Иркутские ученые обезвредят фторсырьё
1315
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). 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.
«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».
«При достижении положительных результатов нашу технологию можно будет масштабировать на другие алюминиевые заводы страны», – отметил начальник отдела инновационных технологий Физико-технического института ИрНИТУ.
Источники
Как обезвредить фторсырьё?
Похожие новости
Иркутские и красноярские ученые разработали теплообменник для алюминиевого производства
1065
Сибирские ученые разработали ботинки с навигационной системой
1025
Ученые СФУ определят качество асфальта
983
Ученые СФУ презентовали антенны для сетей четвертого поколения
1299
Ученые из Иркутска создадут особый асфальт для сибирского климата
662
В СФУ научили летать беспилотники на малой высоте
991
В РФ создано акустоэлектронное устройство с диапазоном в два раза больше, чем у аналогов
868
Иркутские ученые будут сотрудничать с исследовательским центром «Полюс Красноярск»
353
Иркутский студент разрабатывает универсальный термос на элементах Пельтье
436
В Иркутске разрабатывают альтернативу каменноугольным пекам
149