Техника безопасности и охрана окружающей среды

В процессе производства алюминия электролизом применяются различные виды сырья и выделяются твердые и газообразные вещества, которые оказывают негативное воздействие на окружающую природу и человека. Проникновение вредных веществ в организм человека чаще всего происходит через дыхательные пути, реже - через желудочный тракт и кожу. Поэтому основное внимание уделяется мерам по предотвращению поступления вредных веществ в рабочую зону и окружающую завод воздушную среду.

В процессе электролитического производства алюминия образуются различные отходы производства, которые утилизируются, подлежат длительному хранению или уничтожению. Наибольшую опасность представляют твердые отходы, содержащие фтор в водорастворимом виде, что может быть потенциально опасным для загрязнения водных источников.

Утилизация газообразного фтора. Утилизация уловленного системами газоочистки газообразного фтора преследует две цели: улучшение экологических показателей производства первичного алюминия и снижение затрат на производство за счет выработки регенерационного криолита. Способ утилизации фтористых газов зависит от вида газоочистки, применяемого на заводе. В практике нашли применение два способа: мокрая и сухая газоочистка.

При сухом способе отходящие от электролизера газы проходят через слой глинозема, который адсорбирует фтористый водород, а вторичный глинозем, насыщенный фтором, возвращается в производство алюминия. Таким образом, утилизируются фторсодержащие газы и никаких отходов при этом не образуется.

Утилизация фторсодержащих газов и производство регенерационного криолита из них возможны лишь при применении мокрой газоочистки. Промытые содовым раствором отходящие газы выбрасываются в атмосферу, а насыщенный раствор после отделения из него взвешенных частиц (глинозем, пековые погоны, сажа) подается на варку криолита.

В результате взаимодействия осветленного раствора, содержащего фторид натрия, с алюминатным раствором образуется криолит, который выпадает в осадок.

После отделения криолита фильтрованием маточный содовый раствор возвращают в систему газоочистки. Криолит сушат и направляют на электролиз.

Полученный регенерационный криолит загрязнен примесями, и его используют в основном на пуске электролизеров или как небольшую добавку к свежим фторсолям.

Мокрый способ очистки газов характеризуется значительным количеством отходов.

Переработка угольной пены. В пене, снимаемой с поверхности электролита, содержится до 31 % фтора и только 28 - 30 % углерода. Поэтому с целью извлечения компонентов электролита пена подвергается переработке методом флотации.

При флотации угольной пены она разделяется на два вида частиц - хорошо смачиваемые водой (гидрофильные) частицы электролита и плохо смачиваемые (гидрофобные) частицы угля. Разделение этих частиц и происходит во флотационных машинах. Для повышения эффективности процесса полученная пена с частицами угля подвергается неоднократной перечистке. Осевшая на дне флотомашины криолитовая пульпа поступает на сгущение, фильтрацию и сушку и в виде флотационного криолита возвращается в электролизный цех.

При наличии на заводе мокрой очистки газов и производства регенерационного криолита последний смешивают с флотационным и в виде вторичного криолита используют при электролизе.

Утилизация отработанной футеровки электролизеров - большая экологическая проблема вследствие того, что футеровка пропитывается компонентами электролита. Отработанная футеровка электролизеров содержит около 30 % углерода, 30 огнеупоров и до 40 % фторидов. Опасность заключается в том, что фториды находятся в ней в водорастворимом виде и под воздействием атмосферных осадков выщелачиваются, загрязняя водоисточники.