НАУ К А ТЕ ХНИК А ПРОИЗВОДС ТВО Ц ве тн а я м е та л л у р ги я О дним из путей повышения технико-экономических показате-лей производства алюминия является создание и применение новых материалов с улучшенными эксплуатационными характери-стиками. Это стало возможным благодаря открытию новых форм организации вещества, находящихся в области нанометрового ди-апазона. Компоненты с размерами менее 100 нм имеют принципи-ально новые качества и позволяют осуществить их интеграцию в полноценно функционирующие системы бóльшего масштаба.Повышение физико-механических свойств, ответственных за безопасность эксплуатации техники литых деталей, работающих при повышенных нагрузках, всегда актуально. В алюминиевой про-мышленности широко используются литые детали из серого чугу-на (СЧ). В производстве деталей улучшение литейно-механических Представлены результаты комплексных исследований, относящиеся к области метал-лургии, наноматериалов и экологии. С учетом теоретических концептов и известной практики модифицирования серых чугунов рассмотрен новый ультрадисперсный мо-дификатор, содержащий углерод с повышенной химической активностью. Установле-но, что угольная пена, электролизная пыль с электрофильтров и глинозем, прошедший через систему сухой газоочистки, имеют в своем составе углеродные наноструктуры. Приведены состав сырья для получения модифицирующей добавки, методики и мате-риалы экспериментов. Представлены результаты серии плавок чугуна с различными содержанием модификатора и способами его введения при замене 50% стандартного металлургического графита углеродсодержащей частью угольной пены. Рассмотрено влияние модификатора на фазообразование при затвердевании серого чугуна с по-мощью закалки из жидкого состояния. Выполнен анализ химического состава проб опытного чугуна и чугуна-свидетеля, а также анализ механических характеристик. Установлено, что модификатор позволяет повысить марку серого чугуна. Предложена теория образования углеродных нанотрубок при производстве алюминия. Представ-лена технология извлечения углеродных структур из исходного сырья. Показано, что при получении одной тонны алюминия с использованием разработанных технологиче-ских решений по обезвреживанию и утилизации промышленных отходов появляется возможность производить модификатор на основе высокоорганизованных углеродных наноструктур.

С огласно данным [1], отработанная футеровка содержит в сред-нем около 30 мас. % углерода, 30 мас. % огнеупоров и 40 мас. % фторсолей. Наибольшее содержание фторидов, алюминия и углеро-да наблюдается в подовых и боковых блоках угольной части отра-ботанной футеровки алюминиевого электролизера, качественный состав которой приведен ниже [2], мас. %: С 40-55; Na 3 AlF 6 15-25; NaF 10-20; Al 2 O 3 5-6; CaF 2 1-3; Al 4 C 3 5-10; Fe 2 O 3 2-3; Al мет 0,5-1,0; SiO 2 1-2; CaO 0-1,0; AlF 3 , Na 3 Al 3 F 14 , NaCN, LiF, Na 2 SO 4 , Ca, Mg и др. 2-7.В течение длительного времени во многих странах ведутся исследования по поиску наиболее эффективного, простого и эко-номичного способа обезвреживания и регенерации фтора из фто- Отработанная футеровка алюминиевого электролизера является одним из самых эко-логически опасных отходов алюминиевой промышленности из-за содержания в ней до 0,2 мас. % цианидов и до 40 мас. % фторидов. Большая часть отработанной футеровки в настоящее время накапливается вблизи алюминиевых заводов на специально оборудо-ванных полигонах, где она может взаимодействовать с водой и воздухом с образовани-ем токсичных соединений и щелочных растворов, способных привести к загрязнению грунтовых вод. В то же время отработанная футеровка представляет определенную ценность из-за наличия в ней фторидов и до 30 мас. % углерода. Известные технологии переработ-ки отработанной футеровки с получением криолита, практиковавшиеся на некоторых алюминиевых заводах, с внедрением сухой газоочистки и переводом технологии элек-тролиза на использование кислых электролитов, потеряли свою актуальность вследст-вие существенного снижения потребления криолита. Поэтому в настоящее время боль-шее внимание уделяется технологиям получения фтористого алюминия, в том числе и из отработанной футеровки. Представлен краткий обзор известных технологий переработки отработанной футе-ровки алюминиевого электролизера. Предложена технология, позволяющая получить продукт (фтористый алюминий) с содержанием фтора 55-59 мас. %, и таким образом снизить на 4-6 кг/т Al потребление свежего AlF 3 . Приведены результаты лабораторных испытаний.

It is possible to decrease specific consumption of electricity and increase CE (current efficiency) in aluminium electrolysis process with reduction of ACD (anode-cathode distance), and decrease horizontal currents in aluminum at the same time.

No abstract

No abstract