Нарушения технологии получения АВЧ и их устранение

Нарушения нормального хода электролиза вызываются в основном отклонениями от температурного режима.

1) Горячий ход вызывается повышенным уровнем электролита (увеличенным МПР) или наличием большого количества шлама в нем. Внешние признаки горячего хода: отсутствие корок электролита на поверхности катодного металла, заметное улетучивание электролита (ванна «дымит»), подплавление алюминиевых «рубашек» на катодах.

Для устранения горячего хода ванны уменьшают высоту слоя электролита, а при обнаружении шлама осуществляют очистку от него.

2) Холодный ход связан с малым уровнем электролита и повышенными потерями тепла, вызванными чрезмерными уровнями катодного металла или анодного сплава, имеющими высокую теплопроводность. Холодный ход ликвидируют восстановлением оптимальных уровней электролита, анодного сплава и катодного алюминия.

3) Неравномерность токовой нагрузки на катоды обнаруживают с помощью милливольтметра. Причиной чаще всего является холодный ход ванны или недостаточно квалифицированное обслуживание катодов (их установка).

4) Загрязнение катодного металла примесями определяют по результатам анализов. Причины загрязнения:

- разрушение футеровки шахты ванны,

- смешение анодного сплава с катодным металлом при небрежном обслуживании ванны,

- большое количество шлама в электролите,

- появление больших наростов у входа в канал кармана,

- нарушение технологии заливки алюминия-сырца,

- нарушения нормального хода процесса рафинирования,

- использование недостаточно чистого электролита.

Для вывода ванны на нормальный режим работы устраняют причины попадания примесей. Затем удаляют весь загрязненный металл и заливают рафинированный из других электролизеров. Если нарушена футеровка, электролизер отключают на капитальный ремонт.

Технико-экономические показатели процесса получения АВЧ

Алюминий высокой чистоты транспортируют в вакуумных ковшах для дальнейшей переработки в литейное отделение. Для разливки АВЧ применяют обычное литейное оборудование: печь или миксер, литейную машину или разливочную машину конвейерного типа, но во избежание загрязнения алюминия примесями это оборудование не применяют для разливки металла технической чистоты. Обычно АВЧ отгружают потребителям в форме чушек или слитков.

Основные параметры процесса электрорафинирования:

Рабочее напряжение, В.......................................... 5,5—6,0

Температура, °С....................................................... 750—810

Плотность тока, А/см²............................................. 0,5—0,6

Уровни, см:

катодного металла......................................... 10—16

электролита..................................................... 11—13

анодного сплава............................................. 20—25

При этом достигаются следующие показатели:

Катодный выход по току, %................................ 95—97

Расход электроэнергии постоянного тока, кВт ч/т. 16000-18000

Расходные коэффициенты, кг/т:

хлорид бария.................................................. 35—50

свежий криолит.............................................. 16—19

фторид алюминия.......................................... 15—18

медь................................................................... 10—16

графит............................................................... 12—15

первичный алюминий............................... 1025— 1030

Выход по току АВЧ не достигает 100 %, так как часть его теряется с электролитными корками, шламом и интерметаллидами, а также потому, что не весь получаемый катодный металл может быть отнесен к классу АВЧ. Себестоимость АВЧ в 1,5-2 раза выше себестоимости первичного алюминия в связи с большими затратами на сырье, основные материалы и на электроэнергию. Развитие технологии рафинирования алюминия имеет следующие перспективы:

- Применение способа отжатия в центрифугах алюминия и меди из анодных осадков, позволяющее снизить расходные коэффициенты по меди до 4 кг/т и по алюминию до 1020 кг/т.

- Утепление верха электролизера, подбор оптимального междуполюсного расстояния и состава электролита с повышенной электропроводимостью с целью снижения напряжения на ваннах.

- Разработка способов утилизации ценных компонентов (прежде всего алюминия и фтористых солей) из электролитных корок и шлама с целью снижения расходных коэффициентов на сырье и материалы.