Технология инертного анода в концепции зеленой металлургии алюминия

Обложка

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.

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. 1

Владимир 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. 38

Список литературы

  1. Mincis MYa, Polyakov PV, Sirazutdinov GA. Aluminum electrometallurgy. Novosibirsk: Nauka Publ.; 2001. (In Russ.)
  2. Mincis MYa, Sirazutdinov GA, Galevskij GV. Electrolysers with Soderberg anode and possibilities of their modernization. Tsvetnye Metally. 2010;(12):49–52. (In Russ.)
  3. Begunov AI, Begunov AA. Modernization of electrolysis production with Soderberg anodes. Tsvetnye Metally. 2011;(7):45–49. (In Russ.)
  4. 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
  5. 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
  6. 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
  7. 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
  8. 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
  9. 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
  10. 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
  11. 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
  12. 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
  13. 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
  14. 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
  15. Glucina M, Hyland M. Laboratory scale testing of aluminium bronze as an inert anode for aluminium electrolysis. Light Metals. 2005:523–528.
  16. 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.)
  17. 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

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).