы Высших алюминиевых курсов, Красноярск: 2001. С. 123-129.

118. Dupas N. Increasing Electrolysis Pot Performances through New Crustbreaking and Feeding Solutions // Light Metals. 2009. P. 337-342.

119. Martin O. The Latest Development of Alcan's AP3X and ALPSYS Technologies // Light Metals. 2007. P. 253-259.

120. Сизяков В.М. Состояние и перспективы развития производства алюминия / В.М. Сизяков, В.Ю. Бажин, А.А. Власов // Металлург. 2010. №7. С. 2-6.

121. Jarrett N. Future Developments in the Bayer-Hall-Heroult Process Production of Aluminium and Alumina, Critical Reports on Applied Chemistry // Industry by John Wiley and Sons, Chichester, 1987, Vol. 20. Ch. 13. P. 188-207.

122. Бажин В.Ю. Синергетика в электролизе алюминия / В.Ю. Бажин, А.А. Власов // Расплавы. 2010. №6. С.52-57.

123. Berezin A.I. Neural Network Qualifier of Noises of Aluminium Reduction Cell / P.V. Poliakov, O.O. Rodnov//Light Metals. 2003. P. 437-442.

124. Бабенко А.Г. Альтернативные методы диагностики состояния многофакторного процесса / А.Г. Бабенко, Г.Л. Хазан, В.Ю. Бажин // Расплавы. 2006. №4. С. 77-81.

125. Lindsay S.J. SGA Requirements in coming years // Light metal. 2005. 2005. P. 117-123.

126. Шарипов Д. Д. Регулирование криолитового отношения в высокоамперном электролизере / Д.Д. Шарипов, В.Ю. Бажин // Международная научно-техническая конференция «Актуальные научные вопросы», Часть 3. Тамбов: 2011. С. 135-137.

127. Васюнина Н.В. Растворимость и скорость растворения глинозема в кислых криолит-глиноземных расплавах / Н.В. Васюнина, И.П. Васюнина, Ю.Г. Михалев, A.M. Виноградов // Известия вузов. Цветная металлургия. 2009. №4. С. 24-28.

128. Лукин М.Н. Термодинамическая модель строения криолит-глиноземных расплавов //Известия вузов. Цветная металлургия. 2002. №1. С. 8-12.

129. Михалев Ю.Г. Влияние криолитового отношения, перегрева и добавок фторида калия на скорость растворения глинозёма / Ю.Г. Михалев, А.Б. Браславский, Л.А.Исаева // Сборник трудов 11-ой МК «Алюминий Сибири 2005». Красноярск: 2005. С.113-118.

130. Rolseth, S. Laboratory Study of Alumina Dissolution in Hall-Heroult Baths / S. Rolseth, R. Hovland, O. Kobbeltvedt // To be presented at The VII Aluminium Symposium. Banska Bystrica, Slovakia, 30th September, 1993. P. 102-108.

131. Беляев А.И. Металлургия легких металлов. М.: Металлургия, 1970.368 с.

132. Баймаков Ю.В. Электролиз расплавленных солей / Ю.В. Баймаков, М.М. Ветюков. Металлургия, М: 1966. 549 с.

133. Welch В. Технические вопросы обеспечения высокой производительности алюминиевых электролизеров / Сборник трудов МКВ «Алюминий Сибири 2004», Красноярск: 2004. С. 11-23.

134. Балашова З.Н. Влияние состава электролита на некоторые технико-экономические показатели процесса электролиза / З.Н. Балашова, Л.С. Баранова, А.Г. Скрипник, В.В. Вертинский, В.М. Максимова // Сборник трудов ВАМИ. Л.: 1989. С. 28-34.

135. Михалев Ю.Г. Криолитовое отношение, свойства электролита и показатели электролиза // Технико-экономический вестник. 1999. № 12. С. 3-5.

136. Антонов А.Н. Некоторые физико-химические свойства криолит-глиноземных расплавов с пониженным криолитовым отношением /

137. A.Н.Антонов, О.Н. Дроняева, Н.А.Качалова, В.А.Крюковский, Г.Т.Смирнова // Сборник трудов ВАМИ. Л.: 1989. С. 34-40.

138. Mann V.K. Cryolite ratio and bath temperature stabilization problem in aluminum reduction cell / V.K. Mann, V.V. Yrkov, P.V. Polyakov, V.Y. Buzunov // Light Metals 1998. P. 371-377.

139. Манн B.X. Исследование зависимости между криолитовым отношением и температурой электролита в алюминиевом электролизере /

140. B.Х. Манн, В.В. Юрков, Т.С. Пискажова // Цветные металлы. 2000. №4. С. 95-101.

141. Поляков П.В. Экономическая эффективность литиевых электролитов с учетом очистки алюминия от лития и других примесей / П.В. Поляков,

142. Ю.Н. Попов, М. Adkins // Сборник докладов 9 МК «Алюминий Сибири 2003». Красноярск: 2003. С. 55-68.

143. Фриц С. Фторид лития как добавка к электролиту экономически выгодная очистка алюминия от лития // Сборник докладов 9 МК «Алюминий Сибири - 2003». Краснярск: 2003. С. 69-75.

144. Walker D.I. Pros. Int. Symp. on advances in production and fabrication of light metals and matrix composites // Edmonton, Albers, Canada 23-27 Aug. 1992. P. 328.

145. Kushel G.I. Further studies of alumina dissolution under conditions similiar to cell operation / G.I. Kushel, В J. Welch // Light Metals. 1991. P. 299-305.

146. Wai-Poi N. Alumina dissolution and feeding systems // Light metals. 1994. P. 219-225.

147. Качановская И. С. Растворение прессованного глинозема в криолит-глиноземном расплаве // Цветные металлы, 1971. №10. С. 40-42.

148. Maeda, Н. Measurement of dissolution rate f alumina in cryolite melt / H. Maeda, S. Matsui // Light Metals. 1985. P. 763-777.

149. Кирик С.Д. Технологический контроль электролита: состояния, проблемы и перспективы / В.Д. Кирик, A.M. Саютин, И.С. Якимов // Сб.трудов конф. «Алюминий Сибири 2002». Красноярск: 2002. С. 12-17.

150. Справочник по расплавленным солям: пер. с англ. Т. 1. Д.: Химия, 1971. С. 168.

151. Виноградов A.M. Взаимодействие обожженного анода и электролита при получении алюминия. Автореф. дис. канд. тех. наук. Иркутск, 2010. 21 с.

152. Tabereaux A. Aluminum industry upgrade set in motion by new wave of high amperage prebakes // Light Metals. 2007. P. 28-30.

153. Компанией М.Ф. Кристаллооптический анализ в алюминиевом производстве. М.: Металлургиздат, 1959. 98 с.

154. Дифрактометрическое определение криолитового модуля закаленных и медленно неохлажденных электролитов алюминиевых ванн с добавками фторидов кальция и магния: Временная инструкция. Д.: ВАМИ, 1982. 47 с.

155. Руководство: Методы аналитического контроля в цветной металлургии. Том V. Производство глинозема. Часть II. Методы аналитического контроля в производстве алюминия. М.: Минцветмет СССР, 1980.134 с.о

156. Технологическая инструкция аналитического прибора «ДИФРЕИ». Научные приборы. СПб: 2010. 25 с.

157. Бузунов В.Ю. Новый состав электролита на КрАЗе / В.Ю. Бузунов, А.Г.Баранцев, В.И.Савинов // Сб-к трудов конф. «Алюминий Сибири-99», с. 103-109.

158. Бузунов В.Ю. Анализ состояния и основные пути развития электролизного производства заводов компании / В.Ю. Бузунов, В.А. Тян // Технико-экономический вестник «Русского Алюминия» №2, 2003, с. 2-8.

159. Кирик С.Д. Результаты Round Robin технологического контроля состава электролита / С.Д. Кирик, И.С. Якимов // Сб. материалов конф. «Алюминий Сибири-2003». Красноярск: 2003. С. 234-243.

160. Якимов И.С. Эффективность и проблемы внедрения рентгенографического контроля состава электролита / И.С. Якимов, С.Д. Кирик // Сб. трудов конф. «Алюминий сибири-99», Красноярск, 1999.

161. Peter М. Контроль концентрации фторида алюминия // Light Metals. 1992. P. 369-377.

162. Paulino L. Ponderacao do Programa de Ratio pelaTemperatura // Relatorio de Processo Alcoa Pocos Brazil, 2001. P.255-265.

163. Патент РФ на изобретение № 2011116273. Способ контроля технологических параметров электролита алюминиевого электролизера / Бажин В.Ю., Сизяков В.М., Лупенков А.В., Власов А.А. Фещенко Р.Ю. Бюлл.№ 4. Опубл. 23.04.2011.

164. Минцис М.Я. Распределение тока в алюминиевых электролизерах / СибГИУ, Новокузнецк: 2002. 126 с.

165. Lympany S.D. Metallurgical Applications in Metalurgical Transactions / S.D. Lympany, J.W. Evans // The Metals Society, London: Vol. 63 (1983). P.345-367.

166. Moreau R. An analysis of the hydrodynamic of aluminum reduction cells / R. Moreau, J.W. Evans J // Electrochem. Soc.: Electrochemical, Science and technology, Vol. 131, No. 10, 1984. P.2251-2259.

167. Moreau R.The Moreau-Evans hydrodynamicmodel applied to actual Hall-Heroult cells / R. Moreau, D. Zeiler, Metalurgical Trnsactions, Vol. 19B, No. 8, 1988. P.737-744.

168. Bojarevics V.V. Method for calculation of the magnetic field based on Biot-Savat-Laplace law in stratified media / V.V. Boyarevich, H.E. Kalis. Izv. Akademii Nauk Latviiskoi CCP, Seria Fiziceskih I tehniceskih nauk, N. 3, 1988.P. 123-134.

169. Bojarevics V.V. Magnetohydrodynamic interface waves and the distribution of heat caused by the dynamic interaction of currents in aluminum electrolytic cell, IUTAM Symposium 1993, Kluver, P. 360-367.

170. Bojarevics V.V. Nonlinear waves with electromagnetic interaction in aluminium electrolysis cells. Progr. Fluid Flow Res.: Turbulence and Applied MHD. AIAA. 1998, Chapter 58, P. 833-848. P. 358-363.

171. Bojarevics V. Long waves instability of liquid metal-electrolyte interface in aluminium electrolysis cells: a generalization of Sele's criterion / V. Bojarevics, M. Romerio // Eur. J. Mech., B/Fluids, Vol. 13. 1994. No. 1, P. 33-56.

172. Panaitescu A. Etude de la circulation de l'aluminium fondu dans un electrolyseur / A. Panaitescu, V. Panaitescu // Rev. Roum. Sci. Techn. -Electrotechn. Et Energ., Vol. 39, 2, 1994. P.234-254.

173. Haupin W. Understanding Boundary Layers // Light Metals. 1997. P. 319-323.

174. Галевский Г.В. Металлургия алюминия. Технология, электроснабжение, автоматизация: учебное пособие для вузов. 3-е изд. / Г.В. Галевский, Н.М. Кулагин, М.Я. Минцис, Г.А. Сиразутдинов. М.: Флинта, Наука, 2008. 529 с.

175. Галевский Г.В. Металлургия алюминия. Электролизеры с анодом Содерберга и их модернизация: учебное пособие для вузов / Г.В. Галевский, МЛ. Минцис, Г.А. Сиразутдинов. М.: Флинта, Наука, 2008. 239 с.

176. Будилов И.Н. Моделирование магнитогидродинамических процессов в промышленных электролизерах с помощью ANSYS / И.Н.Будилов, Ю.В.Лукащук // ANSYS Solutions. М.: Русская редакция. 2007. С. 13-18.

177. Tessier J. Multivariate Statistical Process Monitoring of Reduction Cells / J. Tessier, T. Zwirz, G. Tarcy, R. Manzini // Light Metals 2009. P. 305-309.

178. Роднов O.O. Идентификация технологического состояния электролизера по флуктуациям приведенного напряжения / О.О.Роднов, А.И.Березин, П.В.Поляков // Сборник докладов международной конференции «Алюминий Сибири 2003». Красноярск: Версо, 2003. С.234-239.

179. Т. Sele. Instability of the Metal Surface in Electrolytic Alumina Reduction Cells // Met.trans. B, Vol 8B, 1977. P. 613-618.

180. Журавин Ю.Д. Особенности электрообеспечения алюминиевых электролизеров / Ю.Д. Журавин, М.Ю. Минцис. М.: Металлургия. 1982. 78 с.

181. Скорняков В.И. Исследования влияния номинальной ЭДС на качество регулирования межполюсного расстояния электролизера на силу тока 300 кА / В.И.Скорняков, АФ. Жаров, В.В.Веселков и др. // Цветные металлы. 2005. № U.C. 57-64.

182. Бажин В.Ю. Ресурсосберегающие технологии высокоамперного электролиза алюминия / В.Ю. Бажин. В.М. Сизяков. III Международный конгресс «Цветные металлы-2011». Сборник докладов третьего международного конгресса. Красноярск: ООО Версо, 2011. С. 193-203.

183. Матвеев Ю.А. Пути модернизации и технического перевооружения алюминиевых заводов России и других стран СНГ / Ю.А. Матвеев, H.A. Калужский, Г.Е. Вольфсон // Цветные металлы. 2001. № 12. С. 54-59.

184. Тешуков В.М. Пространственные стационарные волны в сдвиговом потоке / ПМТФ. 2004. Том 45. №2. С. 28-39.

185. Миролюбов H.H. Методы расчета электростатических полей. М.: Высшая школа, 1963. 86 с.

186. Мулярчик С.Г. Численное моделирование микроэлектронных структур. / Минск: Пресс, 1989. 112 с.

187. Нейман JI.P. Теоретические основы электротехники / Л.Р.Нейман, К.С.Демирчян. М.: Энергия, 1981. 146 с.

188. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости / Пер. с англ. В.Д.Виленского. М.: Энергоатомиздат, 1984.153 с.

189. Бухгольц Г. Расчет электрических и магнитных полей / Пер. с нем. М.: ИЛ, 1961. 123 с.

190. Дубров А. М. Многомерные статистические методы и основы эконометрики: Учеб. пособие / А. М. Дубров, В. С. Мхитарян, Л. И. Трошин. МЭСИ, М.: 2002. 79 с.

191. Карвацкий А.Я. Численное исследование температурных и электрических полей в алюминиевых электролизерах / А.Я. Карвацкий, П.И. Дудников, С.В. Лелека // Промышленная теплотехника. 2003. Т. 25. С. 389-391.

192. Бажин В.Ю. Влияние МГД-стабильности мощного алюминиевого электролизера на выход по току / В.Ю. Бажин, Макушин Д.В. // Записки Горного Института. Том 192. СПГГИ (ТУ). С. 154-159.

193. Платонов В.В. Расчет магнитогидродинамических (МГД) параметров ошиновки торцевых электролизеров в корпусах электролиза БоАЗ с учетом согласованных расстояний между корпусами // Отчет. Красноярск, Саяногорск, 2007. 14 с.

194. Шаповалов А.В. Отчет ВАМИ "Исследовать влияние перемыкающих элементов ошиновок на стабильность работы электролизеров" по теме 5-84-274, 1985. 37 с.

195. Ullebuen В. Current Efficiency Measurements in High Amperage Cells at Low Alumina Concentrations / B. Ullebuen, T. Mellerud, О Wallevik, A. Huglen // Paper A86-44, presented at the AIME Annual Meeting in New Orleans, USA, 1986. P.124-139.

196. Басов К. A. ANSYS для конструкторов. M.: ДМК Пресс, 2009. 248 с.

197. ANSYS Electromagnetic Field Analysis Guide, Chapter 5.

198. CFX 5.6. USER MANUAL-Solver Modelling, Multiphase Flow Modelling, 150 p.

199. Davidson P. A. Stability of Interfacial Waves in Aluminium Reduction Cells / P. A. Davidson and R. I. Lindsay // Journal of Fluid Mechanics, 362.1998. P. 273-295.

200. Zikanov О. Shallow Water Model of Flows in Hall-Heroult Cells / O. Zikanov, H. Sun, D. P. Ziegler // Light Metals. 2004. P. 445-451.

201. Potocnik, V. Modeling of Metal-Bath Interface Waves in Hall-Heroult Cells Using ESTER/PHOENICS / Light Metals. 1989. P. 227-235.

202. Segatz M. et al., Modeling of Transient Magneto- Hydrodynamic Phenomena in Hall-Heroult Cells / Light Metals. 1993. P. 361-368.

203. MingZ. The Advancement of New Generation SY350 Pot / Z. Ming, Y.Xiaodong, L.YaFeng et al. // Light Metals. 2009. P.377-382.

204. Feng Naixiang. New Cathodes in Aluminum Reduction Cells / Feng Naixiang, Tian Yingfu, Peng Jianping, et al. Edited by John A. Johnson, Light Metals 2010, TMS: 405-408.

205. Simakov D. A. et al. The pilot tests of wettable cathode coating, XI Int. Conf. on Aluminium Siberia 2005, Krasnoyarsk 13 Sept. 2005. P.234-267.

206. Andrews E. W. et al. Implementation of TiB2 composite coated cathode technology in aluminium reduction cells // Proc. VII Australasian aluminium Smelting Technology Conference and workshop, Melbourne, Australia, 11-16 November 2001, 15 p.

207. Keniry P. Future directions for aluminium reduction cell technology // 7th Australasian Aluminium Smelting Technology conference, Melbourne, Australia 11-16 November 2001, 14 p.

208. Ахмедов C.H. Исследование прочностных характеристик катодного кожуха для мощных алюминиевых электролизеров / С.Н. Ахмедов, В.В. Тихомиров, Козлов и др. Цветные металлы // 2006. №11. С. 34-39.

209. Скурихин В.В. Новые предложения по материалам для футеровки катодных кожухов алюминиевых электролизеров / В. В. Скурихин, В. Я. Сакулин, В. П. Мигаль и др. // Цветные металлы. 2009. №2. С. 42-46.

210. Сорлье, М. Катоды в алюминиевом электролизе / М. Сорлье, X. Оя; пер. с англ. П. В. Полякова. Красноярск//Гос. Университет, Красноярск: 1997.460 с.

211. Макушин Д.В. Особенности взаимодействия алюминия с натрием в присутствии электролита алюминиевых ванн / Д.В. Макушин, Н.В. Грачев, С.В.Александровский // Цветная металлургия. 2006. № 5. С. 27-29.

212. Бажин В.Ю. Футеровочные материалы алюминиевых электролизеров / В.Ю. Бажин, Д.В. Макушин, Ю.Н. Гагулин // Новые огнеупоры. 2008. №3. С. 25-27.

213. Бажин В.Ю. Футеровочные материалы современного алюминиевого электролизера / В.Ю. Бажин В.Ю, Д.В. Макушин, Ю.Н. Гагулин // Новые огнеупоры. 2008. №9. С. 13-16.

214. Бажин В.Ю. Боковая футеровка алюминиевого электролизера // Новые огнеупоры. 2009. №4. С. 51.

215. Юрков A. JI. Огнеупоры и углеродистые катодные материалы для алюминиевой промышленности. Красноярск: Бона компании, 2005. 257 с.

216. Бажин В.Ю. Способ переплавки кремниевой пыли. Рационализаторские предложения и изобретения, рекомендуемые министерством для внедрения в цветной металлургии, М.: ЦНИИцветмет экономики и информации, 1989. №10. С. 10.

217. Шенинг К. Разрушение футеровки подины в алюминиевых редукционных электролизерах. Часть И.: Лабораторные данные и выбойка / К. Шенинг, А. Солхейм, Э. Скайбэкмоен. Красноярск: сб. докл. Алюминий Сибири, 2008. С. 85-91.

218. Прошкин А.В. Изменение свойств барьерных материалов при работе электролизеров для получения первичного алюминия / А.В. Прошкин, A.M. Погодаев, П.В. Поляков // Красноярск: Сб. докл. Алюминий Сибири, 2007. С. 124-133.

219. Parin R. Electrolyte degradation within cathode materials / Parin Rafiei, Frank Hiltmann, et.al. // Light Metals. 2001. P. 747-753.

220. Diez Maria-Antonia. Modeling the degradation of carbon cathodes by sodium // Light Metals. 2001. P.739-747.

221. Pierre-Yves B. Revising sodium and bath penetration in the carbon lining of aluminum electrolysis cell / Pierre-Yves Brisson, Gervais Soucy, et.al. // Light Metals. 2005. P. 727-732.

222. Dresselhaus M. S. Intercalation compounds of graphite / M. S. Dresselhaus and G. Dresselhaus // Adv. Phys., 30,(2),1981. P. 126-139.

223. Zhao Qun. Chemical reaction model of cathode failure in large prebaked anode aluminum reduction cells / Zhao Qun, Xie Yanli, et.al. // Trans. NonFerrous Met. Soc. China, Vol.12, No.6, 2002, P. 1195-1198.

224. Патент РФ №2010134139. Подина электролизера для получения алюминия / Бажин В.Ю., Сизяков В.М., Бричкин В.Н., Власов А.А. Патрин Р.К. Бюлл. №9. Опубл. 27.09.2011.

225. Патент РФ №2010134138. Катодное устройство электролизера для получения алюминия / Бажин В.Ю., Сизяков В.М. Власов А.А. Патрин Р.К. Бюлл. №12. Опубл. 27.12.2011.

226. Блинов В. А. Получение HF из шлака отработавшей футеровки / В.А. Блинов, Т. Грандэ, Г. Ойя // Красноярск: Сб. докл. Цветные металлы Сибири, 2009. С. 289-296.

227. Солхейм А. Разрушение футеровки подины в алюминиевых редукционных электролизерах. Часть I.: «Химические равновесия при 1100 К» / А. Солхейм, К. Шенинг // Красноярск: сб. докл. Алюминий Сибири, 2008. С. 78-84.

228. Wangxing Li. Chemical Stability of Fluorides Related to Spent Potlining / Li Wangxing, Chen Xiping // Light Metals. 2008. P. 855-860.

229. Wangxing Li. Development of Detoxifying Process for Spent Potliner in CHALCO / Li Wangxing, Chen Xiping // Light Metals. 2005. P. 515-517.

230. Wangxing Li. Running Results of the SPL Detoxifying Pilot Plant in CHALCO / Li Wangxing, Chen Xiping // Light Metals 2006, P. 219-222.

231. Chen X. Development Status of Processing Technology for Spent Potlining in China / Light Metals. 2010. P. 859-861.

232. Головных H.B. Переработка твердых отходов алюминиевого производства / Н.В. Головных, В.В. Мартынихин, С.Б. Полонский // Экология производства. Научно производственный журнал. Приложение, 2006 №3. С. 10-13.

233. Гавриленко JI. В. Переработка шлама и пыли газоочистки способом флотации с получением / Л. В. Гавриленко, А.А. Гавриленко, В.В. Волянский, С.В. Филиппов// Цветные металлы Сибири. 2009. Т. 2. С. 324-326.

234. Куликов Б.П. Переработка отходов алюминиевого производства / Б.П. Куликов, С.П. Истомин // С.Петербург, изд-во МАНЭБ, 2004. 478 с.

235. Седых В.И. Проблемы переработки углеродистых отходов алюминиевого производства // Металлургия легких и тугоплавких металлов. Сборник научных трудов. УГТУ УПИ, - 2008. С. 143-148.

236. Куликов Б.П. Переработка фторсодержащих отходов и промпродуктов алюминиевого производства в цементной промышленности / Б.П. Куликов, М.Д. Николаев, С.А. Дитрих, Л.М. Ларионов // Красноярск: сб. докл. Цветные металлы Сибири. 2010. С. 822-830.

237. Истомин С.П. Проблемы использования фторсодержащих отходов криолитовых и алюминиевых заводов // Цветные металлы, 2002. №1. С. 63-67.

238. Оуе. Н.А. Publications 1962-2004 / Pr. Harald А. Оуе 70 аг. Norwegian University. 2839 p.

239. Утков В.А. Вариант централизованной переработки угольных отходов капитального ремонта алюминиевых электролизеров / В.А. Утков, В.М. Сизяков, Н.М. Теляков, В.А. Крюковский, И.И. Ребрик, В.И. Смола // Металлург. 2008. №11. С. 48-53.

240. Чжен В.А. Минимизация негативного воздействия предприятий алюминиевой промышленности на окружающую среду / В.А. Чжен, B.C. Буркарт, В.А. Утков, Е.А. Самбуева // Металлург. 2008. №11. С. 38-45.

241. Заявка на изобретение № 2010134455. Способ обработки отработанной футеровки электролитического производства алюминия и устройства для его осуществления. Авторы: Бажин В.Ю., Мозер С.П., Сизяков В.М. Власов А.А. Патрин К.Р. Зарегистр. 27.01.2012.

242. Сизяков В.М. Состояние и перспективы развития производства алюминия / В.М. Сизяков, В.Ю. Бажин, А.А. Власов // Металлург. 2010. №7. С. 2-6.

243. Сизяков В.М. Особенности технологии современных мощных алюминиевых электролизеров / В.М. Сизяков, В.Ю. Бажин // Цветная металлургия. 2010. №10.С. 19-24.

244. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2007611221. «NN Control» / А.Г. Бабенко, Г.Л. Хазан, В.Ю. Бажин, В.Г. Лисиенко. Опубл. 22.03.07.

245. Рапопорт М.Б. Повышение стойкости катодных блоков алюминиевых электролизеров // Труды ВАМИ. Л., 1955. Т. 38. С. 35-39.

246. Бажин В.Ю. Стойкость футеровочных материалов мощного алюминиевого электролизера // Новые огнеупоры. 2010. №2. С. 3-5.

247. Бажин В.Ю. Современные способы переработки отработанных огнеупорных материалов футеровки алюминиевого электролизера / В.Ю. Бажин, Р.К. Патрин // Новые огнеупоры. 2011. №2. С. 39-43.

248. Бажин В.Ю. Утилизация техногенных отходов электролизного производства алюминия / В.Ю. Бажин, A.A. Власов, Р.К. Патрин // Безопасность жизнедеятельности. 2010. №9. С. 18-21.

249. Свидетельство на программу ЭВМ №2011815771. Программа дискретного питания алюминиевого электролизера. Авторы: Петров П.А., Бажин В.Ю., Власов A.A. Регистр. 10.12.2011.

250. Схема материальных потоков для высокоамперных электролизеров

251. В<я*пА1'«о®I шасф^у: 13541х/тА1г

252. ВыеросыЕ «литосферу, иг Л-АЦе тх.:езееше-е1-0.03а,топе -ва-оцо000 втм.6(^-710-» Ишго:1.5

253. Еь£росы е атмосферу через аэрацкнные фоифи; ггЛАЦ етя.:НР-0,195 Е^-аш 30^-0,25 пшьнесрг.-1,1 СО-ОУЗсго: 38,47ишк1. Вот©: кгАА!1. Кяменни^-готш ныйпек.1. УсгакЕка с^жй счгпукг130е

254. ПраШЕОДСТЕ О обожюжых зьсда, брутто 520кг/гА11. Ггннэзем 1Э25кгАА1

255. Фторклый гошг.тин-й 15 кг/гА1 (е югачая рааосда напуск)1. Штералггргсхнрвлкжга,кгЛЛ1утешнаяфугерсЕга.-16огке^псркмфугерсига-13,1эгпиюэем1 1*

256. Выброс Е ИТ.Т)сферу через дат.тсЕыеетн.: ОТ-0,105 Р^-0,10511,75 1шшгес{г.-0и85 СО —39,2 С0Х— 1271£ ^•гефгорск -0,42 Шго: 1324,03т1. Устчнша С^£(Й1. МИГНИ ПЗСЕ1. Вьцякнхе с пыль) игазапк

257. Э 1ВСф(НИ1 фЫ с предварительно обожкоснынн анодаш1. Ллшпшнн-сьфщ1 т( 1000 кг)1. Огаркисбоз+е+енн ЫХ ¡ИЮДСЕ,1. Ю0кг/гА1

258. Сйраваишм футерлжа этапрсотзерок:изеехгас эпиаропач, 2,01т/г.А1 (нлюпбзх агие пркпу=к е гаи тсе арной прс?ркг)ачрщюганнаяфугержка 30 кг Л---гсане^пкршя футеровка- 13,1 -ге/сА!ап) шицф: лдга/гд

259. Блок схема образования и складирования техногенных отходов

260. Результаты испытаний обжига отработанной катодной футеровки в реверсивной барабанной печи