Сущность электрического рафинирования (трехслойный метод)

Дипломный проект

Тема: Расчет корпуса производства АВЧ на силу тока 75 кА

Пояснительная записка

Руководитель проекта В.Н. Бирюлев

Студент Чебанов А.С.

Группа МД-11-2

Красноярск

Содержание

Введение....................................................................................................................................... 1

Описательная часть............................................................................................................. 2

1.1 Сущность электролитического рафинирования..................................................... 3

1.2 Описание конструкции................................................................................................. 4

1.3 Технология рафинирования........................................................................................ 5

Расчетная часть..................................................................................................................... 7

2.1 Материальный баланс.................................................................................................. 7

2.2 Конструктивный расчет............................................................................................... 9

2.3 Электрический баланс............................................................................................... 13

2.4 Расчет корпуса............................................................................................................. 17

Специальная часть............................................................................................................. 19

3.1 Влияние технологических нарушений на выход по току.................................. 19

Экономическая часть........................................................................................................ 21

4.1 Расчет производственной программы ................................................................... 21

4.2 Расчет численности рабочих.................................................................................... 22

4.3 Расчет фонда оплаты труда рабочих...................................................................... 25

4.4Расчет цеховых расходов.......................................................................................... 30

4.5 Расчет РСЭО................................................................................................................. 33

4.6 Расчет себестоимости 1 тонны алюминия и всего объема................................ 35

4.7 Расчет основных технико-экономических показателей проекта..................... 37

4.8 Заключение................................................................................................................... 39

4.9 Технико-экономическое обоснование проектируемого цеха........................... 39

Экология и охрана труда.................................................................................................. 41

5.1 Мероприятия по экологии......................................................................................... 41

5.2 Охрана труда в производстве алюминия высокой чистоты.............................. 47

Список используемой литературы................................................................................... 50

Введение

В современное время развиваются новые отрасли техники, которые вызывают необходимость в производстве различных чистых металлов, в том числе и алюминия.

Необходимость в чистом алюминии может быть удовлетворена электролитическим рафинированным металлом, но иногда нужны дополнительные средства для очистки. Если увеличивается значение электрически рафинированного алюминия, то ведутся работы по усовершенствованию процесса, повышается чистота металла и снижается стоимость электрически рафинированного металла.

За последнее время, выполнено довольно много исследований, касающихся различных способов очистки алюминия в электрических, кристаллизационных, десятиляционных.

В число первоочередных задач по совершенствованию процесса рафинирования входят: снижение удельного расхода электроэнергии путем уменьшения слоя электролита и совершенствования укрытий, повышение сортности выпускаемого металла за счет строгого соблюдения технологического режима, изыскание новых футеровочных металлов, взамен магнезита, обеспечивающих увеличение срока службы электролизеров и уменьшение загрязнения алюминия высокой чистоты.

Описательная часть

Сущность электрического рафинирования (трехслойный метод)

Первичный алюминий, поступает из цеха электролиза, обрабатывается медью для увеличения плотности до 35-45%, образуя на подине сплав плотностью 3,2÷3,7 г/см³. Катодом служит рафинированный алюминий, имеющий при температуре электролиза плотность 2,3 г/см³

Между анодным сплавом и катодным металлом находится слой электролита плотностью 2,7г/см³, в состав которого входит хлористый барий (55-62%), криолит и AlF₃. Добавка хлористого натрия 1÷3% вводится в электролит с целью повышения его электропроводности.

В процессе электролиза на аноде происходит электрохимическое растворение алюминия Al˗3e→Al⁺³

На катоде восстанавливаются ионы алюминия Al⁺³+3e→Al⁰

Более электроотрицательные ионы металлов (Na, Ba, Ca, Mg) переходят в электролит, не выделяясь на катоде. Более электроположительные металлы (Fe, Si, Mn, Cu) накаливаются в анодном сплаве, не растворяясь из анодного сплава.

При концентрации железа свыше 6% и кремния выше 7% из анодного сплава выделяются соединения (меди, железа, кремния), которые извлекаются в виде осадка из кармана рафинировочных ванн. Рафинированный алюминий периодически извлекаются вакуум-ковшом, а алюминий сырец заливается через карман в электролизер.

В процессе рафинирования электролит расходится на образование электролитной корки на поверхности катодного металла, гарниссажа на стенках ванны, а так же в процессе испарения и гидролиза его солей. Потери солей восполняются свежим электролитом, приготовленным в ваннах-матках.

Ведение технологии процесса электролитического рафинирования алюминия регулируется по параметрам предусмотренным технологической инструкцией.