​Исследователи СФУ предложили новую методику рентгенофлуоресцентного спектрального анализа, позволяющую в автоматическом режиме анализировать химический состав электролита в электролизных ваннах алюминиевого производства.

Разработка сделает более точным технологический контроль и поможет увеличить эффективность производства алюминия на предприятиях РУСАЛа. Результаты исследования опубликованы в журнале Spectrochimica Acta Part B.

Электролиз глинозема проводится в расплаве фтористых солей при температуре около 950 °С. Основной компонент расплава — криолит — это соль, содержащая атомы натрия, алюминия и фтора. Из-за высокой температуры расплав постоянно меняет свой состав, и его нужно корректировать на основе результатов анализа электролита, чтобы поддерживать нужные технологические условия.
«На Красноярском алюминиевом заводе около 2 тысяч электролизных ванн, из которых нужно извлечь пробы на анализ и определить, что и в каких объёмах следует добавить в ванну. Цена вопроса велика. Отклонение состава на 1–3 % вызывает рост дополнительных затрат на электроэнергию примерно на 1,5 %. Если учесть, что КрАЗ — основной потребитель энергии Красноярской ГЭС, то понятно, что это гигантское количество. При современном оснащении контрольно-аналитической службы КрАЗа две тысячи анализов удаётся выполнить только за три дня, тогда как нужно это делать в три раза чаще. Вот почему качество выполняемого анализа должно быть очень высоким. Борьба за точность требует много сил и времени», — сообщила одна из авторов исследования Оксана Безрукова, специалист НИЧ СФУ.

Учёные университета предложили альтернативный применяемому способ технологического контроля кальций-, магнийсодержащего электролита с применением рентгеновской флуоресцентной спектроскопии. Точность последней удалось «поднять» до уровня рентгенодифракционного анализа. Новая методика уже внедрена для управления технологическим процессом на Красноярском алюминиевом заводе и успешно используется для анализа реальных проб электролита.

«Первые два патента по способу получения металлического алюминия путём электролиза криолитового расплава глинозёма были опубликованы почти одновременно, в 1886 году, французским химиком Эру и американцем Холлом. Затем в 1889 году на основе технологии Эру-Холла была запущена первая промышленная электролизная ванна. В этом году исполняется 130 лет существования технологии промышленного производства алюминия, и, учитывая значение алюминиевой промышленности для Красноярского края, нам кажется необходимым прояснить, как происходит электрохимический процесс добычи этого металла на молекулярном уровне», — подытожил один из руководителей исследования, профессор кафедры физической и неорганической химии Института цветных металлов и материаловедения СФУ, доктор химических наук Сергей Кирик.

Научный коллектив планирует продолжить исследование вопросов контроля электролита. Получены патенты, зарегистрированные в основных странах-производителях первичного алюминия (США, Канаде, Евросоюзе, Китае).

Похожие новости

  • 19/05/2017

    В СФУ научили летать беспилотники на малой высоте

    ​В Сибирском федеральном университете разработали специальный прибор, который позволит беспилотным летательным аппаратам самостоятельно ориентироваться на малых высотах до десяти метров. Приборы, которые есть сейчас, не позволяют получать точные данные о высоте полета.
    1019
  • 13/03/2017

    Ученые СФУ определят качество асфальта

    ​В этом году обещают выделить большие деньги на ремонт дорог. Но ведь каждый год улицы покрывают новым асфальтом, только хватает его ненадолго. Через несколько месяцев дороги вновь в колдобинах. Как определить качество полотна на начальном этапе, чтобы призвать дорожников к ответу? Ученые СФУ предлагают исследовать качество дорожного покрытия с помощью передвижной лаборатории, которую усовершенствовали в университете.
    1022
  • 25/07/2016

    Красноярские ученые испытали сверхпрочную деревянную крышу

    ​Уникальный эксперимент провели в лаборатории СФУ. Там на прочность испытали новую разработку - деревянную крышу, которая в теории гораздо надежнее железобетонных конструкций. На вершину крыши грузят десятки бетонных блоков, общая масса - несколько тонн.
    1232
  • 24/08/2017

    Сибирские ученые разработали ботинки с навигационной системой

    ​Ученые Сибирского федерального университета (СФУ) совместно с коллегами из Национального исследовательского Томского политехнического университета разработали пешеходную навигационную систему, которая сможет определять координаты пользователя в плотной городской застройке, лесных массивах и даже под землей, сообщила пресс-служба СФУ.
    1061
  • 01/08/2017

    В РФ создано акустоэлектронное устройство с диапазоном в два раза больше, чем у аналогов

    ​Исследователи из Технологического института сверхтвердых и новых углеродных материалов в Москве и Сибирского федерального университета (СФУ) создали эффективное акустоэлектронное устройство на основе синтетических алмазов, сообщила в понедельник пресс-служба СФУ.
    914
  • 24/10/2018

    Ученые СФУ получили грант на исследование, которое избавит город от «черного неба»

    ​Ученые СФУ получили грант на два года от Российского фонда фундаментальных исследований. Физикам выделяют 2 миллиона в год на разработку новой методики расчета распространения вредных примесей в воздухе.
    342
  • 12/08/2016

    В СФУ разработали установку для получения недорогой электроэнергии и тепла

    ​Ученые-теплофизики Сибирского федерального университета (СФУ) разработали ресурсосберегающую установку для производства тепла и энергии из отходов производства. В качестве топлива они предлагают использовать древесные опилки, солому, отходы лесозаготовки, сообщает пресс-служба СФУ.
    1588
  • 12/10/2016

    Проект «Алюминиевая долина» получит мощный научный ресурс

    ​В Красноярском крае идет подготовка к реализации проекта "Алюминиевая долина" - особой промышленно-экономической зоны предприятий алюминиевой отрасли. Предполагается, что научное сопровождение, разработку новых технологий и продукции, а также подготовку кадров для ассоциации предприятий в рамках проекта обеспечит и Сибирский федеральный университет.
    1297
  • 29/12/2016

    Ученые СФУ презентовали антенны для сетей четвертого поколения

    ​Два проекта ученых Института инженерной физики и радиоэлектроники СФУ были представлены на национальной выставке-форуме "ВУЗПРОМЭКСПО-2016", прошедшей в Москве с 14 по 16 декабря 2016 года. Обе разработки выполнены совместно со стратегическим партнером ""Информационные спутниковые системы" имени академика М.
    1345
  • 17/05/2017

    В Красноярске изобретена технология 3D-печати воском для металлургии

    Технологию 3D-печати воском, которая позволяет изготавливать модели для металлургического производства даже из свечного парафина, изобрели ученые Института космической техники СибГУ имени Решетнева (Красноярск).
    1043