Оптимизация аналитических исследований состава и свойств электролитов метода Эру-Холла

• Автор: Мухетдинова, Анастасия Викторовна
• Шифр специальности: 02.00.04, 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 158 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Контроль химического состава электролитов алюминиевого

производства

1.1. Состав промышленного электролита

1.2. Аналитические методы контроля состава электролита

Выводы

Глава 2. Физикохимическое моделирование металлургических процессов

производства алюминия

2.1. История развития физикохимического моделирования металлургических процессов

2.2. Современные программные комплексы для моделирования физикохимических процессов

2.3. Задача минимизации изобарноизотермического потенциала
2.4. Эмпирические термодинамические функции в задачах минимизации термодинамических потенциалов
2.5. Построение физикохимической модели
2.6. Критерии подобия моделей реальным процессам
Выводы
Глава 3. Физикохимический метод расчета оптимального состава
электролита
3.1 Особенности методов анализа химического состава электролита
3.2. Влияние примесей на физикохимические свойства электролита 7
3.3. Физикохимическая модель расчета оптимального состава электролита
3.4. Оценка адекватности модели процесса плавления алюминия
Выводы
Глава 4. Проблемы точности определения массовой доли глинозема в
электролите .пп
4.1. Сопоставление способов определения массовой доли глинозема
4.2. Совершенствование методики определения массовой доли глинозема в
электролите
4.3. Использование физикохимической модели как способа согласования химикоаналитических данных
Выводы
Глава 5. Использование физикохимических моделей в системах контроля
технологическими процессами электролиза алюминия
5.1. Модель физикохимического процесса образования криолитглиноземного расплава
5.2. Оптимизация баланса фтора в производстве алюминия
5.3. Метод оценки минимизации выбросов вредных веществ
Выводы
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список используемой литературы


В настоящее время разработаны программные комплексы, с помощью которых можно решать широкий круг научных и прикладных задач химии, обеспечить быстрое формирование разнотипных физикохимических моделей. Широко известны программы, имеющие длительную историю использования такие, как СЕЛЕКТОР, ГИББС, АСТРА, а также ряд программных комплексов, созданных в последние годы. Т, Р, V, Н9 Я, С могу т как задаваться, так и рассчитываться . Поэтому моделирование позволяет отображать происходящие в сложных системах физикохимические процессы, точную информацию о которых невозможно получить классическими методами анализа. Подчеркнем еще раз особенность метода исследования. Рассчитываются не только элементный и фазовый составы системы, но и температура и давление. Научная новизна работы. Предложена физикохимическая модель процесса плавления электролита, которая позволяет оценить фазовый и элементный состав расплава и газов электролита и рассчитать содержание основных химических соединений и элементов в зависимости от температурног о режима. Подобраны условия проведения химического анализа электролита, позволяющие оценить распределение компонентов электролита между фазами, формирующимися в результате изменения температурного режима. Усовершенствована методика определения массовой доли глинозема в магнийсодержащих электролитах. Разработан способ, позволяющий согласовать результаты анализов химического и фазового составов промышленного электролита с помощью ФХМ. Практическая значимость. Сформированные физикохимические модели позволили повысить эффективность аналитических исследований за счет подбора условий проведения эксперимента, учесть особенности фазового состава электролита и реконструировать его физикохимические характеристики и свойства. ФХМ позволяет корректировть аналитические данные на основе рутинных химических анализов и дать рекомендации по улучшению оптимизации процесса анализа и улучшению показателей электролитического производства алюминия. Результаты диссертационной работы использованы в Сибирском научноисследовательском, конструкторском и проектном институте алюминиевой и электродной промышленности ОАО СибВАМИ г. Иркутск приложение
Проанализированы серии проб электролитов, растворов газоочистки и проб отходящих газов производства алюминия Иркутского. Красноярского и Кандалакшского алюминиевых заводов. Физикохимическая модель расчета состава электролитов алюминиевых электролизеров, позволяющая определить величину криолитового отношения и состав расплава при температурах электролиза по результатам химических анализов закристаллизованных проб. Усовершенствованная методика определения массовой доли глинозема в электролитах, которая может эффективно использоваться в аналитических лабораториях с целью повышения достоверности данных, необходимых в промышленном производстве. Способ обработки химикоаналитических данных на основе физикохимического моделирования с помощью модели расчета массовой доли глинозема в электролите. Личный вклад автора. Апробация работы. VI Республиканская научнотехническая конференция молодых ученых и специалистов алюминиевой и электродной промышленности . II Всероссийская молодежная научная конференция Минералы строение, свойства, методы исследования марта г. Миасс, Институт минералогии. Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов, заключения и 2х приложений общим объемом 8 страниц, включая таблицы, 9 рисунков и список цитируемой литературы из 5 наименований. Благодарности. Автор выражает глубокую признательность и благодарность руководителям к. В. А. Бычинскому и д. А. Л. Финкельштейну за содействие и участие в выполнении научной работы, определении направления исследований, помощь при разработке моделей,
подготовке текста работы. Искреннюю благодарность автор приносит к. Л. А. Тупицыну, к. Н. В. Головных, Г. И. Ельниковой, А. В. Кюн, В. Ю. Пономаревой за полезные консультации, всестороннюю помощь и поддержку проведенных исследований. Публикации. По теме диссертации опубликовано работ, из них 1 монография, 4 статьи, из них 2 статьи в журнале, рекомендуемом ВАК, 8 тезисов докладов.