Повышение эффективности электролиза алюминия на основе оптимизации распределения микропримесей в системе "электролит-катодный алюминий"

• Автор: Макушин, Дмитрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 131 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 ЛИТЕРАТУРЫЙ ОБЗОР ПОВЕДЕНИЯ ПРИМЕСЕЙ ПРИ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОМ ПРОИЗВОДСТВЕ АЛЮМИНИЯ

1.1 Краткий обзор состояния производства алюминия электролизом криолитглиноземных расплавов

1.2 Внедрение щелочных металлов в подину при электролизе алюминия .

1.3 Применение новых материалов в электролизе алюминия

1.4 Перспективы применения кислых электролитов

1.5 Влияние состава электролита на содержание примесей в катодном металле.

2 ИЗУЧЕНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МИКРОПРИМЕСЕЙ В АЛЮМИНИИ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ ЕГО С ЭЛЕКТРОЛИТОМ.

2.1 Взаимодействие алюминия с криолитом в неравновесных условиях

2.1.1. Описание установки и методика проведения экспериментов

2.1.2 Исследование взаимодействия электролита с металлическим
алюминием
2.1.3 Исследование распределения микропримесей в алюминии в условиях, приближенных к равновесным.
2.2. Изучение поведения микропримесей при электролизе криолит
глиноземных расплавов
2.2.1. Описание электролитической ячейки и методика проведения экспериментов
2.2.2. Переход микропримесей в катодный алюминий и образы подовых блоков при электролизе криолитглиноземного расплава
3 МОДЕЛЬНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ВЗАИМОДЕЙСТВИИ ФТОРИДА АЛЮМИНИЯ С ФТОРИДАМИ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ.
3.1. Допущения модели. Основная система уравнений и ее решение
в нулевом приближении
3.2. Строгое решение основной системы уравнений
4 СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПЕРЕХОДА МИКРОПРИМЕСЕЙ ЩЕЛОЧНЫХ И ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ В АЛЮМИНИЙ ПРИ ЕГО ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
5 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ РЕЖИМА ПОДАЧИ ГЛИНОЗЕМА
И ТРИФТОРИДА АЛЮМИНИЯ В ЭЛЕКТРОЛИЗЕРЫ
5.1. Расчет массы расплавленного электролита и изменения криолитового отношения
5.2. Алгоритм расчета количества фторида алюминия, необходимого
для поддержания постоянного криолитового отношения
5.3. Разработка технологии подачи смеси глинозема и фторида алюминия
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Впрочем, аналитики, хотя и рассчитывают на продолжение роста, полагают, что его темпы замедлятся [3]. Наша страна играет ведущую роль в мировой алюминиевой промышленности, по производству первичного алюминия она занимает третье место в мире (,5% от мирового производства), по объему экспорта - первое место среди других экспортеров. В г. Для успешного развития производства алюминия в нашей стране наравне с решением ряда стратегических задач ставятся и локальные - модернизация технологии на основе новой техники и средств автоматизации на действующих заводах [4-7]. Россия сегодня является и будет оставаться крупным производителем и экспортером алюминия, потенциально крупным потребителем этого металла, изделий и конструкций из него, потребителем новых технологий и новой техники (оборудования) в области производства алюминия и продукции из него. Структура потребления алюминия в России по отраслям промышленности представлена на рисунке 1. Заготовки из алюминия используются для усилителей бамперов, защитных брусьев в боковых дверях, каркасов сидений и оконных рамок, радиаторов, деталей отопителей, аэродинамических спойлеров, маслопроводов и коллекторов [8]. С.! Рисунок 1. Алюминиевые детали могут иметь такие же прочностные и механические характеристики, как и стальные, но при этом они, по меньшей мере, в 2 раза легче. Панели, кузова из специально созданных алюминиевых сплавов не требуют дополнительной антикоррозионной обработки и могут штамповаться практически на том же оборудовании, что и стальные. Для их соединения применяются сварка в инертном газе или клеевые технологии. Относительно низкий модуль упругости алюминия не является препятствием для его использования. Толщина стенок алюминиевых деталей незначительно увеличивается в тех участках, где необходима повышенная жесткость. Даже с учетом этого применение алюминия ведет к значительному снижению массы деталей. Volvo S имеет массу всего кг, тогда как аналогичный подрамник из стали - более кг. Высокая доля потребления алюминия транспортным машиностроением обусловлена главным образом значительными объемами выпуска автомобилей. Содержание алюминия в легковых автомобилях России, по разным оценкам, составляет чуть более кг, в то время как зарубежное автомобилестроение идет по пути создания возможно более легких машин: содержание алюминия в них уже перевалило за 0 кг и к г. Таким образом, в связи с общим подъемом народного хозяйства в России потребление алюминия будет, безусловно, расти, что подтверждается прогнозами потребления алюминия в транспортном машиностроении. В частности, согласно [8] прогнозируемая потребность в алюминии только в автомобилестроении и авиационной промышленности будет достигать тыс. Таблица 1. Таблица 1. Потребность в алюминии для авиационной промышленности в России, тыс. На изготовление одного самолета На выпущенные в г. Па прогнозируемый выпуск самолетов в г. В конце г. Тайшетский алюминиевый завод. Производство. Расширение Саянского. Рисунок 1. СУАЛ объявил о проекте "Восход", который позволит удвоить производство первичного алюминия до более чем 2 млн. Полагают, что после коррекции цен на рынках металлы будут стоить по-прежнему дорого в контексте истории рынка. При этом считается, что в развивающихся странах, а также в Японии, ЕС и США наблюдается рост потребления алюминия. В ближайшие два года будут различные колебания, в том числе и падения цен по сравнению с уровнем года, однако своих исторических минимумов цены уже не достигнут. Этот оптимальный прогноз основан на официальных заявлениях инвесторов об их намерениях [2]. В России в октябре г. РУСАЛ" (3-е место в мире по производства алюминия), группа СУАЛ (входит в десятку ведущих мировых производителей алюминия) и швейцарская компания Glencore International AG подписали соглашение о создании Объединенной компании "Российский алюминий" (United Company ROSAL) путем слияния своих алюминиевых и глиноземных активов. В соответствии с условиями соглашения акционеры "РУСАЛ" будут владеть % акций объединенной компании, акционеры СУАЛа - %, акционеры Glencore - %.