Наука и технологии России

Вход Регистрация

Как обезвредить фторсырьё?

Отходы электролизеров алюминиевых производств в мире уже достигли нескольких миллионов тонн и продолжают накапливаться с каждым годом. Мировая практика их обезвреживания сводится в основном к смешиванию с известью и захоронению смеси в гидроизолированных хранилищах, хотя есть частичные примеры термического и достаточно убыточного обезвреживания. На российских заводах, по экспертным оценкам, такие отходы в расчёте на одну тонну произведённого металла достигают 75 килограммов с содержанием до 20% соединений фтора. Учёные Иркутского национального исследовательского технологического университета (ИрНИТУ) предложили инновационный метод, объединяющий термические и гидрохимические способы переработки отходов футеровки (футеровка – расходуемый компонент  электролизера; она состоит из огнеупорной и углеродной частей и контактирует с расплавленным алюминием и электролитом из фтористых солей; содержит вредные компоненты и классифицируется как опасный техногенный продукт), сообщает пресс-служба вуза. Этот метод позволяет решить экологические проблемы производства алюминия и обладает положительным экономическим эффектом.

В настоящее время алюминий получают из глинозёма электролизом расплавленных солей. Поскольку окись алюминия плавится при температуре выше 2000 °С, в качестве растворителя применяют криолит (вещество, в состав которого входит фтор, алюминий, натрий) с температурой плавления около 1000 °С. Однако криолит по отношению ко всем веществам, кроме графита, очень агрессивен, так что электролизер внутри обкладывают графитом, который служит катодом.

футеровка_подины_электролизера
Схема футеровки подины электролизера

Виктор_Кондратьев
Виктор Кондратьев

«Срок службы одного электролизера может составлять несколько лет в зависимости от качества материалов. Футеровка днища электролизеров пропитывается различными фазами солей. На стадии капитального ремонта электролизера футеровка в виде твёрдого спека всевозможных веществ представляет собой серьёзную проблему. Технология переработки является очень сложным процессом. При демонтаже футеровки её остужают водой, при этом выделяются цианиды и другие вредные вещества, которые требуют длительного разложения. В местах хранения отработанной футеровки происходит серьёзная техногенная нагрузка на окружающую среду. Периодически алюминиевые заводы продают её в чёрную металлургию, однако, это невыгодно, так как по сути они теряют дорогостоящее сырьё в виде ценных составляющих – фтористых солей и углерода», – рассказывает начальник отдела инновационных технологий Физико-технического института ИрНИТУ Виктор Кондратьев.

Специалисты университета предложили перерабатывать отходы футеровки и получили предварительные положительные результаты. «Разогревая футеровку в экономичных устройствах типа индукционных печей, мы достигнем того, что фаза фтористых солей потеряет вязкость и легко отделится от графитовой части, которая становится практически безвредной. Испарения фтористых солей при этом направляются в существующие системы очистки электролизных газов, где адсорбируются на поверхности глинозёма и далее используются повторно в технологии электролиза. Фтористые соли перерабатываются во фтористый алюминий, имеющий высокую стоимость», – пояснил Виктор Кондратьев.

Новая технология создаётся в рамках проекта ИрНИТУ «Разработка и испытания эффективного пиролитического способа переработки отработанной футеровки алюминиевых электролизеров», поддержанного Федеральной целевой программой «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы». Также поддержали проект Минпромторг России и Технологическая платформа «Материалы и технологии металлургии».

Участок_футеровки_подины_электролизера
Участок футеровки подины электролизера

Индустриальный партнёр проекта ИрНИТУ – Красноярский алюминиевый завод, второй крупнейший производитель алюминия в мире, основная площадка для опытной эксплуатации и внедрения инновационных разработок РУСАЛа. Предприятие финансирует затраты на оборудование опытного участка, на котором пройдут испытания новой технологии.

«При достижении положительных результатов нашу технологию можно будет масштабировать на другие алюминиевые заводы страны», – отметил начальник отдела инновационных технологий Физико-технического института ИрНИТУ.

РЕЙТИНГ

4.53
голосов: 19

Обсуждение