Технология инертного анода в концепции зеленой металлургии алюминия
- Авторы: Морозов Ю.А.1, Ялунин В.С.2
-
Учреждения:
- Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)
- Московский политехнический университет (Московский Политех)
- Выпуск: Том 23, № 1 (2022)
- Страницы: 15-22
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/2312-8143/article/view/327500
- DOI: https://doi.org/10.22363/2312-8143-2022-23-1-15-22
- ID: 327500
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Анализируется традиционная и перспективная электролитическая технология получения металлического алюминия с точки зрения экологичности производства. Дается краткая характеристика использования электролизеров с анодом Содерберга и предварительно обожженных анодов, объединяемых общим углеродным анодным материалом, окисляемым в газообразный оксид и диоксид углерода при восстановлении алюминия. С целью снижения (исключения) углеродного следа предлагается концепция инертного анода, материал которого не вступает в реакцию восстановления алюминия, а значит, не расходуется (почти), при этом допускается высвобождение кислорода в статусе конечного газообразного «отхода». Базой для разработки принимается электролизер с самообжигающимся анодом Содерберга типа С-8БМ, характеризующий наиболее старую технологию и широко представленный в России. В результате сопоставления условий эксплуатирования и технологических возможностей получения анодов подобных размеров из композитных и керамических материалов (керметов) при замещении углеродного анодного массива решено использовать классический медно-никелевый сплав МНМц43-0,5, имеющий минимальное содержание железа (снижающее сортность алюминия) и характеризуемый термической стабильностью при температуре электролиза. На основании электрических характеристик базового процесса и с учетом рекомендаций профильных специалистов «Лаборатории РУСАЛА» устанавливаются размеры металлического инертного анода и даются рекомендации по реконструкции вышеобозначенного электролизера при переходе на новую технологию получения алюминия.
Ключевые слова
Об авторах
Юрий Анатольевич Морозов
Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)
Email: akafest@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9229-7398
кандидат технических наук, доцент кафедры МТ-13 «Технологии обработки материалов»
Российская Федерация, 105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр. 1Владимир Сергеевич Ялунин
Московский политехнический университет (Московский Политех)
Автор, ответственный за переписку.
Email: molnir9@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-1994-7531
магистрант, кафедра «Металлургия»
Российская Федерация, 111250, Москва, ул. Большая Семеновская, д. 38Список литературы
- Mincis MYa, Polyakov PV, Sirazutdinov GA. Aluminum electrometallurgy. Novosibirsk: Nauka Publ.; 2001. (In Russ.)
- Mincis MYa, Sirazutdinov GA, Galevskij GV. Electrolysers with Soderberg anode and possibilities of their modernization. Tsvetnye Metally. 2010;(12):49–52. (In Russ.)
- Begunov AI, Begunov AA. Modernization of electrolysis production with Soderberg anodes. Tsvetnye Metally. 2011;(7):45–49. (In Russ.)
- Vinogradov AM, Pinaev AA, Vinogradov DA, Puzin AV, Shadrin VG, Zorko NV, Somov VV. Improving the efficiency of sheltering soderberg electrolyzers. Izvestiya. Non-Ferrous Metallurgy. 2017;(1):19–30. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0021-3438-2017-1-19-30
- Buzunov V, Mann V, Chichuk E, Pitercev N, Cherskikh I, Frizorger V. Vertical stud Soderberg technology development by UC Rusal in 2004–2010 (Part 1). Light Metals. 2012:743–748. https://doi.org/10.1007/978-3-319-48179-1_128
- Frizorger V, Mann V, Chuchuk E, Buzunov V, Marakushina E, Pitercev N, Cherskikh I, Gildebrandt E. Vertical stud Soderberg technology development by UC Rusal in 2004–2010 (Part 2. EcoSoderberg Technology). Light Metals. 2012:749–753. https://doi.org/10.1007/978-3-319-48179-1_129
- Xianxi W. Aluminum electrolytic inert anode. Inert Anodes for Aluminum Electrolysis. 2021:23–120. https://doi.org/10.1007/978-3-030-28913-3_3
- Padamata SK, Yasinskiy AS, Polyakov PV. Progress of inert anodes in aluminium industry: review. Journal of Siberian Federal University. Chemistry. 2018;11(1):18–30. (In Russ.) https://doi.org/10.17516/1998-2836-0055
- Du J, Wang B, Liu Y, Yao GC, Fang Zh, Hu P. Study on the bubble behaviour and anodic overvoltage of NiFe2O4 ceramic based inert anode. Light Metals. 2015: 1193–1197. https://doi.org/10.1007/978-3-319-48248-4_200
- Weiping P, Ying L, Jie G, Ruilong Z, Jianhong Y, Wangxing L. Effect of La on the electrolysis performance of 46Cu-25Ni-19Fe-10Al metal anode. Light Metals. 2014: 1301–1304. https://doi.org/10.1007/978-3-319-48144-9_217
- Wang Z, Xue J, Feng L, Dai F. Investigating the corrosion behaviors of Fe-Ni-Cr anode material for aluminum electrolysis. Light Metals. 2014:1315–1319. https://doi.org/10.1007/978-3-319-48144-9_220
- He H. The metal phase selection of 10NiO-NiFe2O4-based cermet anodes for aluminum electrolysis. Light Metals. 2014:1321–1325. https://doi.org/10.1007/978-3-319-48144-9_221
- Liu J-Y, Li Zh-Y, Tao Y-Q, Zhang D, Zhou K-Ch. Phase evolution of 17(Cu-10Ni)-(NiFe2O4-10NiO) cerment inert anode during aluminium electrolysis. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2011;21(3):566–572. https://doi.org/10.1016/S1003-6326(11)60752-8
- Lu J, Xia Z. The corrosion performance of a binary Cu-Ni alloy used as an anode for aluminum electrolysis. Applied Mechanics and Materials. 2011;55–57:7–10. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.55-57.7
- Glucina M, Hyland M. Laboratory scale testing of aluminium bronze as an inert anode for aluminium electrolysis. Light Metals. 2005:523–528.
- Saranchuk VI, Oshovskij VV, Lavrenko AT, Koshkarev YaM. Method for determining the magnitude of the electrical resistance of coal depending on temperature. Scientific Works of the Donetsk National Technical University. Series: Chemistry and Chemical Technology. Donetsk: Donetsk National Technical University; 2008. p. 138–143. (In Russ.)
- Uleva GA. Study of the physicochemical properties of special types of coke and its application for the smelting of high-silicon alloys (Abstract of the dissertation for the degree of Candidate of Technical Sciences). Ekaterinburg; 2013. (In Russ.)
Дополнительные файлы
