Экология современного производства

Хлориды алюминия и железа, выгруженные из второго конденсатора, нагреваются, перекачиваются в контактный очиститель, где контактируют в противотоке с подвижным слоем твердых частиц алюминия.

Рисунок 3. Схема получения алюминия по методу Тота

Очищенный хлорид алюминия поступает на металлотермическое восстановление. Технически доступными восстановителями, имеющими большее сродство к хлору, чем алюминий, являются натрий, магний и марганец. Однако первые два элемента дороги и их производство весьма энергоемко. Поэтому, по мнению разработчиков процесса, определенные преимущества имеет использование марганца, который можно регенерировать из хлорида карботермическим методом со значительно меньшими энергозатратами. При восстановлении хлорида алюминия марганцем протекают реакции.

Алюминий из смеси МпС12 с непрореагировавшим А1С13, выделяется в циклонных сепараторах, а хлориды марганца и алюминия разделяются в выпарном аппарате. Хлорид алюминия возвращается в реактор для получения алюминия, а хлорид марганца взаимодействует с кислородом с образованием твердых оксидов марганца и хлора. Оксид марганца восстанавливается до металла карботермическим методом в шахтных печах, куда загружают кокс и известняк. Марганец в печь добавляется для восполнения потерь его в ходе процесса.

К недостаткам данного процесса, как и других металлотермических методов, относятся загрязнение получаемого продукта металлом-восстановителем, необходимость организации производства по регенерации восстановителя и увлечение капитальных затрат.

Технические удельные нормативы эмиссий в атмосферный воздух от работы основного оборудования электролизного производства и обжига анодов устанавливаются по девяти показателям, включая твердые частицы и газообразные примеси, для действующих, вновь вводимых и реконструируемых предприятий, использующих твердое, жидкое и газообразное сырье и топливо, как при индивидуальном, так и совместном их применении. 

Технические удельные нормативы эмиссий твердых частиц устанавливаются для пяти показателей: пыль неорганическая (содержание оксида кремния SiO2 менее 20 %), оксид алюминия Аl2О3 (в пересчете на алюминий), фториды нерастворимые (F), пыль кокса и возгоны каменноугольного пека (по бенз(а)пирену).

Технические удельные нормативы эмиссий газообразных примесей в атмосферу устанавливаются для четырех показателей: оксид углерода СО, диоксид серы SO2, оксиды азота NO2, фториды газообразные (НF).

Контроль содержания твердых и газообразных загрязняющих веществ в отходящих газах ведется прямыми замерами в газоходах, воздухе рабочей зоны, на фонарях корпусов электролиза, на трубах газоочистки с последующим пересчетом суммарных эмиссий в атмосферный воздух.

Удельные нормативы эмиссий достигаются за счет внедрения системы технических и технологических решений, включая оборудование узла газо- и пылеочистки с последующим возвратом уловленной технологической пыли в процесс.

 Эмиссии производственных  сточных вод в процессах производства  алюминия методом электролиза для действующих, реконструируемых и вновь строящихся предприятий в обязательном порядке должны быть предусмотрены по замкнутому циклу водооборота.

Рисунок 4. Схема электролизера с биполярными электродами для электролиза хлорида алюминия: 1 – крышка: 2 – водяное охлаждение: 3 – анод; 4 – биполярные электроды; 5 – катод; 6 – футеровка; 7 – отсек для сбора алюминия. Материал: А – графит; Б – шамот; В – диатом.

Список литературы

1.  Колодин Э.А., Свердлин В.А., Свобода Р.В. Производство обожженных анодов алюминиевых электролизеров. – М.: Металлургия, 1980. – 84 с.
2. Веткжов М.М., Цьшлаков А.М., Школьников С.Н. Электрометаллургия алюминия и магния. – М.: Металлургия, 1987. – 320 с.
3. Логинов В.Ф. Основы экологии и природопользования. - Полоцк: ПГУ, 1998. –  116с.
4. Лейбович Р.Е. Технология коксохимического производства. М., 1966. – 236с.
5. Сандлер Р.А., Рапир А.Х. Электрометаллургия алюминия и магния. – Л., 1983. – 94 с.
6. Степановских А.С. Прикладная экология: охрана окружающей среды: Учебник для вузов. - М.: Юнити-Дана, 2003. – 501с.
7. Челноков А.А., Ющенко Л.Ф. Основы промышленной экологии. - Мн: Вышэйшая. школа, 2001. – 173с.
8. Челноков А.А., Ющенко Л.Ф. Охрана окружающей среды. − Мн: Вышэйшая школа, 2006. − 154 с.
9. Шимова О.С., Соколовский Н.К. Основы экологии и экономика природопользования. – Мн.: БГЭУ, 2001. – 381с.
10. Янхо Э.А. Производство анодной массы. – М.: Металлургия, 1975. – 128с.