Научно-технический совет Инженерно-технологического центра РУСАЛа одобрил промежуточные итоги работы ученых ИРНИТУ по проекту "Разработка и испытания эффективного пиролитического способа переработки отработанной футеровки алюминиевых электролизеров".

Новая технология будет создана и испытана в ходе реализации проекта в течение 2,5 лет. Напомним, что данный проект, направленный на улучшение технико-экологических показателей алюминиевого производства, стал победителем конкурса в рамках Федеральной целевой программы "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020". Проект поддержан на уровне Минпромторга РФ и Технологической платформы "Материалы и технологии металлургии". Индустриальным партнером ИРНИТУ выступает Красноярский алюминиевый завод - второй крупнейший производитель алюминия в мире, основная площадка для опытной эксплуатации и внедрения инновационных разработок РУСАЛа. Результаты работы ученых также приняты ведомственной комиссией Минобрнауки РФ.

Научный руководитель проекта, начальник отдела инновационных технологий Физико-технического института ИРНИТУ Виктор Кондратьев выступил с презентацией на научно-техническом совете в Красноярске. Он рассказал об исследованиях, проведенных в 20015 году и первом квартале 2016 года, и сообщил о перспективах выполнения проекта.

В. Кондратьев подчеркнул актуальность обезвреживания и переработки футеровки. Эта специальная оснастка подины (днище) электролизера состоит из огнеупорной и углеродной частей. Футеровка контактирует с расплавленным алюминием и электролитом из фтористых солей. Она представляет серьезную проблему в виде отходов капитального ремонта электролизера. Отработанная футеровка классифицируется как опасный техногенный продукт.

"В индустриально развитых странах производителей алюминия (США, Канада, Австралия, страны ЕС) отработанная футеровка электролизеров относится к опасным отходам и требует обязательного обезвреживания. В РФ наметилась тенденция по изменению законодательства в части обращения с отходами, в частности, внесены изменения в критерии отнесения отходов к классам опасности. В настоящее время футеровка на разных алюминиевых заводах имеет 3-4 класс опасности. С учетом негативного прогноза развития ситуации, возможно, что в ближайшие 3-5 лет будет пересмотрен класс опасности отработанной футеровки и, соответственно, плата за более высокий класс для предприятий возрастет.

Кроме того, в огнеупорной части футеровки образуются цианиды. Эти токсичные вещества при попадании в организм человека могут вызывать отравления, раковые заболевания.

Экономическая составляющая проекта в том, что в результате переработки футеровки можно получить фтористый алюминий, стоимость которого доходит до $ 1,2 тыс. за тонну", - пояснил В. Кондратьев.

Ученые ИРНИТУ предлагают использовать термический метод. При разогреве футеровки в экономичных устройствах типа индукционных печей фаза фтористых солей теряет вязкость и отделяется от графитовой части, которая становится безвредной. Испарения фтористых солей при этом направляются в существующие системы очистки электролизных газов, где адсорбируются на поверхности глинозема и далее используются повторно в технологии электролиза.


В. Кондратьев подчеркивает, что основное внимание сотрудники ИРНИТУ уделили переработке именно огнеупорной части футеровки, поскольку угольная составляющая на данном этапе имеет устойчивый рынок реализации. В ходе работы над проектом были рассмотрены две аппаратурно-технологические схемы.

"Первая схема предполагает, что огнеупорная футеровка (до 5 тонн в час) дробится, измельчается и подается в специальную машину, где соединения алюмосиликата и фтора разносятся по разным камерам. Фторсодержащего продукта получается примерно 10% (500 кг в час). При этом, по мнению ученых, обезвреженный огнеупорный концентрат в измельченной форме можно использовать для создания цементов. Затем в специальной машине происходит флотирование и обезвреживание от цианидов. В безопасный компонент цианид может превратить реагент для связывания, например, сера, - рассказал В. Кондратьев. - Затем фторсодержащий продукт (пульпа) подается в печь. В первой части печи происходит сушка продукта, а во второй части при температуре до 600 градусов происходит твердофазная реакция замены натрия на алюминий. В результате натрий фтор преобразуется во фтористый алюминий, а сернокислый алюминий (сульфат алюминия) превращается в сернокислый натрий.

Таким образом, из печи выходит спек, состоящий из двух фаз, - хорошо растворимого в воде сульфата натрия и практически нерастворимого фтористого алюминия. Все это отмывается и прогоняется через фильтр. Фаза фтористого алюминия отправляется на сушку и далее поступает на производство. Сульфат натрия по технологиям, применяемым РУСАЛом, выпаривается до получения товарного продукта, который имеет высокую стоимость на рынке химических продуктов".

По словам руководителя проекта, вторая технологическая схема переработки огнеупорной футеровки предусматривает термический процесс. В этом случае при нагреве до 1000 градусов фаза фторсолей теряет вязкость и выходит из структуры огнеупора. При этом не требуется мелкое измельчение - достаточно дробления. Фторсодержащий продукт в виде застывших солей смешивается с сульфатом алюминия. В отличие от первого варианта, реактив для связывания цианида не добавляется. Данная схема по аппаратурному выполнению несколько дороже предыдущей - себестоимость продукта увеличивается на 2 тыс. рублей (или на 3,9%). Кроме того, применение термической схемы предполагает потребление большего количества ресурсов в виде электричества и мазута, а первая потребует усиления по гидротехнической части (оборотная вода).

Расчеты ученых показали, что из каждых 5 тонн/ час футеровки можно получить 4,5 тонны обезвреженной части, 400 кг фтористого алюминия и 800 кг сульфата натрия. При этом в процесс требуется выводить 700 кг сульфата алюминия.

В. Кондратьев отмечает, что перед учеными поставлена задача создать оптимальные методики, в том числе по разборке отработанных материалов футеровки. Визуально оценить разницу между фторированным продуктом и продуктом без фторсолей сложно. Поэтому сотрудники ФТИ ИРНИТУ планируют разработать экспресс-методику на основе применения мобильных анализаторов в виде мобильных рентгеновских аппаратов, которые позволяют послойно выбирать из подины электролизера нужный продукт. Если сортировка будет более тщательная, входящий поток отходов можно сократить до 50%, т. е. перерабатывать только те части футеровки, которые содержат фтористые соли.

"Первую аппаратурно-технологическую схему можно разместить на Красноярском алюминиевом заводе или Ачинском глиноземном комбинате. В течение года после запуска производственного участка капитальные вложения окупятся. Общая выручка по году при неизменных курсах валют превысит 200 млн рублей.

Научно-технический совет Инженерно-технологического центра РУСАЛа поддержал нашу работу. Управляющий директор Красноярского алюминиевого завода высказал заинтересованность разместить первую схему на своем предприятии", - сообщил В. Кондратьев.

Сейчас на одной из площадок ИРНИТУ монтируется лабораторная установка, которая состоит из индукционной печи, гидрохимического, термического передела. В июне запланированы лабораторные испытания по термической технологии, затем пройдут опытно-промышленные испытания на КрАЗе.

Похожие новости

  • 17/10/2019

    НОЦ «Байкал» может стать мировым поставщиком биотехнологий

    В ближайшие пять лет научно-образовательного центра мирового уровня «Байкал», который планируется создать в Иркутской области, может стать ядром внутренне связанного научно-образовательного и производственного кластера, генерирующего новое знание и прикладные разработки в сфере биомедицины и биотехнологий, цифровых технологий, имеющие высокий потенциал коммерциализации на ключевых рынках Национальной технологической инициативы.
    124
  • 19/02/2019

    В Иркутске испытывают линию для вакуумной экстракции пектина

    ​Специалисты малого инновационного предприятия Иркутского национального исследовательского технического университета испытывают технологию вакуумной экстракции пектина для производства целебных напитков из местного сырья — ягод и фруктов, произрастающих в Приангарье.
    463
  • 11/07/2019

    Первая в РФ программа по промышленным робототехническим системам откроется в НГТУ НЭТИ

    ​Новосибирский государственный технический университет (НГТУ) НЭТИ с сентября начинает подготовку специалистов по первой в РФ программе по промышленным робототехническим системам. Кадры будут готовиться для рынка передовых производственных технологий Национальной технологической инициативы (НТИ) "Технет", сообщила пресс-служба Министерства науки и высшего образования РФ.
    306
  • 21/02/2017

    Разработки ТПУ для имплантологии выходят на стадию клинических испытаний

    ​Биодеградируемые имплантаты Томского политехнического университета выходят на стадию клинических испытаний. Как сообщают ученые ТПУ, на стадии доклинических исследований эффективность томских изделий уже доказана, и сегодня некоторые биоразлагаемые имплантаты Томского политеха сегодня частично используются в медицинской практике в одном из ведущих ортопедических центров России - Центре Илизарова.
    2274
  • 22/01/2019

    Иркутский студент разрабатывает универсальный термос на элементах Пельтье

    ​Первокурсник Института энергетики ИРНИТУ Андрей Скороходов работает над проектом «Универсальный термос на элементах Пельтье». Научным руководителем выступает доцент кафедры физики, к.т.н. Петр Коновалов.
    726
  • 22/01/2019

    Иркутские ученые будут сотрудничать с исследовательским центром «Полюс Красноярск»

    ​Иркутские ученые будут сотрудничать с исследовательским центром «Полюс Красноярск» в области изучения и реализации новых технологий переработки минерального сырья. Как сообщает пресс-служба ИРНИТУ, с рабочим визитом университет посетили директор исследовательского центра компании Роман Аширов и заведующий лабораторией обогащения минерального сырья Роман Елизаров.
    918
  • 14/01/2019

    В Иркутске разрабатывают альтернативу каменноугольным пекам

    ​Альтернативу каменноугольным пекам, используемым в алюминиевой промышленности для производства анодной массы, разрабатывает студент Иркутского национального исследовательского технического университета Евгений Козлов под руководством заведующего кафедрой физики Николая Коновалова.
    532
  • 10/10/2018

    Форум U-NOVUS проходит в Томске

    ​Пятый форум U-NOVUS официально открылся в Томске. В этом году он проходит в новом формате: сделан упор на воркшопы, в ходе которых представители крупных технологических компаний поделятся своими практическими навыками.
    1809
  • 17/12/2018

    Компания En+ Group подвела итоги конкурса проектов молодых ученых «Лаборатория энергетики»

    ​Компания En+ Group, ведущий вертикально интегрированный производитель алюминия и электроэнергии, подвела итоги конкурса для молодых ученых из иркутских вузов «Лаборатория энергетики». В финал вышли 9 проектов улучшений по теме «Цифровые технологии в энергетике».
    1080
  • 17/12/2018

    Ученые из Иркутска создадут особый асфальт для сибирского климата

    Новую модификацию битума представят ученые из Иркутской области. Для создания уникальных асфальто-бетонных смесей специалисты используют передовой опыт канадских коллег. Завершить исследования планируется к концу 2020 года.
    1160