Исследование и разработка технологии получения фтористых солей из фторуглеродсодержащих материалов при производстве алюминия тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.02, кандидат наук Тимкина Екатерина Викторовна

• Тимкина Екатерина Викторовна
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Тимкина Екатерина Викторовна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СПОСОБОВ ОБРАЗОВАНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ ТВЕРДЫХ ФТОРУГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ

МАТЕРИАЛОВ АЛЮМИНИЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА

1.1. Образование фторуглеродсодержащих материалов в

электролитического производства алюминия

1.1.1. Основные положения производства алюминия и физико-химические свойства криолит-глиноземных расплавов

1.1.2. Образование фторуглеродсодержащего техногенного сырья алюминиевого производства

1.1.2.1. Газообразные фторсодержащие материалы

1.1.2.2. Твердые фторсодержащие материалы

1.1.2.3. Твердые мокрые фторсодержащие материалы

1.2. Способы переработки твердых фторуглеродсодержащих материалов

1.2.1. Флотация

1.2.2. Термические способы

1.2.3. Выщелачивание

1.2.4. Другие способы переработки фторуглеродсодержащих материалов

1.3. Извлечение фтора и регенерация фторуглеродсодержащих материалов

на ОАО «РУСАЛ Братск»

1.3.1. Производство флотационного криолита

1.3.2. Производство регенерационного криолита

1.3.3. Производство фторида кальция из растворов газоочистки

1.4. Экологический аспект фторидного загрязнения при производства алюминия

1.5. Выводы

ГЛАВА 2. ИЗУЧЕНИЕ СОСТАВА, СВОЙСТВ ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ; МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЮ И ПОЛУЧЕНИЮ ФТОРИДОВ

2.1. Обоснование объекта и предметов исследования

2.2. Пробоотбор и пробоподготовка

2.3. Методики проведения химических анализов

2.4. Результаты исследования состава и свойств фторуглеродсодержащего техногенного сырья ОАО «РУСАЛ Братск»

2.4.1. Гранулометрический состав

2.4.2. Исследования химического состава фторуглеродсодержащих материалов

2.4.3. Рентгенофазовые исследования

2.5. Методики проведения исследований

2.5.1. Выщелачивание фтора из фторуглеродсодержащих материалов

2.5.2. Методика получения фторида кальция

2.5.3. Методика получения регенерационного криолита

2.6. Выводы

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЮ ФТОРА И ПОЛУЧЕНИЮ ФТОРИСТЫХ СОЛЕЙ ИЗ ФТОРУГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ ЭЛЕКТРОЛИЗНОГО ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЯ

3.1. Выщелачивание фтора из хвостов флотации угольной пены в лабораторных условиях

3.1.1. Выщелачивание фтора гидроксидом натрия

3.1.2. Выщелачивание фтора серной кислотой

3.1.3. Физико-химические исследования твердых проб хвостов флотации после выщелачивания

3.2. Выщелачивание фтора из фторуглеродсодержащих материалов в производственных условиях

3.3. Получение фтористых солей из растворов после выщелачивания из фторуглеродсодержащих материалов

3.3.1 Выщелачивание фтора из фторуглеродсодержащих материалов при оптимальных условиях

3.3.2. Получение фторида кальция

3.3.3. Получение криолита

3.4. Термодинамический расчет процесса выщелачивания фтора из фтоуглеродсодержащих материалов

3.5. Выводы

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ

3

ФТОРУГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЯ С ПОЛУЧЕНИЕМ ФТОРИСТЫХ СОЛЕЙ

4.1. Разработка и предложение оптимальной схемы переработки фторуглеродсодержащих материалов

4.1.2. Получение фтористых солей из фторуглеродсодержащих материалов

4.1.3. Получение углеродного продукта из хвостов флотации угольной

пены

4.2. Технико-экономическое обоснование предлагаемой технологии выщелачивания фтора и получения фтористых солей

4.2.1. Расчет объемов снижения выхода фторуглеродсодержащих материалов алюминиевого производства

4.2.2. Расчет экономического эффекта от производства фтористых солей из фторуглеродсодержащих материалов алюминиевого производства

4.2.3. Расчет снижения себестоимости алюминия при использовании технологии получения фторида кальция

4.3. Выводы

Заключение

Список используемых источников

Приложение А. Акт проведения полупромышленных испытаний на ОАО «РУСАЛ Братск»

Приложение Б. Расчет ожидаемого экономического эффекта от внедрения технологии переработки фторуглеродсодержащих материалов БрАЗа

с получением товарных продуктов

Приложение В. Результаты анализов растворов после выщелачивания фторуглеродсодержащих материалов

Приложение Г. Результаты анализов твердых проб фторуглеродсодержащих материалов до и после выщелачивания

Приложение Д. Результаты анализов растворов и твердых проб до и после выщелачивания

Приложение Е. Состав пробы фторида кальция, производимого на ОАО «РУСАЛ Братск»

Приложение Ж. Сертификат на плавиковый концентрат

Приложение И. Состав пробы вторичного криолита, производимого на ОАО «РУСАЛ Братск»

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и разработка технологии получения фтористых солей из фторуглеродсодержащих материалов при производстве алюминия»

Актуальность работы.

Электролитическое получение алюминия является энерго- и материа-лоемким производством. Себестоимость производства алюминия формируется из нескольких статей, среди которых основными являются затраты на электроэнергию, сырья и материалов (глинозем, анодная масса, фтористые добавки (соли)).

В настоящее время образующиеся в процессе электролиза криолит-глиноземных расплавов фторуглеродсодержащие материалы (хвосты флотации угольной пены, пыль электрофильтров, шламы газоочистки, угольная футеровка электролизеров) с содержанием фтора от 2,6 до 30% направляются на шламовые поля. Это приводит к безвозвратным потерям дорогостоящего ценного сырья и необходимости реконструкции либо строительству новых шламовых полей. Так, только на ОАО «РУСАЛ Братск» (Братский алюминиевый завод (БрАЗ)) ОК РУСАЛ в настоящее время накоплено почти 2 млн. тонн фторуглеродсодержащего техногенного сырья.

В связи с этим снижение затрат и повышение эффективности получения первичного алюминия за счет разработки технологии производства фтористых добавок (солей) путем переработки образующихся фторуглеродсо-держащих материалов является актуальными.

Работа выполнена по заданию ОАО «РУСАЛ-Братск» в соответствии с договором ИрГТУ № 67/11 «Разработка технологии производства углеродсо-держащего концентрата из хвостов флотации» (2011), а так же в рамках выполнения государственных заданий: «Предотвращение загрязнения окружающей среды фтор-, серо- и углеродсодержащими выбросами и отходами производства» (ГЗ № 5.1678/11, 2011 г.) и «Исследование и разработка новой технологии переработки твердых отходов с получением углеродных композиционных материалов и фтористых соединений для повышения эффективности и экологической безопасности производства алюминия» (ГЗ № 127/14, 2014 г.).

Цель диссертационной работы: повышение эффективности производства первичного алюминия за счет получения вторичных фтористых солей из фторуглеродсодержащих материалов при их гидрометаллургической переработке.

Исходя из поставленной цели, были определены следующие задачи исследования:

1. провести анализ источников и условий образования фторуглеродсодер-жащих материалов на ОАО «РУСАЛ Братск» и исследовать их химический состав;

2. исследовать процессы извлечения фтора из фторуглеродсодержащих материалов электролитического производства алюминия в лабораторных и производственных условиях с целью подбора оптимальных условий -концентрации и состава реагентной среды, температуры, продолжительности выщелачивания;

3. исследовать процессы получения фторида кальция и криолита из растворов после выщелачивания фтора из фторуглеродсодержащего техногенного сырья;

4. оптимизировать процесс получения вторичных фторидов в промышленных условиях, пригодных для использования в качестве сырья для производства алюминия;

5. разработать технологическую схему переработки твердых фторуглерод-содержащих материалов с получением фтористых солей, направленную на повышение экономической эффективности производства алюминия за счет снижения себестоимости и уменьшения объема захоронения техногенного сырья на шламовых полях.

Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались физико-химические и спектральные методы изучения состава исследуемого материала: потенциометрия, комплексонометрическое титрование, метод пламенной фотометрии, рентгеноструктурный анализ, методы исследования фракционного состава. Использовались стандартные методики на ос-

6

нове ГОСТ, ПНД, утвержденных Постановлением Госстандарта, а так же методы описательной и аналитической статистки для обработки технологической информации.

Достоверность научных положений и результатов подтверждается привлечением установленных ГОСТом при современном метрологическом обеспечении аттестованных методик в аккредитованных лабораториях ИР-НИТУ и ЦЗЛ ОАО «РУСАЛ Братск» и воспроизводимостью результатов опытов.

Научная новизна работы состоит в том, что на основе проведенных исследований по гидрометаллургической переработке фторуглеродсодержа-щего техногенного сырья ОАО «РУСАЛ Братск» (хвостов флотации угольной пены, шламов газоочистки, пыли электрофильтров и отработанной угольной футеровки) впервые:

1. теоретически обоснована на основании термодинамического расчета основных химических реакций процесса щелочного выщелачивания фтора из фторуглеродсодержащих материалов возможность взаимодействия криолита с гидроксидом натрия с образованием фторида и алюмината натрия;

2. на основе анализ источников и условий образования фторугле-родсодержащего техногенного сырья ОАО «РУСАЛ Братск», комплексного изучения физико-химических свойств эданных материалов и результатов выщелачивания установлена закономерность пониженного извлечения фтора в раствор, по сравнению с использованием техногенного сырья других алюминиевых предприятий;

3. получены количественные зависимости концентрации ионов фтора в растворе от времени выщелачивания из фторуглеродсодержащих материалов раствором гидроксида натрия, которые описываются логарифмиче-

л

скими уравнениями с коэффициентом аппроксимации Я , превышающим 0,8;

4. установлена возможность получения фторида кальция из фторуг-

леродсодержащих материалов производства алюминия путем выщелачива-

ния фтора из данных компонентов 0,5 молярным раствором гидроксида натрия при температуре 75-850С в течение 40-80 минут с получением раство-

-5

ра фтористого натрия с концентрацией 10-25 г/дм и добавления в этот раствор гидроксида кальция.

Практическая значимость работы:

разработана технология получения фторида кальция из растворов после переработки шламов газоочистки, угольной футеровки и пыли электрофильтров БрАЗа, с содержанием основного вещества от 90 до 95,5%, что соответствует техническим условиям используемого фторида кальция в электролизном производстве;

предложены технологические схемы переработки техногенного сырья - фторуглеродсодержащих материалов электролитического производства алюминия с получением товарных продуктов - вторичных фторидов, в частности СаБ2, который может быть возвращены в процесс электролиза, и углеродного материала;

• установлено, что извлечение фтора при выщелачивании раствором гидроксида натрия из твердой фазы фторуглеродсодержащего техногенного сырья БрАЗа составляет до 50% из хвостов флотации, до 67% - из пыли электрофильтров, 51% - из шламов газоочистки, 39% из угольной футеровки и до 63% из смеси пыли электрофильтров, шламов газоочистки и отработанной угольной футеровки;

по результатам исследований выщелачивания фтора из хвостов флотации угольной пены получены: патент № 2572988 РФ, «Способ получения фторида кальция из фторсодержащих растворов», заявл. 10.11.14, опубл. 16.12.15 и патент № 2576797 «Способ нанесения композиционных хромовых покрытий», заявл. 20.11.14, опубл. 10.03.2016, в котором углеродный продукт, полученный в результате выщелачивания фторуглеродсо-держащего материала, используется для получения хромуглеродных покрытий;

на основе проведенных исследований и расчетов установлено, что переработка фторуглеродсодержащих материалов с извлечением фтора при его выщелачивании раствором гидроксида натрия позволит снизить объемы образующегося техногенного сырья более, чем на 3 тыс. т/год и сократить экологические платежи на предприятии более, чем на 2 млн. руб./год;

определено, что за первый год после внедрения предлагаемой технологии будет получено вторичного фторида кальция (в объеме 6,6 тыс. т) на сумму 88,5 млн. руб., что приведет к снижению себестоимости 1 тонны алюминия на 42 руб./год; ожидаемый экономический эффект при годовой производительности БрАЗа в 1 млн. тонн первичного алюминия составит 42 млн. руб.

На защиту выносятся:

• результаты исследования состава и структуры фторуглеродсо-держащих материалов электролизного производства алюминия БрАЗа;

• оптимальные условия извлечения фтора выщелачиванием из фторуглеродсодержащего техногенного сырья ОАО «РУСАЛ Братск» и показатели извлечения фтора при реализации данного способа;

• результаты исследований по получению фторида кальция из растворов после выщелачивания из фторуглеродсодержащих материалов;

• технологическая схема электролизного производства алюминия с организацией дополнительной стадии выщелачивания фтора из фторуглерод-содержащих материалов и производства вторичных фторидов из растворов после выщелачивания.

Личный вклад автора заключается в постановке задач исследования, организации и проведении исследований каждого этапа работы, выполнении термодинамических расчетов основных химических реакций процесса выщелачивания фтора из фторуглеродсодержащих отходов электролизного производства, планировании и проведении полупромышленных испытаний предлагаемых способов переработки фторуглеродсодержащих материалов с по-

лучением фтористых солей (фторида кальция и криолита); анализе и сопоставлении данных по моделированию с экспериментальными данными на действующем производстве; обработке полученных результатов, формулировке выводов и рекомендаций.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийских научно-практических конференциях «Перспективы развития технологии переработки углеводородных, растительных и минеральных ресурсов» (Иркутск, 2012, 2015 гг.), международной научно-практ. конф. молодых ученых «Зажги свою звезду» (Таганрог, 2013 г.), на Международном конгрессе «Цветные металлы и минералы-2015» (Красноярск, 2015 г.); также материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на техническом свете на ОАО «РУСАЛ Братск» (Братск, 11.12.2015 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 научных работ, в т. ч. 2 в журналах, входящих в перечень изданий, рекомендованных ВАК РФ, два патента РФ, публикации в материалах Всероссийских, Международных конференций, конгресса.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка используемых источников и двух приложений. Работа изложена на 148 страницах машинописного текста, содержит 42 таблицы, 35 рисунков, список литературы из 148 наименований и 8 приложений.

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИМ ОБЗОР СПОСОБОВ ОБРАЗОВАНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ ТВЕРДЫХ ФТОРУГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ АЛЮМИНИЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА

1.1. Образование фторуглеродсодержащих материалов в электролитического производства алюминия

1.1.1. Основные положения производства алюминия и физико-химические свойства криолит-глиноземных расплавов

В основе получения алюминия лежит электролиз криолит-глиноземного расплава, основными компонентами которого являются глинозем, криолит, фтористый алюминий [1]. На рисунке 1.1 показана общая схема электролитического производства алюминия [2].

Рисунок 1.1 - Схема производства алюминия электролизом криолит-глиноземных расплавов

Существующие электролитные ванны для получения алюминия различаются мощностью и устройством анода: ванны с одним самообжигающимся анодом (рисунок 1.2, а) и ванны с обожженными анодами (ОА) (рисунок 1.2, б) [1].

Рисунок 1.2 - Алюминиевые электролизеры

(а - с самообжигающимися анодами и верхним токоподводом; б - с обожженными анодами)

1 — токоподводящий стержень; 2 — подовые блоки; 3 — газоулавливающий колокол; 4 — кожух анода; 5 — жидкая анодная масса; 6 — шины; 7 — штырь; 8 — спеченный анод;

9 — ниппель; 10 — газосборник; 11 — штанга; 12 — анодный блок

Отличие этих электролизеров между собой, помимо самых анодов, состоит в том, что электролизер с самообжигающимся анодом характеризуются образованием большого количества вредных летучих соединений и угольной пены, что обусловлено конструкционным решением данного вида электролизера. Использование же обожженных анодов позволяет увеличить единичную мощность ванн и значительно сократить выделение вредных канцерогенных веществ, которые образуются при коксовании пека самообжигающихся электродов [2]. На большинстве отечественных алюминиевых заводах в эксплуатации находятся электролизеры первого типа.

При производстве алюминия в электролизере происходят электрохимические процессы, описанные реакциями [3]:

На катоде происходит первичный разряд катионов алюминия:

Л13+ + 3е ^ А1, (1.1)

На аноде - первичный разряд ионов кислорода с образованием неустойчивых соединений (СхО), которые распадаются с образованием СО2 и СО:

2О2- - 4е + С ^ СО2, (1.2)

С + СО2 ^ 2СО. (1.3)

Анодные газы в зависимости от мощности электролизеров обычно содержат 50-80% СО2 и 50-20% СО [4].

Параллельно с этими реакциями на катоде и аноде идут побочные, которые снижают выход по току, сортность алюминия, разрушают футеровоч-ные материалы и повышают расход электроэнергии.

Побочные процессы на катоде представлены реакциями растворения алюминия и выделения натрия:

М + 1/2ЛШ3 = 3/2ЛШ, (1.4)

1/3 А1 + NaF = Na + 1/3ЛШ3. (1.5)

Течение этих процессов в значительной степени определяется активностью фторидов алюминия и натрия в расплаве, то есть криолитовым отношением и температурой [3].

Л

Во время анодных эффектов вследствие недостатка анионов Л10 - (или

-5

Л10 -) и высокого положительного потенциала анода начинается разряд ионов фтора с образованием углерода [4]:

4Г + С ^ CF4 (1.6)

Параметры, влияющие на эффективность производства алюминия

В современных электролизерах выход по току составляет 83-89% [5]. Основные потери металла связаны с протеканием вторичных и побочных химических и электрохимических процессов, рассмотренных ранее.

Взаимодействие продуктов в электролите между собой и с электролитом зависит от их растворимости в электролите, скорости диффузии, расстояния между электродами, температуры, плотности тока и конструкции электролизера [6]. Так, концентрация растворенного алюминия на внешней границе прикатодного диффузионного слоя зависит от вихревого перемешивания электролита (скорости циркуляции), возникающего из-за действия электромагнитных сил и тепловой конвекции: чем она больше, тем выше движущая сила диффузии. От скорости циркуляции зависит и толщина диффузионного слоя: повышение циркуляции приводит к его уменьшению. Таким образом, увеличение скорости потоков электролита, обтекающих катод, приводит

13

к повышению потерь алюминия и снижению выхода по току (за счет увеличения скорости диффузии) [5].

Результаты исследований [7] показывают, что оптимальная температура процесса на промышленных электролизерах 945 - 965°С. Повышение температуры ускоряет процессы диффузии и, соответственно, увеличивает потери алюминия. Однако чрезмерное снижение температуры также нежелательно, так как ведет к повышению вязкости электролита, запутыванию в нем корольков металла и к его потерям. При температуре электролита выше 10000С каждые 100С приводят к росту содержания натрия на 0,001% [8] и снижению выхода по току.

Количество выделившегося натрия так же зависит от криолитового отношения (КО) электролита. С ростом КО расплава, концентрация натрия в электролите и в алюминии повышается, что связано с увеличением активности NaF в расплаве, а концентрация алюминия в электролите понижается.

Снизить вероятность разряда ионов №+ на катоде можно увеличением содержания в расплаве A1F3, при этом снижается температура плавления электролита, уменьшается плотность электролита и потери алюминия за счет его растворения (путем взаимодействия с NaF) [3]. Обратная зависимость наблюдается при повышении содержания А12О3. Так, более 10% А12О3 в составе электролите резко повышает тугоплавкость электролита, а при его содержании менее 1,3% нарушается нормальный режим электролиза [9] (анодный эффект).

Исследования по влиянию рН и других факторов на состав электролита были проведены в работе [10]. Установлено, что показатель кислотности является регулятором криолитового отношения при проведении процесса синтеза криолита. Так, при рН = 3,2-3,5 возможно получение хиолита с КО = 1,67 - 1,76.

Зависимость выхода по току от кислотности состава электролита представлена на рисунке 1.3 [5].

Кислые — Щелочные электролиты ~~■—

ЭАС КТрОЛИТЫ

Рисунок 1.3 - Зависимость выхода по току от состава электролита

Как видно из представленного рисунка 1.3, в щелочных электролитах выход по току падает вследствие роста вероятности разряда ионов №+ на катоде, а в кислых (КО < 2,5) данный показатель уменьшается в связи с интенсификацией реакции образования субфторида алюминия А№ и увеличением количества элементарного алюминия, растворяющегося в электролите. Кроме того, сильнокислые электролиты имеют повышенное удельное электросопротивление, что вызывает необходимость работы при меньшем межполюсном расстоянии, а это также приводит к росту потерь алюминия [5].

Особое значение для эффективного процесса электролиза имеет как состав электролита, так и свойства вносимых в него добавок (фтористых солей).

Фтористые соли в производстве алюминия и их свойства

Алюминиевая промышленность является крупным потребителем фтор-солей [11]. Криолит при электролитическом получении алюминия служит растворителем для глинозема, фтористый алюминий необходим для корректировки КО криолит-глиноземного расплава, а фториды кальция, магния, алюминия и др. понижают температуру плавления электролита и увеличивают текучесть расплава [7]. Ниже рассмотрены физико-химические свойства и термодинамические показатели фтористых солей, применяющихся в производстве алюминия.

Криолит (№3ЛШ6 или 3NаF'A1F3) - двойная соль фтористого натрия и фтористого алюминия. В чистом криолите КО равно 3. Для экономии электроэнергии необходимо при электролизе иметь КО в пределах 2,4-2,6, поэтому в расплав добавляют фтористый алюминий [11].

По внешнему виду искусственный криолит представляет собой мелкокристаллический порошок от слабо-розового до серовато-белого цвета с

-5

насыпной массой 1,1-1,2 г/см . Для алюминиевой промышленности выпускается криолит марки КА двух сортов - высшего и первого. Нормы на криолит должны соответствовать ГОСТу [12].

Кристаллы криолита легко растворимы в водном растворе А1С13 и подкисленном водном растворе Н3ВО3; с образованием комплексных соединений легко растворяются в НС1, ИЫО3, труднее — в щавелевой кислоте. В плавиковой кислоте растворяется до 19% криолита; легко разлагается в Н2БО4 с выделением Криолит медленно разлагается сплавлением с КИБО4 и кипячением в растворе щелочи, а так же плохо растворим в воде. Данные по растворимости фторидов в воде представлены в сводной таблице 1.1 [13, 14].

Таблица 1.1 - Растворимость фтористых солей в воде

Наименование фтористых солей Растворимость при различной температуре, г/100 мл

00С 200С 400С 800С 1000С

CaF2 0,0013 0,0016 0,0017 нет данных нет данных

№ 4,11 4,28 4,54 4,69 нет данных

№3ЛШб 0,03481 0,039 нет данных нет данных 0,13518

ЛШ3 0,13 0,5 0,69 0,89 1,67

Анализ данных таблицы 1.1 говорит о том, что наиболее растворимым соединением является фторид натрия (до 4,7% при 800С), а наименее растворимое - фторид кальция.

В расплавленном состоянии криолит является электролитом и проводит электрический ток. Термодинамические свойства гексафтороалюмината натрия и других фтористых соединений (АШ3, CaF2), добавляемых в электролит для снижения температуры плавления и повышения его электропровод-

ности, а также для улучшения смачиваемости анода представлены в сводной таблице 1.2 [15-17].

Таблица 1.2 - Термодинамические свойства фтористых солей

Показатель Ед. измерения Значение

^эЛШб ЛШэ СаР2

Т. плав. °С 1000 - 1011 1290 1400 - 1418 992-995

Энтальпия образования (АН) 298 К, кДж/моль -3312 -1510 -1214,6 -573,6

Энтропия образования (3°) 298 К, Дж/(моль-К) 238 66,48 68,87 51,3

Мольная теплоемкость (Ср) 298 К, Дж/(моль-К) 216 75,1 67,03 34,22

Энергия образования Гиббса ДО) 298 К, кДж/моль -3096 -1431 -1161,9 -543,3

Иногда в качестве добавок в электролит также могут использовать LiF, №С1, однако на рассматриваемом предприятии они не использубтся. Количество добавок не должно превышать суммарно 6-10% [5].

Фтористый алюминий представляет собой бесцветные кристаллы с

-5

плотностью 2,882 г/см . При сильном нагревании возгоняется без разложения, при обычных условиях является а-модификацией с тригональной решеткой (а = 0,5039 нм, а = 58,50°, z = 2), при нагревании до ~ 700 °С переходит в у-модификацию с тетрагональной решеткой (а = 0,354 нм, с = 0,600 нм) [20].

Фтористый алюминий является самым летучим компонентом электролита [5]. Массовая доля его составляет по разным данным 2 - 2.5% масс [18], 5-7% [19]. Кроме того, он самый гигроскопичный компонент и может быть подвержен гидролизу влагой, содержащейся в атмосферном воздухе [5]. Фторид алюминия плохо растворим в воде (см. таблицу 1.1). Лучше растворяется в растворах плавиковой кислоты, не растворим в органических растворителях [17]. В сводной таблице 1.2 представлены термодинамические показатели фторида алюминия.

Фторид кальция используется в электролизном производстве алюминия как добавка в электролит. По внешнему виду CaF2 - бесцветные диамагнитные кристаллы (в измельчённом состоянии - белые). В природе встреча-

ется в виде минерала флюорита (плавиковый шпат), который содержит до 9095 % СаР2 и 3,5-8 % БЮ2, с плотностью 3,18 г/см3. Это хрупкий и мягкий минерал с большой вариацией в цвете [17].

Концентрация используемого в электролите фторида кальция поддерживается в пределах 4-8% масс. СаБ2 имеет низкое значение упругости пара и является электрохимически инертным (за исключением высоких концентраций) [18]. К тому же СаР2 присутствует как примесь в криолите и фтористом алюминии [5], поэтому на большинстве алюминиевых заводов фторид кальция не применяется в качестве дополнительной добавки в производстве.

Кальция в глиноземе содержится в виде оксидной фазы, механизм его растворения в электролите [18] можно описать реакцией:

3СаО + 2ЛШ3 = 3СаБ2 + А1203 (1.7)

Фторид кальция до температуры 1151 °С существует в виде а-СаБ2 с кубической решеткой (а = 0,54626 нм, z=4, пространственная группа Fm3m), выше 1151°С - разупорядоченная модификация тетрагональной син-гонии, температура плавления у этой модификации — 1418°С [21].

Фторид натрия — бесцветные кристаллы с кубической решеткой (а = 0,46344 нм, пространственная группа Fm3m, 7=4) и плотностью - 2,558 г/см3. В природе существует в виде относительно редкого минерала виллиомита, который содержит NaF с незначительными примесями. Месторождения вил-лиомита находятся в Северной Америке, Африке, Кольский полуострове [22].

Применяют фторид натрия в производстве А1 для получения №3Л1Е6 [23]. Фторид натрия в отличие от фтористых солей, описанных ранее, растворим в воде (таблица 1.1), а также безводном Ш, не образуя кристаллогидратов, не растворим в этаноле. [14, 24]. Исследована растворимость фторида натрия в каустической щелочи [25]. Установлено, что с увеличением концен-

-5

трации щёлочи от нуля до 5 моль/дм растворимость фторида натрия уменьшается почти на порядок. Влияние температуры на растворимость проявляется весьма слабо (таблица 1.3).

Таблица 1.3 - Растворимость фторида натрия (моль/дм ) в водно-щелочном растворе

т, к 3 Концентрация ^ОН, моль/дм

0,25 0,5 0,75 1 1,25 2 2,5 3,75 5

298 0,6975 0,6408 0,5458 0,5391 0,3022 0,2078 0,2007 0,1208 0,0784

303 0,6777 0,6872

313 0,7589 0,7246 0,5766 0,5486 0,3583 0,2643 0,2505 0,1567 0,0962

323 0,8002 0,7167

333 0,8188 0,7296

343 0,9150 0,7467

348 0,8412 0,7500 0,6333 0,5755 0,3750 0,2936 0,3002 0,1615 0,1101

353 0,9121 0,7617

363 0,9708 0,7702 0,6704 0,6110 0,4157 0,3541 0,3392 0,1682 0,1428

Фторид натрия является негорючим веществом, имеет температуру плавления - 993 °С и температуру кипения - 1695 °С. Мольная теплоемкость кристаллов этого вещества - 46,9 Дж/(моль-К). Другие термодинамические величины фторида натрия представлены в таблице 1.2 [17]. Санитарно-гигиенические свойства натрия фторида классифицируют его как токсичное вещество (ПДК в воздухе рабочей зоны - 0,2 мг/м3) при достаточно высоких дозах влияет на сердечно-сосудистую систему; смертельная доза для человека при весе 70 кг оценивается в 5—10 г [26].

В настоящее время в процессе электролиза на предприятиях алюминиевой промышленности расход фтористых солей составляет до 25 кг (по фтору) на 1 тонну производимого алюминия [27]. Однако соединения фтора в продукцию не переходят, а распределяются между выбросами в виде газов и твёрдыми отходами [11, 28].

1.1.2. Образование фторуглеродсодержащего техногенного сырья алюминиевого производства

Получение алюминия электролизом сопровождается расходом фтористых солей, который определяется потерями фтора с различными отходами производства, несмотря на постоянное совершенствование оборудования и

технологии регенерации ценных компонентов. Это связано с аппаратурно -технологическими особенностями производства, обусловленными свойствами конструкционных материалов, а также с химизмом самого процесса электролиза.

Например, поглощение компонентов электролита угольной футеровкой электролизера приводит к неизбежным потерям фтора от 2 до 8 кг/ т А1 [27].

В процессе производства алюминия можно выделить несколько источников поступления фтора в окружающую среду [8].

Во-первых, в виде газообразных выбросов фтористого водорода и твердых фторидов. Необходимо так же учитывать выбросы пыли, диоксида серы, оксида углерода, смолистых веществ и бенз(а)пирена. Основная часть загрязненного воздуха поступает на газоочистку, другая часть поступает в воздушную среду корпуса, а затем вместе с воздухом общеобменной вентиляции через аэрационный фонарь выбрасывается в атмосферу [29].

Во-вторых, еще одним источником загрязнения окружающей среды являются твердое и обводненное техногенное сырье алюминиевого производства, образующееся в виде [30]: хвосты флотации угольной пены, пыль электрофильтров, шламы газоочистки, материалы, образующиеся при капитальном ремонте электролизеров (отработанная угольная футеровка).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Тимкина Екатерина Викторовна, 2016 год

Список используемых источников

1. Воскобойников, В. Г. Общая металлургия [Текст]: учебник для вузов / В. Г. Воскобойни-ков, В. А. Кудрин, А. М. Якушев - 6-изд., перераб. и доп. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2002.

- 768 с.

2. Борисоглебский, Ю. В. Металлургия алюминия / Ю. В. Борисоглебский, Г. В. Галевский, Н. М. Кулагин, М. Я. Минцис, Г. А. Сиразутдинов. - Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 1999. - 438 с.

3. Беляев, А. И. Металлургия легких металлов / А. И. Беляев - 6-изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1970. - 367 с.

4. Машовец, В. П. Электролитическое производство алюминия / В. П. Машовец, Г. В. Форс-блом. - М.: Металлургиздат, 1951. - 185 с.

5. Гринберг, И. С. Электрометаллургия алюминия / И. С. Гринберг, Б. И. Зельберг, В. И. Чалых, А. Е. Черных. - С-Пб.: МАНЭБ. - 2005. - 427 с.

6. Агладзе, Р. И. Прикладная электрохимия [Текст]: учебник для химики-технологических спец. вузов / Р. И. Агладзе, Н. Г. Гофман, Н. Т. Кудрявцев и др., под ред. Н. Т. Кудрявцева.

- 2-изд., перераб. и доп. - М.: «Химия», 1975. - 552 с.

7. Троицкий, И. А. Металлургия алюминия / И. А. Троицкий, В. А. Железнов. - М.: Металлургия, 1977. - 392 с.

8. Терентьев, В. Г. Производство алюминия / Школьников Р. М., Гринберг И.С., Черных А.Е., Зельберг Б.И., Чалых В.И. С-Пб: Изд-во МАНЭБ, 1998. - 350 с.

9. Большина, Е. П. Высокие технологии в металлургии. Производство цветных металлов [Текст]: учебное пособие для студентов специальности «Металлургия черных металлов» очной и заочной форм обучения / Е. П. Большина. - ч. 1.- Новотроицк: НФ МИСиС, 2008.

- 68 с.

10. Ржецкий, Э. П. Разработка технологии производства вторичного криолита с пониженным криолитовым отношением. Разработка технических предложений по использованию криолита с пониженным криолитовым отношением вместо фтористого алюминия [Текст]: отчет о НИР ОАО «СибВАМИ»; рук. Э. П. Ржецкий, исп. В. В. Кондратьев, Э. В. Графова и др. - Иркутск. - 2002.

11. Гузь, С. Ю. Производство криолита, фтористого алюминия и фтористого натрия / С. Ю. Гузь, Р. Г. Барановская. - М.: Металлургия, 1964. - 238 с.

12. ГОСТ 10561- 80. Криолит искусственный технический. Технические условия. - Введен 01.01.1982 (дата посл. изменения 16.01.2015). - М.: Издательство стандартов, 1991. -34 с.

13. Лидин, Р. А. Химические свойства неорганических веществ [Текст]: учеб. пособие для вузов. 3-е изд., испр. / Р. А. Лидин, В. А Молочко, Л. Л. Андреева; под ред. Р. А. Лидин. - М.: Химия. - 2000. - 480 с.

14. Коган, В. Б. Справочник по растворимости [Текст]: 1 т., 1 кн. / В. Б. Коган, В. М. Фридман, В. В. Кафаров. - М.-Л.: ИАН СССР, 1961. - 852 с.

15. Справочник химика [Текст]: 1 т. - 2-е изд., испр. / Редкол.: Б. П. Никольский, М. Е. Позин, В. А. Рабинович и др. - М.-Л.: Химия, 1966. - 1072 с.

16. Лидин, Р.А. Константы неорганических веществ: справочник [Текст]: 2-е изд., пере-раб. и доп. / Р. А. Лидин, В. А Молочко, Л. Л. Андреева; под ред. Р. А. Лидин. - М.: Дрофа, 2006. - 685 с.

17. Рабинович, В.А. Краткий химический справочник / В.А. Рабинович, З. Я. Хавин; под ред. В.А. Рабиновича. - М.-Л.: Химия, 1977. - 376 с.

18. Гротгейм, К. Технология электролитического производства алюминия. Теоретический и прикладной подход [Текст]: 2-е изд., перераб. и доп. / К. Гротгейм, Б. Дж. Уэлч; перевод А. В. Крыловский. - 483 с.

19. Пустильник, Г.Л. Производство фтористых солей для алюминиевой промышленности за рубежом / Г.Л. Пустильник, Г.И. Вольфсон, А.С. Галков. - М.: Металлургия, 1976. -210 с.

20. Свойства неорганических соединений. Справочник / Ефимов А.И. и др. - Л.: Химия, 1983. - 392 с.

21. Исикава, Н. Фтор. Химия и применение [Текст]: перевод с японского / Н. Исикава, Ё. Кобаяси. - М.: Мир, 1982.— 280 с.

22. Добычина, Н. Богатств подземных каменный ларец... / Н. Добычина. - Мурманск: Милори, 2014. - 72 с.

23. Антошкина, И. Л. Химия и технология фтористых соединений [Текст]: в сб.: Труды УНИХИМ. / И. Л. Антошкина, Меркулов В. А. - Свердловск, 1982. - с. 9-23.

24. Рипан, Р. Неорганическая химия. Химия металлов [Текст]: Т. 1/ Р. Рипан, И. Четяну. — М.: Мир, 1971.— 77 с.

25. Бегунов А. И. Растворимость фторидов натрия и кальция в водно-щелочных растворителях / А. И. Бегунов, Е. А. Анциферов, В. В. Кондратьев и др. // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. - 2013. - № . - 1(4). - С. 101-105.

26. ГОСТ 12.1.005-88. Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. - Введен 01.01.1989 (дата посл. изменения 01.12.2013) - М.: Стандартинформ, 2005. - 43 с.

27. Бычинский, В. А. Оптимизация баланса фтора в производстве алюминия / В. А. Бы-чинский, Н. В. Головных, Г. В. Пашкова и др. // Известия вузов. Цветная металлургия. -2005. - № 6. - С. 29 - 35.

28. Баранов, А. Н. Пути сокращения выбросов фторидов в алюминиевом производстве / А. Н. Баранов, П. Р. Ершов, А. В. Никаноров, В. И. Седых // Известия вузов. Цветная металлургия. - 2005. - №2. - С. 26 - 28.

29. Белякова, Т. М. Фтор в почвах и растениях в связи эндемическим флюорозом / Белякова Т.М. // Почвоведение. - 1977. - № 8. - С. 55-63.

30. Гринберг И.С. Производство алюминия в электролизерах с верхним токоподводом / И.С. Гринберг, Л.В. Рагозин, А.А. Ефимов и [др.]. - С -Пб.: МАНЭБ, 2003. - 299 с.

31. Государственный доклад. О состоянии и об охране окружающей среды Иркутской области в 2013 году. - Иркутск: Издательство Института географии им. В.Б. Сочавы СО РАН, 2014. - 389 с.

32. СНиП 2.01.28-85 Полигоны по обезвреживанию и захоронению токсичных промышленных отходов. Основные положения по проектированию /Госстрой СССР. - М.: - ЦИТП Госстроя СССР, 1985

33. Баранов, А. Н. Экологические проблемы металлургического производства [Текст]: учеб. пособие для вузов / А. Н. Баранов, Л. В. Гавриленко, Н. И. Янченко. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2007. - 208 с.

34. Куликов, Б. П. Переработка отходов алюминиевого производства / Б. П. Куликов, С. П. Истомин. - С-Пб.: МАНЭБ, 2004. - 477 с.

35. Кондратьев, В. В. Исследование и разработка комплексной технологии утилизации твердых фторуглеродсодержащих отходов алюминиевого производства [Текст]: дисс.. .канд. техн. наук: 05.16.02 / Кондратьев В. В., - Иркутск, 2007. - 164 с.

36. Проект нормативов образования и лимитов размещения отходов ОАО «РУСАЛ Братск», 2014. - 356 с.

37. Вредные вещества в промышленности [Текст]: справочник для химиков, инженеров и врачей. Изд. 7-е, пер. и доп. Т. 3 / Под ред. Н. В. Лазарева. — Л.: «Химия», 1977. - 608 с.

38. Зельберг Б.И. Справочник металлурга. Производство алюминия и сплавов на его основе / Б.И. Зельберг, Л.В. Рагозин, А.Г. Баранцев, О.И. Ясевич, В.Г. Григорьев, А.Н. Баранов. - С-Пб.: Изд-во МАНЭБ, 2013. - 143 с.

39. Клименко, В. П. Разработка технологии регенерации фтористых солей из твердых отходов электролитического производства алюминия [Текст]: дисс.канд. тех. наук: 05.16.02 / Клименко В. П., - Иркутск, 1972. - 135 с.

40. Ржечидский, Э. П. Технологические решения по охране окружающей среды при производстве алюминия [Текст]: монография / Э. П. Ржечидский, Кондратьев В. В., Тенегин А Ю. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2013. - 160 с.

41. Гавриленко, Л. В. Усовершенствование технологии извлечения криолита из угольной пены алюминиевых производств / Л. В. Гавриленко, Баранов А. Н. // Электрометаллургия легких металлов: Сборник научных трудов. - Иркутск. 2003. - С. 43-46

42. Гавриленко, Л. В. Схема флотации угольной пены на аппаратах колонного типа / Л. В. Гавриленко // Охрана окружающей среды в муниципальных образованиях на современном этапе: Материалы межрегиональной научно-практической конференции. - Братск: БрГТУ. 2002.- С. 369.

43. Полькин, С. И. Обогащение руд цветных и редких металлов [Текст]: учебник для студентов вузов по специальностям «Обогащение полезных ископаемых» и «Металлургия цветных металлов». / С. И. Полькин, Адамов Э. В. - М.: Недра, 1975. - 461 с.

44. Леонов, С. Б. ХХ1 Век технологии в области обогащения полезных ископаемых / С. Б. Леонов // Вестник ИрГТУ. - №1. - 1997. - С. 3-17.

45. Мещеряков, Н.Ф. Кондиционирующие и флотационные аппараты и машины [Текст]: учебник для студентов вузов по специальностям «Обогащение полезных ископаемых» и «Металлургия цветных металлов». / Н.Ф. Мещеряков - М.: Недра, 1990.- 237 с.

46. Черных, С. И. Создание флотационных машин пневматического типа и опыт их применения на обогатительных фабриках / С. И. Черных - М.: ЦНИИЦветмет, 1995.- 296 с.

47. Леонов, С. Б. Новая технология флотации минералов на основе колонных аппаратов с нисходящим пульповоздушным движением / С. Б. Леонов, Полонский С.Б., Попов К. И. // Материалы 19-го Международного конгресса по обогащению полезных ископаемых, 2227 октября 1995. - Сан-Франциско, США.- Т. 3.- С. 117-118.

48. Полонский, С. Б. Теория и практика колонных флотационных аппаратов с нисходящим пульповоздушным потоком / С. Б. Полонский, Суслов К. В., Никаноров А. В., Ершов П. Р. Иркутск: изд-во ИрГТУ.- 2001.

49. Богданов, О. С. Исследование процесса минерализации поверхности раздела жидкость-воздух при флотации / О. С. Богданов, Суховольская С. Д., Филановский М. Ш. // Вопросы теории флотации. - М.: Металлургиздат, 1941. - С.8-15.

50. Волкова, З. В. Закрепление частиц минералов на поверхности пузырьков при флотации / З. В. Волкова // ЖФХ.- 1940.- Т.XIV, №5-6.- С.789-800.

51. Петров, Э. В. Способ утилизации отработанной футеровки [Текст]: патент / Э. В. Петров. - АС СССР № 269495, опубликовано 01.01.1970 г., № 1275951/22-1.

52. Эйгелес, М. А. Кинетика минерализации воздушного пузырька во флотационной суспензии / М. А. Эйгелес // Цветные металлы.- 1940.- №2.- С.10-12.

53. Ржечицкий, Э. П. Состояние проблемы вывода сульфата натрия из растворов газоочистки цехов электролиза алюминия и возможные пути ее решения / Э. П. Ржечицкий, Кондратьев В.В. // Сборник докладов 10 международной конференции «Алюминий Сибири - 2004», Красноярск 7-10 сентября. - С. 268-272.

54. Вили Бьерке. Окружающая среда, здоровье и техника безопасности в алюминиевой промышленности / Бьерке Вили // Международная конференция «Алюминиевая промышленность России и мира в 21-ом веке». - С. 10-15.

55. Вейцер, О. И. Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки воды / О. И. Вейцер, Д. М. Минц. - М.: Стройиздат, 1975. - 191с.

56. Айкель, Г. Применение высокомолекулярных синтетических полимеров в качестве флокулянтов / Г. Айкель. -«Глюкауф», 1966, - №8 - С. 15 - 20.

57. Клебанов, О. Б. Справочник технолога по обогащению руд цветных металлов [Текст]: справочник / О. Б. Клебанов, Л. Я. Шубов. - М.: Недра, 1974 - с. 472.

58. Яковлева, С. В. Очистка производственных сточных вод [Текст]: учебное пособие для ВУЗов. 2-е издание пер. и доп. / С. В. Яковлева. - М.:Строиздат, 1985 - с. 335.

59. Мирсаидов, У. Способ переработки твердых отходов шламового поля алюминиевого производства [Текст]: патент / У. Мирсаидов, Сафиев Х., Азизов Б. и [др.]. ЕА № 003660, С22В 7/00, опубл. 28.08.2003

60. Elliott J. Roberts. Process for recovery of alumina-cryolite waste in aluminum production / Elliott J. Roberts, Stanley B., Peter A. / US 4053375 A, заявка US 05/706,028, опубл. 11.10.1977

61. Donald B. Banker. Detoxification of aluminum spent potliner by thermal treatment, lime slurry quench and post-kiln treatment / Donald B. Banker, Dennis G. Brooks, Euel R., Douglas D., Dennis F. USA № 5164174 A, № заявки 07/774,941 кл. С 01 B 7/20, опуб. 17.11.92

62. Баррийон, Э. Способ термической обработки использованных набоек электролизных ванн [Текст]: патент / Э. Баррийон, Персонне П.-Б., Бонтрон Ж., Ларонз Д. РФ № 2103392, кл. C 22 B 7/00, опуб. 27.06.96

63. William S. Rickman. Method for the combustion of spent potlinings from the manufacture of aluminum / William S. Rickman, James L. Kaae, Bernard W. G. US № 4763585 A,US 07/093,919, опубл. 16.09.1988

64. Барановский, В. В. Способ переработки отработанной футеровки алюминиевых электролизеров [Текст]: патент / В. В. Барановский, А.В. Барановский // RU (11) 2171853 (13) 99109488/12, опубл. 2001.08.10

65. Барановский В. В. Способ переработки отработанной угольной футеровки алюминиевых электролизеров [Текст]: патент / В. В. Барановский, А. В. Барановский, М. П. Кононов и др. // 2199488, заявка 2000130110/12, опубл. 27.02.2003

66. Патрин Р. К. Повышение эффективности ресурсосбережения при производстве алюминия электролизом на основе использования футеровочных материалов катода [Текст]: автореферат дисс...канд. техн. наук: 05.16.02 / Патрин Р. К., - С.-Пб., 2015 - 20 с.

67. Vacuummetric method for processing of waste aluminum industry. Pat. № 925119. England, CJA, field. 28.07.1961, pub. 1.05.1963.

68. Method of thermal processing of fluorocontaining sludge: Pat. № 73140. Norway, US 12 -10, field. 7.07.1945, pub. 1.03.1948.

69. Sintering process fluorocontaining waste with fined spar: Pat. № 813834. England, CJA, field. 19.10.1954, pub. 28.10.1958.

70. Wangxing Li, Xiping Chen, "Running Results of the SPL Detoxifying Pilot Plant in CHALCO," Light Metals 2006, Р. 219-222.

71. Бажин, В. Ю. Современные способы переработки отработанной огнеупорной футеровки алюминиевого электролизера / В. Ю. Бажин, Р. К. Патрин // Новые огнеупоры. — 2011. — № 2. — С. 39-41.

72. Анахов, С. В. Плазменные технологии обезвреживания техногенных отходов алюминиевых производств/ С. В. Анахов // Цветная металлургия. - 2007. - №8. - С. 24 - 26.

73. Высокотемпературный метод обработки отходов алюминиевой промышленности. Пат: № 1184967. ФРГ - 40С, 312, заявл. 26.07.1961, опубл. 9.09.1965.

74. Афанасьев, А. Д. Изучение термической регенерации фтора из угольной пены (отхода алюминиевого производства) / А. Д. Афанасьев, Ю. В. Богданов, В. В. Кондратьев // Цветные металлы. - 2011. - № 7. - С. 36 - 38.

75. Wangxing Li, Xiping Chen, and Fengqin Liu, "Industrial Running Report of SPL Detoxifying Pilot Plant in CHALCO"(Report 2005-03, Zhengzhou Research Inst. of CHALCO, 2005).

76. Способ получения фтористого водорода: Пат. № 2110470. Российская Федерация: МПК C01B7/19 / Истомин С. П., Веселков В. В., Куликов Б. П., Рагозин Л. В., Мясникова С. Г., Коннова Н. А., Заруба А. А., Пивнев А. И., заявл. 06.02.1995, опубл. 10.05.1998.

77. Петлин И. В. Процессы получения фторида водорода из фторсодержащих отходов алюминиевой промышленности [Текст]: дисс.канд. техн. наук: 05.17.08 / И. В. Петлин, -Томск. - 2014. - 132 с.

78. Аншиц, А. Г. Способ переработки шлама газоочистки производства первичного алюминия [Текст]: патент / А. Г. Аншиц, В. А. Низов, А. Р. Суздорф, В. Н. Тихомиров и [др.]. // RU 2098499, № 95112779/02, опубл. 10,12.97.

142

79. Минеев Г. Г. Теория гидрометаллургических процессов [Текст]: учебник под ред. Г. Г. Минеева / Г. Г. Минеев, Т. С. Минеева, И. А. Жучков, Е. В. Зелинская. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2007. - 524 с.

80. Леонов С. Б. Гидрометаллургия [Текст]: учебник, ч. 1. Рудоподготовка и выщелачивание / С. Б. Леонов, Г. Г. Минеев, И. А. Жучков. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 1998. - 702 с.

81. Барченков В. В. Технология гидрометаллургическй переработки золотосодержащих флотоуонцентратов с применением активных углей [Текст]: учебное пособие, изд-е пере-раб. и доп. - Улан-Уде: Изд-во «Республика типография». - 2007. - 272 с.

82. Дубчак, Р. В. Переработка отходов алюминиевого производства за рубежом / Р. В. Дубчак. - М.: Институт «Цветметинформация», 1978. - 493 с.

83. Process for the recovery of criolite from waste of gases and from the carbon botton of am aluminum electrolytic furnance: Pat. № 3065051 / Herbert Mader. USA, US 23 - 88, field. 24.08.1960, pub. 20.11.1962.

84. Processing of waste shredding. Pat. № 1027362. England, CJA: C01F7/54 (1467265) / Applicant Electrokemisk As. - field. 26.09.1963, pub. 27.04.1966.

85. Processing of waste shredding with alkali method. Pat. № 104495. Norway: IC GO1B 3/02 (20060101); G01B 3/10 (20060101) - US 12 - 10, field. 6.11.1953, pub. 17.08.1964.

86. Method of leaching for grinding fluorocontaining waste alkali. Pat. № 976819. England, CJA: CO1B31/12 (20038202) / Applicant AUERGESELLSCHAFT GMBH field. 21.08.1962, pub. 22.05.1964.

87. Ржечицкий, Э. П. Безотходная переработка фторуглеродсодержащих отходов производства алюминия (хвосты флотации, шлам газоочистки, пыль электрофильтров). / Э. П. Ржечицкий, В. В. Кондратьев // Сб. докладов IX Международной конференции-выставки «Алюминий Сибири 2003». -Красноярск, 2003. С. 22 - 24.

88. Савинова, А. А. Проблема использования углеродфторсодержащих отходов Красноярского алюминиевого завода / А. А. Савинова // Поиск новых путей: сб. научн. трудов АО «КрАЗ». - Красноярск, 1994. - ч. 2. - с. 33 - 45.

89. Кондратьев, В. В. Существующие и перспективные технологии переработки фторуг-леродсодержащих отходов электролиза алюминия. / В. В. Кондратьев, Э. П. Ржечицкий // Электрометаллургия легких металлов: сб. научных трудов ОАО «СибВАМИ». Иркутск, 2004. С. 157 - 162.

90. Xiping Chen, "Studying on Pyro-process for Spent Potlining and its Heat Transfer Analyzing", Doctorial thesis, 2009, Central South University. - Р. 1~30.

91. Wangxing Li, Xiping Chen, "Development of Detoxifying Process for Spent Potliner in CHALCO," Light Metals 2005, 515 - 517.

92. Lu Huimin, Qiu Zhuxian, "Recycling of Spent Cathode from Aluminum Reduction Cells by Floatation", Metals & Mines 1997(6), 20~24. 6 Lu Junzheng, Zhang Lipeng, Studying on Extracting of Fluorides from Spent Cathode, Silicate Aviso 2008(3), 25-27.

93. Способ извлечения фтористых соединений алюминия из отработанной футеровки ванн для электролитического производства алюминия Пат. № 925407. ФРГ: заявл. 21.03.1955, опубл. 21.03.1956.

94. Тунгусов, В. П. Способ переработки фторсодержащих отходов производства алюминия электролизом [Текст]: патент / В. П. Тунгусов, Кононов М.П. № 2092439, опубл. 10.10.1997.

95. Баранов, А. Н. Применение ингибиторов коррозии в производстве фтористых солей на алюминиевых заводах / А. Н. Баранов, Гавриленко Л. В., Гусева Е. А., Красноперов А. Н. // Электрометаллургия легких металлов: Сб.научных трудов. - Иркутск. 2003.- С. 41-43.

96. Моисеев, В. Н. Способ выделения сульфата натрия из растворов газоочистки электролитического производства алюминия [Текст]: патент / В. Н. Моисеев, Кошик И. М., Гавриленко Л. В., Фефелов Ю. В. А.с. № 2064891, опубл. 10.08.96.

97. Баранцев, А. Г. Способ кристаллизации сульфата натрия из растворов газоочистки электролитического производства алюминия [Текст]: патент / А. Г. Баранцев, Гавриленко Л. В., Чупров В. В.№ 2215689, опубл. 10.11.2003.

98. Гавриленко, Л. В. Усовершенствование технологии извлечения криолита из угольной пены алюминиевых производств / Л. В. Гавриленко, Баранов А. Н. // Электрометаллургия легких металлов: Сборник научных трудов. - Иркутск. 2003. - С. 43-45.

99. Гавриленко, Л. В. Схема флотации угольной пены на аппаратах колонного типа [Текст]: Материалы межрегиональной научно-практической конференции / Л. В. Гавриленко // Охрана окружающей среды в муниципальных образованиях на современном этапе. - Братск: БрГТУ. 2002:-С.

100. Баранцев, А. Г. Способ кристаллизации сульфата натрия из растворов газоочистки электролитического производства алюминия [Текст]: патент / А. Г. Баранцев, Л. В.Гавриленко, В. В Чупров // Патент РФ 2215689.. Зарегестрированно в Гос. реестре изобр. 30.07.2001.

101. Саламатов, В. И. Лабораторно-промышленные испытания флокулянтов "Praestd" 2540 и 2350 при осветление суспензии газоочистки БрАЗа / В. И. Саламатов, Л. В. Гавриленко // Обогащение руд, Иркутск. 2002 - С. 102-105.

102. Гавриленко, Л. В. Колонная флотация угольной пены на БрАЗе [Текст]: Материалы межрегиональной научно-практической конференции / Л. В. Гавриленко, А. А. Гаврилен-ко, Братск: БрГТУ. 2004.- С.72-74.

103. Баранов, А. Н. Удаление сульфатов из растворов газоочистки алюминиевых заводов с использованием микроорганизмов [Текст]: Сб. науч. Ст. Алюминий Сибири / А. Н. Баранов, В. А. Верхозина, Е. В. Верхозина, Л. В. Гавриленко, Е. А. Гусева // Красноярск: Бона компании, 2003. - С. 25 - 26.

104. Седых, В. И. Совершенствование технологии переработки угольной пены алюминиевого производства / В. И. Седых, П. Р. Ершов, А. В. Никаноров, Л. В. Гавриленко // Тезисы доклада 2-й международной конференции «Металлургия цветных и редких металлов» (9-12 сентября), Красноярск. - 2003. - С.125-127.

105. Баранов, А. Н. К вопросу о техногенной опасности шламовых полей алюминиевых заводов / А. Н. Баранов, Л. В. Гавриленко, Н. И. Янченко, Е. А. Гусева // Алюминий Сиби-ри-2004 г.: Сб. научн. Статей, Красноярск: «Бона компании», 2004. - С. 299-300.

106. Баранов, А. Н. Новая технолоия очистки трубопроводов в газоочистке алюминиевых заводов / А. Н. Баранов, Л. В. Гавриленко, Е. А. Гусева, И. Н. Майзель, А. Н. Красноперов, А. В., Тананайко // Алюминий Сибири-2004 г.: Сб. научн. Статей, Красноярск: «Бона компании», 2004. - С. 297-298.

107. Бурнакин, В. В. Способ переработки отходов алюминиевого производства [Текст]: патент / В. В. Бурнакин, В. И. Заливной, П. В. Поляков и [др.]. А.с. 1129270, СССР. - 1984.

108. Вертопрахова, Л. А. Утилизация отходов со шламовых полей алюминиевых заводов в производстве цемента / Л. А. Вертопрахова, Б. П. Куликов, М. Н. Пигарев // Цветные металлы. - 2006. - № 3. - С. 46 51

109. Баранов, В. В. Получение клинкера с использованием минерализатора на основе фторсодержащих отходов / В. В. Баринов, Б. П. Куликов, М. Д. Николаев, и др. // Цемент и его применение. - 2010 - № 2. - С. 102 - 105

110. Куликов, Б. П. Утилизация фторсодержащих отходов алюминиевого производства в цементной промышленности / Б. П. Куликов В. В. Баринов М. Д. Николаев и [др.] // Экология и промышленность России. - Май 2010. - С. 4 - 6

111. Барановский, В.В. Способ переработки углеродистого шлама, выводимого из системы электролитического получения алюминия [Текст]: патент / В. В. Барановский, Барановский А. В. РФ № 2167210, С22В 7/00, С0№ 7/38, опубл. 20.01.2001

112. Афанасьев, В. А. Экологические проблемы производства алюминия / В. А. Афанасьев // Цветные металлы, 1994 - № 7. - С. 33 - 36.

113. Янко Э. А., Изучение повышенного расхода углерода при электролизе алюминия / Э. А. Янко, В. Д. Лазарев // Цветные металлы, 1974 - № 11. - С. 38 - 40.

114. Latham C.S., March H. Anodes for aluminium production. "Carbon'86, 4 Int. Cfrbon Conf., Baden-Baden, 30. Juni-u, Juli, 1986. Proc." Baden-Baden, s.a. - Р. 802 - 803.

145

115. Recycle of spent potliner through Soderberg anodes / Locke Lou, ets. // Light Metals 1989: Proc. Techn. Sess. TMS. 118 TMS Annu Meet., Las Vegas, Febr. - Р. 399- 405.

116. Ушаков, Ю. А. Использование фторсодержащих отходов при производстве глинозема / Ю. А. Ушаков, Финкельштейн Л. И., Долгирева К. И. // Цветные металлы, 1978. - №2. -С.28-29.

117. Арлюк, Б. И. Усовершенствование процессов переработки алюминатно-щелочных нефелиновых спеков / Б. И. Арлюк. М.: 1978, с.13-14.

118. Вахромеев, А. Г. Перспективы использования литиевых и магниевых продуктов, полученных из отечественного минерального сырья / А. Г. Вахромеев, А. Д. Рябцев, Н. П. Коцупало и [др]. // Металлургия легких ме5таллов на рубеже веков. Современное состояние и стратегия развития. Международная конференция (5-6 сентября), Санкт-Петербург, 2001. -150с.

119. Галкин, Н. П. Улавливание и переработка фторсодержащих газов / Н. П. Галкин, В. Д. 3аицев, М. Б. Серегин. М.: Атомиздат, 1975. - 240 с.

120. Баранов, А. Н. Получение литиевых продуктов из сибирских рассолов для экологизации производства алюминия / А. Н. Баранов, А. Г. Вахромеев, Н. П. Коцупало и [др]. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2004. - 125 с.

121. Гавриленко, Л. В. Повышение эффективности производства вторичного криолита из отходов алюминиевых заводов (На примере ОАО БрАЗ компании "РУСАЛ") [Текст]: дисс... канд. техн. наук: 05.16.02 / Гавриленко Л. В., - Иркутск, 2005. - 140 c.

122. Технологическая инструкция. Производство вторичного криолита - ТИ 440.07.01 [Текст]: технологическая инструкция (взамен ТИ 01.07.01-2006), от 26.06.2008. - 44 с.

123. Филиппов С. В. Способ получения фторида кальция [Текст]: патент / А. Н. Баранов, В. В. Волянский, А. А. Гавриленко, А. В. Моренко // Патент РФ № 2487082, публикация патента: 10.07.2013.

124. Технологическая инструкция. Производство фторида кальция на ОАО «РУСАЛ Братск» - ТИ 440.07.02-2015 [Текст]: технологическая инструкция (взамен ТИ 440.07.022012, редакция 1) от 25.03.15. -20 с.

125. Техническое руководство процесса. Производство вторичного криолита. Процесс производства вторичного смешанного криолита на ОАО «РУСАЛ Братск» - ТРП 440.07.01.03 [Текст]: техническое руководство процесса, редакция 4, (взамен редакции 3) от 25.03.2013, Братск. -22 с.

126. Николаева, Л. А. Проблема загрязнения фторидами почвенного покрова вблизи алюминиевых производств [Текст]: Сб. научных трудов. под ред. Н.Н. Ильинских / Николаева Л.А., Турчинова Д.А. - Томск: Естествознание и гуманизм, 2010. - С. 58-59.

146

127. Тимкина Е. В. Анализ почвенной миграции фтора в зоне влияния алюминиевого завода / Е. В. Тимкина // Материалы 7 международной научно-практической конференции молодых ученых «Зажги свою звезду», Изд-во: «Спутник +», Москва, 29 ноября 2013 г. -С. 18-22.

128. Янченко Н.И., Баранов А.Н., Тимкина Е. В., Ершов В.А. и др. Распределение некоторых химических элементов в снежном покрове в г. Братске / Н.И. Янченко, А.Н. Баранов, Е. В. Тимкина, В.А. Ершов и др. // Системы. Методы. Технологии. №4, Изд-во: Братский государственный университет, Братск, 2013 г. - С. 164-169.

129. ГОСТ 17.4.3.01-83. Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб. - Введен 1984-06-30 (дата посл. измен. 22.05.2013). - М.: Изд-во ИПК Издательство стандартов, 2004. - 3 с.

130. ГОСТ 14180 - 80. Руды и концентраты цветных металлов. Методы отбора и подготовки проб для химического анализа и определения влаги. - Взамен ГОСТ 14180-69; введен 18.03.2010 (дата посл. измен.16.01.2015). - М.: Изд-во Стандартинформ. - 2010. -19 с.

131. ГОСТ 11022-95. Топливо твердое минеральное. Методы определения зольности. -1997-01-01 (дата посл. измен. 01.07.2002), М.: Изд-во Стандартинформ. - 18 с.

132. СТП 04.04.012-06. Продукты алюминиевого производства. Потенциометрический метод определения фтора. ОАО «РУСАЛ-Братск» 2006. - 8 с.

133. СТО 04.02.007-2011. Стандарт организации. Растворы регенерации фторсолей. Экспресс методы определения химического состава. ОАО «РУСАЛ-Братск», 2011. - 13 с.

134. СТО 04.02.006-2012. Стандарт организации. Продукты алюминиевого производства. Методы определения сульфатов. ОАО «РУСАЛ-Братск», 2007. - 10 с.

135. СТО 04.02.024 - 2012. Стандарт организации. Продукты алюминиевого производства методы определения массовой доли алюминия, окиси железа, кальция фтористого, магния фтористого. ОАО «РУСАЛ-Братск», 2012. - 24 с.

136. СТО 04.02.025 - 2012. Стандарт организации. Продукты алюминиевого производства методы определения двуокиси кремния и натрия. ОАО «РУСАЛ-Братск», 2012. - 15 с.

137. СТО 04.02.019-2012. Стандарт организации. Углеродсодержащие материалы. Метод определения массовой доли углерода. ОАО «РУСАЛ-Братск», 2012. - 16 с.

138. Кравченко, Н. С. Методы обработки результатов измерений и оценки погрешностей в учебном лабораторном практикуме: учебное пособие / Н. С. Кравченко, О. Г. Ревинская. -Томск: Томский политехнический университет, 2011. - 88 с.

139. Смагунова, А. Н. Методы математической статистики в аналитической химии [Текст]: учебное пособие для судентов высших учебных заведений / А. Н. Смагунова, Карпукова О. М., Ростов-на-Дону: Изд-во Феникс, 2012. - 346. - ISBN 978-5-222-19507-9.

147

140. Тихонов, А. Н. Статистическая обработка результатов экспериментов [Текст]: учеб. пособие для вузов по специальности приклад. математика / А. Н. Тихонов, М. В. Уфим-цев. - М. : Изд-во Ун-та, 1988. - 174 с.

141. ГОСТ 24598-81. Руды и концентраты цветных металлов. Ситовый и седиментацион-ный методы определения гранулометрического состава. - Введен 1983-01-01 18.05.2011), М.: Изд-во Стандартинформ. - 15 с.

142. Тимкина Е. В. Выщелачивание фтора из фторуглеродсодержащих отходов на алюминиевом производстве / А. Н. Баранов, Н. И. Янченко, Е. В. Тимкина // материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Перспективы Развития технологии переработки углеводородных, растительных и минеральных ресурсов». - Иркутск. Изд-во ИрГТУ, 24-25 апреля 2012 г., - с. 35-37.

143. Тимкина Е. В. Получение брикетов из отходов производства алюминия и из физико -химические свойства / Е. В. Тимкина, Баранов А. Н., Якушевич П. А. // Вестник Иркутского государственного технического университета № 11. - Иркутск. Изд-во: Иркутский государственный технический университет, 2012. - с. 143-148.

144. Анчаров, А. И. Исследование стадийности процессов химического взаимодействия твердых металлических сплавов с жидкими металлами и сплавами методами рентгено-структурного анализа с использованием синхротронного излучения [Текст]: автореферат дисс...канд. хим. наук: 02.00.21 / Анчаров А. И., Новосибирск, 2006. - 22 с.

145. NIST Chemistry WebBook: [Электронный ресурс]. URL: http://webbook.nist.gov/chemistry/ (Дата обращения: 24.10.2015).

146. Животовская, Г. П. Элементы химической термодинамики в курсе общей химии [Текст]: Учебное пособие / Г. П. Животовская, Л. А. Сидоренкова, О. Н. Груба. - Челябинск: Изд-воЮУрГУ, 2007. - 46 с.

147. Киреев, В. А. Курс физической химии [Текст]: учебное пособие, изд-е 3-е перераб. и доп. - М: Изд-во «Химия». - 1975. - 776 с.

148. Постановление Правительства РФ от 12 июня 2003 г. N 344 "О нормативах платы за выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ стационарными и передвижными источниками, сбросы загрязняющих веществ в поверхностные и подземные водные объекты, размещение отходов производства и потребления" (с изменениями от 1 июля 2005 г.).

Приложение А. Акт проведения полупромышленных испытаний на ОАО

«РУСАЛ Братск»

Анализ представленных результатов подтверждает, что вторичный фторид кальция можно производить не только из фторсодобикарбонатных растворов ГОУ после очистки анодных газов, но и из щелочных растворов после извлечения фтора из техногенного фторуглеродсодержащего сырья с содержанием основного вещества - СаР: более 90 %.

Таблица 2

Наименование исходного материала Определяемые элементы в регенерацнонном криолите, %

Р N8 А1

Раствор (выщелачивание угольная фут-ка) 32,1 45,6 3,5

Раствор (выщелачивание шлама ГОУ) 36,3 45,6 2,1

Раствор (выщелачивание пыли э/ф) 30,2 41,5 3,2

Анализ представленных результатов подтверждает, что кристаллизация регенерационного криолита происходит в щелочных растворах с регламентируемой дозировкой алюминатного раствора с содержанием основного вещества - №яА1Рб до 65 %.

Основные результаты опытно-промышленных испытаний:

Эффективность извлечения фтора из твердых фторсодержащих в щелочной раствор составляет 70%. Также доказана возможность кристаллизации фторида кальция с содержанием основного вещества 90-95% и регенерационного криолита с содержанием основного вещества 55-67%.

Аспирант ИрГТУ Тимкина Екатерина Викторовна принимала активное участие в проведении полупромышленных испытаний по извлечению фтора из твердого техногенного сырья с последующей кристаллизацией вторичных фторидов, подготовкой проб осадков после выщелачивания и кристаллизации к химическому анализу. Тимкина Е.В. провела анализ результатов химического анализа жидкой и твердой фазы, сделала грамотные научные выводы, которые можно успешно применить в производстве заводов Компании РУСАЛ.

Профессор кафедры МЦМ ИрГТУ, д.т.н.

Менеждер ОЭ ДТ и ТРАП ООО «РУСАЛ ИТЦ» в г.Братске, к.т.н.

Начальник УПФиТГ ДОП ОАО «РУСАЛ Братск»

Аспирант кафедры МЦМ ИрГТУ

A.Н.Баранов

B.Гавриленко

А.А.Гавриленко

Приложение Б. Расчет ожидаемого экономического эффекта от внедрения технологии переработки фторуглеродсодержащих материалов БрАЗа

с получением товарных продуктов

п РУСАЛ

БРАТСКИЙ АЛЮМИНИЕВЫЙ ЗАВОД

Расчет ожидаемого экономического эффекта от внедрения

технологии переработки техногенного сырья в ОАО «РУСАЛ Братск» с получением товарных продуктов

1.Исходные данные:

12900 т- пыли электрофильтров алюминиевого производства, 7300 т -шлама газоочистки электролизного производства, 10200т -хвостов флотации угольной пены;

9900т - отработанной угольной футеровки электролизного производства, (цифры взять из диссертации)

Общий объем извлеченного фтора в раствор из фторуглеродсодержащих материалов с учетом потерь при выщелачивании - 3262,8 т/год. Цена свежего сырья (CaF2) - 15088,5 руб./т Себестоимость 1т вторичного CaF2- 8386,55 руб./т Годовая потребность CaF2 на ОАО «РУСАЛ Братск» - 900т/год Объем вторичного CaF2, который направляется в производство A1F3 составит: 6695,3-900=5795,3 т/год Затраты на внедрение - 25000 тыс. руб.

2.Расчет экономического эффекта

2.1. Определяем объем производства вторичного CaF2

CaF2- 2 F 78-38 CaF2o6pa3. - Xf, где: 78 - молекулярная масса CaF2, 38 - молекулярная масса фтора

Zfp-p _ ежегодный объем извлечения фтора в раствор из фторуглеродсодержащих материалов с учетом потерь, т /год CaF2o6pa3. = 78 *£F/38 = 2,052* 2>р-р, т/год Объем производства CaF2 из фторуглеродсодержащих материалов составит ~ 6695,3 т/год

2.2. Экономия за счет использования вторичного CaF2 на ОАО «РУСАЛ Братск» составит :

Э,=(15088,5-8386,55)*900=6 031 755руб/год или 6 032 тыс. руб/год

Открытое акционерное общество «РУСАЛ Братский алюминиевый завод» (ОАО «РУСАЛ Братск») Российская Федерация, 665716, Иркутская обл., г. Братск Тел.: [phone], Факс: [phone]. E-mail: [e-mail]

2.3. Экономия за счет продажи на сторону для производства А1Р3:

Э2=(15088,5-8386,55)*5795,3=38 839 810 руб/год или 38 840тыс. руб/год 2.4.Экономия за счет снижения экологических платежей:

Согласно Постановлению Правительства РФ от 28.08.1992 N 632 (ред. от 26.12.2013) "Об утверждении Порядка определения платы и ее предельных размеров за загрязнение окружающей природной среды, размещение отходов, другие виды вредного воздействия" снижение экологических платежей представлено в таблице 1.

Таблица 1

№п/п Вил отхода Снижение объема образования за счет выщелачивания фтора, т/год Ставка платы, руб/т к, к2 кз к. Снижение платы, руб/год

1 Хвосты флотации угольной пены 408,2 288,4 1.1 2,45 2 0,3 190361,13

2 Шлам газоочистки электролизного производства 489,7 497 М 2,45 2 0,3 393546,92

3 Пыль электрофильтров электролизного производства 1898,6 497 1,1 2,45 2 0,3 1525807.99

4 Отработанная угольная футеровка 464,5 288,4 1.1 2,45 2 0,3 216616,23

ИТОГО: 2326332,27

Ээ = 2326 тыс. руб/год

3. Экономический эффект за первый год после внедрения данной технологии составит:

Э= (Э, + Э2+ Э3) - 3 =(6032+3 8840+2326)-25000= = 47198-25000=22 198 тыс. руб/год.

За второй и последующие года 3=6032+38840+2326=47 198 тыс. руб/год.

,»»* и«.

Начальник ОП ЭП ОАО «РУСАЛ Братск»

.Ц£еес кяв,

ЦI

--чк^шяц* _

Расчет выполнила аспирант ИРНИТУ Тимкина Е.В.

1 ОТО

Е.Е.Скорняков

Приложение В. Результаты анализов растворов после выщелачивания фторуглеродсодержащих материалов

п

РУСАЛ

братский

алюминиевый тт , . .

завод Центральная Заводская Лаборатория

ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЙ

№ пробы 21.07.14. Наименование ЭКСПЕРИМЕНТ определяемые эл-ты, г/л

Р 804

1 Пыль э/ф, NaOH 2%, 30 мин 9,5 8,70

2 Пыль э/ф, NaOH 2%, 40 мин 9,2 10,10

3 Пыль э/ф, NaOH , 60 мин 7,8 10,10

6 Пыль э/ф, 2%, 30 мин 7,1 39,8

5 Пыль э/ф, 2%, 40 мин 4,6 39,8

4 Пыль э/ф, ^804 2%, 60 мин 5,4 46,1

13 Шлам г/о, NaOH 2%, 30 мин 9,5 5,50

14 Шлам г/о, NaOH 2%, 40 мин 9,8 5,50

15 Шлам г/о, NaOH 2%, 60 мин 10,4 5,80

16 Шлам г/о, 2%, 30 мин 6 31,20

17 Шлам г/о, 2%, 40 мин 6,3 39,80

18 Шлам г/о, 2%, 60 мин 7,2 34,1

19 Футеровка , NaOH 2%, 30 мин 0,9 0,60

20 Футеровка , NaOH 2%, 40 мин 1 0,60

21 Футеровка , NaOH 2%, 60 мин 1 0,50

22 Футеровка, ^804 2%, 30 мин 0,7 25,40

23 Футеровка, ^804 2%, 40 мин 1,2 30,70

24 Футеровка, ^804 2%, 60 мин 1,3 31,20

б/н Смесь 3-х отходов ^804 2%при 30 мин. 5,1 28,80

б/н Смесь 3-х отходов NaOH 2% при 30 мин. 8,5 4,20

№ пробы Наименование материала Р 8О4

21.07.14. 44 Смесь 3-х отходов NaOH+Ca(OH)2 3,6 18,30

45 Смесь 3-х отходов H2SO4+Ca(OH)2 1,5 3,7

Начальник ,

_ п/п С. М.Василишина

Дата выдачи протокола: отделения

01.09.14. химического анализа: ¿Ур

Приложение Г. Результаты анализов твердых проб фторуглеродсодержа-щих материалов до и после выщелачивания

РУСАЛ

братский

алюминиевый

завод

Центральная Заводская Лаборатория

[РОТОКОЛ ИСПЫТАНИЙ

№ пробы 21.07.14. Наименование материала Определяемые элементы, %

С Р Ка 8О4

7 Пыль э/ф, NaOH 2%, 30 мин 34,4 4,7 3,2 0,64

8 Пыль э/ф, NaOH 2%, 40 мин 34,0 4,4 6,3 0,54

9 Пыль э/ф, NaOH , 60 мин 34,3 4,3 3,1 0,90

10 Пыль э/ф, ^804 2%, 30 мин 35,2 8,7 2,7 3,6

11 Пыль э/ф, ^804 2%, 40 мин 35,0 8,5 2,7 3,4

12 Пыль э/ф, ^804 2%, 60 мин 34,3 8,6 2,7 5,3

25 Пыль э/ф, без обр-ки 23,5 15,1 8,7 8,2

26 Шлам г/о без обработки 19,7 22,7 15,4 4,7

30 Шлам г/о, ^804 2% при 30 мин. 25,2 21,5 12,0 3,0

31 Шлам г/о, NaOH 2% при 30 мин. 26,6 16,3 10,9 0,72

34 Шлам г/о, NaOH 2%при 40 мин. 26,5 16,5 10,5 0,77

35 Шлам г/о, NaOH 2%при 60 мин. 25,1 16,8 11,0 0,85

36 Шлам г/о, ^804 2%при 60 мин. 23,5 20,3 11,0 3,8

37 Шлам г/о, ^80., 2% при 40 мин. 25 ,1 21 ,1 12,0 3,5

27 Футеровка без обработки 71.3-76.7 2,6 6,3 0,03

28 Футеровка , NaOH 2%при 30 мин. 84,9 1,4 1.5-1.2 пробы

29 Футеровка, ^804 2%при 30 мин. 90,2 1,0 0,28 пробы

38 Футеровка , NaOH 2%при 60 мин. 89,7 0,80 0,60 0,06

39 Футеровка , NaOH 2%при 40 мин. 86,4 1,3 1,1 0,31

40 Футеровка, ^804 2%при 60 мин. 91,2 0,80 0,40 0,51

41 Футеровка, ^804 2%при 40 мин. 90,2 1,0 0,40 0,44

32 Смесь 3-х отходов NaOH 2% при 30 мин. 40,2 5,4 4,2 0,37

33 Смесь 3-х отходов Н280 4 2% при 30 мин. 36,3 13,6 7,5 3,6

Наименование материала Определяемые элементы, %

Са Ка 804

42 Смесь 3-х отходов (оса-док№0Н+Са(0Н)2 40,1 31,9 4,1 0,80

43 Смесь 3-х отходов (осадок) Н2804+Са(0Н)2 22,7 1,7 0.610.48 51,1

Дата выдачи протокола:

01.09.14.

Начальник отделения химического анализа:

п/п

силишина

Приложение Д. Результаты анализов растворов и твердых проб до и после

выщелачивания Центральная Заводская Лаборатория

РУСАЛ

братский

алюминиевый

завод

ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЙ

№ п.п. Характеристика материала Определяемые элеме нты в растворе, г/дм3 Определяемые элементы в твердой пробе, %

ШЕ среднее знач. ШЕ Е- среднее знач. Ш2О Е А1 Са

1 пыль э/ф (исходи. сырье) 17,8 7,9

2 пыль э/ф (1 эксперимент) 15,7 15,7 7,1 21 21,95 9,1 6,0

3 пыль э/ф (2 эксперимент) 15,7 7,1 22,9 9,6 6,0

4 угольная фут-ка (исходи. сырье) 36,7 28,3

5 угольная фут-ка. (1 эксперимент) 25,3 25,3 11,4 25,6 29,1 33,6 23,1

6 угольная фут-ка (2 эксперимент) 25,3 11,4 32,6 32,3 22,7

7 шлам г/о (исходн. сырье) 23,6 16,7

8 шлам г/о (1 эксперимент) 22,6 20 10,2 27,9 19,1 17,6 11,8

9 шлам г/о (2 эксперимент) 17,4 7,9 10,3 17,6 12,7

10 СаР2 (исх. сырье - пыль э/ф) 36,7 5,0 41,2

11 СаР2 (исх. сырье - уг. ф-ка) 35,0 5,4 38,8

12 СаР2 (исх. сырье - шлам г/о) 34,2 5,00 39,8

13 №3А№6 (исх. сырье - пыль э. ф.) 30,2 3,2 41,5

14 №3А№6 (исх. сырье - уг. ф-ка) 32,1 3,5 45,6

15 №3А№6 (исх. сырье - шлам г/о) 36,3 2,1 45,6

Дата выдачи протокола: Начальник отделения 01.09.14. химического анализа: п/п

С.М.Василишина

Приложение Е. Состав пробы фторида кальция, производимого на ОАО

«РУСАЛ Братск»

РУСАЛ

Центральная Заводская Лаборатория

БРАТСКИЙ

АЛЮМИНИЕВЫЙ

ЗАВОД

ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИИ № 216

Дата поступления № пробы Наименование материала Определяемые элементы, %

Ка Са м8 СОз 8О4 С

03.06.15. 183 СаБ2 22,5 4,2 39,5 отс. 2,3 2,7 2,8

Показатель точности, % 0,6 0,3 0,3 0,1

Дата выдачи протокола 11.06.15.

Начальник отделения химического анализа и/и

Василишина С.М.

Приложение Ж. Сертификат на плавиковый концентрат

Приложение И. Состав пробы вторичного криолита, производимого на

ОАО «РУСАЛ Братск»

РУСАЛ

БРАТСКИЙ

АЛЮМИНИЕВЫЙ

ЗАВОД

Центральная заводская лаборатория Аттестат аккредитации № РОСС

ОАО «РУСАЛ Братск» Яи.0001.22.ЧМ03

665716, г. Братск, промплощадка от 26.02.2013г. действителен до 26.02.2018г.

ОАО «РУСАЛ Братск» тел. [phone]

ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЙ № 203 от 29 мая 2015г.

Заказчик: УПФ и ТГ Материал: криолит вторичный Дата поступления: 26.05.15. Сведения о средствах измерения:

- спектрофотометр «8РЕС0Ь-211» (свидетельство № А46222-389-1289 от 10.06.2014 г)

- фотометр пламенный БЬАРНО 4 (сертификат № 577-290 от 24.07.2014 г.)

№ пробы Определяемые элементы Результаты измерений, % Показатель точности ±Дд,% НД на методику испытаний

32 Б 45.9 0.6 ГОСТ 10561-80

804 2.7 0.3 СТО 04.02.006

А1 14.9 0.3 СТО 04.02.024

Бе20э 0.28 0.04

С 0.89 0.06 СТО 04.02.038

8Ю2 0.13 0.02 СТО 04.02.025

№ 27.5 0.5

Влага* 0.06 -

33 Б 45.6 0.6 ГОСТ 10561-80

804 1.8 0.3 СТО 04.02.006

А1 16.2 0.3 СТО 04.02.024

Бе20э 0.35 0.04

С 1.1 0.1 СТО 04.02.038

8Ю2 0.19 0.02 СТО 04.02.025

№ 26.6 0.5

Влага* 0.20 -

* данное определение не входит в область аккредитации лаборатории. Результаты распространяются только на испытанный образец. Частичное или полное воспроизведение протокола испытаний допускается только с письменного разрешения ЦЗЛ ОАО «РУСАЛ Братск». Начальник отделения

химического анализа

п/п

С.М. Василишина