Проект «Электролизер с инертными анодами» – шаг к экологической модернизации алюминиевых заводов.

1. Проект «Электролизер
с инертными анодами»
– шаг к экологической
модернизации алюминиевых
заводов.
Александр Гусев
1

2. Содержание
 Цель создания технологии на инертных анодах
 Сравнение и преимущества технологии на инертных анодах
 ОК РУСАЛ: Этапы разработки технологии на инертных анодах
 Инертные аноды – фонд «Сколково»
 Строительство опытного корпуса с инертными анодами
 Оценка воздействия на окружающую среду
 Алюминиевые заводы будущего
 Проект Резолюции
2

3. Цель создания технологии электролиза на
инертных анодах
Углеродный анод Инертный анод
Al2O3 + 2C  2Al + CO2 + CO Al2O3  2Al + 3/2O2
Цель проекта:
Заменить технологию получения алюминия на расходуемых углеродных
анодах на технологию с нерасходуемыми, инертными анодами
1 электролизер = 70 Га леса
3

4. Основные принципы технологии получения
алюминия на инертных анодах
Традиционная технология с углеродным анодом Новая технология с инертным анодом
Углеродный анод (+) Инертный анод (+)
Al2O3
Электролит Электролит
Жидкий алюминий (-) Жидкий алюминий (-)
4

5. Сравнение технологии электролиза на
инертных анодах с существующей
Технология на углеродных анодах Технология на инертных анодах
При получении 1 т Al сгорает 0,5 т C с При получении 1 т Al образуется 0,9 т O2
образованием 1,4 т CO+CO2
Новый
углеродный анод
(≈ 1 тонна)
Сгоревший 1 электролизер =
углеродный анод
(огарок) 70 Га леса
Образование отходов угольной Исключение образования отходов
футеровки 10-12 кг/тAl 3-го класса опасности
5

6. Преимущества технологии на инертных
анодах
 Полное исключение выбросов парниковых
газов и полиароматических углеводородов
при производстве алюминия (в масштабах
г.Красноярска ≈ 1,4 млн. тонн CO и CO2 в год)
 Снижение выбросов основных загрязняющих веществ для г.
Красноярска: фториды – на ≈ 960 т/год; смолистых веществ –
на ≈ 1350 т/год; пыли – на ≈ 2840 т/год; диоксида серы – на ≈
4680 т/год
 Снижение потребления энергии. Эффект энергосбережения
составит 10% от существующего потребления энергии КрАЗа
 Приоритетный вариант экологической
модернизации заводов. Технология
будущего
6

7. ОК РУСАЛ: Основные этапы разработки
технологии на инертных анодах
2010 - 2012
Оптимизация материала инертного анода,
подбор условий электролиза
2004 - 2009 2013 - 2017
Разработка и лабораторные испытания Испытание технологии на
материала инертного анода электролизере на силу тока > 100 кА
2004 2017
2012 - 2013
Испытание
электролизеров
на 1-5 кА.
 Разработка материала инертного  Испытание технологии  Проектирование и
анода на лабораторном строительство опытного
 Определение оптимальных электролизере на силу корпуса электролизеров с
условий электролиза тока 1 – 5 кА инертными анодами
 Лабораторные испытания  Разработка конструкции  Испытание технологии на
технологии электролиза на электролизера на силу электролизере на силу тока
инертных анодах тока >100 кА >100 кА
7

8. Инертные аноды – фонд «Сколково»
 21.06.2011 г. - ООО «РУСАЛ ИТЦ» присвоен статус
Участник Инновационного центра «Сколково» с
проектом «Инертные электроды для получения
алюминия» с бюджетом 1,8 млрд. руб., 50% - РУСАЛ, 50%
- Сколково. Объѐм инвестиций на строительство опытного
участка по испытанию технологии:
 2011-2012 гг. – на реализацию НИОКР в рамках
совместного проекта Фонд Сколково предоставил грант
150 млн. руб, софинансирование РУСАЛа – 150 млн руб.
 2013 – 2016 гг. – строительство опытного корпуса и
проведение опытно-промышленных испытаний технологии
электролиза на инертных анодах на силе тока более 100
кА; технологии производства инертных анодов с
рециклингом материалов.
 Стоимость проекта строительства корпуса 2,34 млрд. руб.
2013 2014 2015 2016 ИТОГО
Объем инвестиций в
строительство, млн 310 800 965 265 2340
руб
8

9. Строительство опытного корпуса
электролизеров с инертными анодами
Место строительства – территория ОАО «РУСАЛ Красноярск»
СРОКИ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОЕКТА
 2011 – 2012 г.г. – проектирование опытного корпуса
 2012 – 2013 г.г. – общественные обсуждения, экспертиза проекта
 2013 – 2014 г.г. – строительство опытного корпуса
 2014 – 2017 г.г. – испытания электролизеров с инертными анодами
9

10. Технологическая схема опытного корпуса
с инертными анодами
Очищенные выбросы
СЫРЬЁ
2 т глинозема
Бетонная Газоочистка
смесь Глинозем
H2O
Металлы Смешивание
(Fe, Cu, Ni) Транспортировка
Формование
Обжиг
Песок
Глинозем
Наполни-
ПРОИЗВОДСТВО ФУТЕРОВКИ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ Фторированный глинозем
тель
Питание глиноземом
электролизера
Смешивание Формование Плавка Заливка Мех.обработка Обжиг ЭЛЕКТРОЛИЗ
3 кг ИА
Регенерация
ЛИТЬЁ ИНЕРТНЫХ АНОДОВ 12 МВтч
- расходные материалы
1 тонна алюминия
10

11. Оценка воздействия на окружающую среду
опытного корпуса
 Выбросы при эксплуатации Опытного корпуса электролизеров с
инертными анодами составят 8,34 тонн/год, что в составе выбросов
ОАО «РУСАЛ Красноярск» составит 0,01 %
 Строительство планируется проводить на территории промплощадки
ОАО «РУСАЛ Красноярск», исключается отчуждение под строительство
земель, перспективных для градостроительства или
сельскохозяйственного использования
 Строительство и эксплуатация опытного корпуса не повлечет
изменения установленного графика снижения выбросов ОАО «РУСАЛ
Красноярск». Внедрение технологии инертного анода в масштабах
завода будет третьим этапом экологической модернизации ОАО «РУСАЛ
Красноярск»
тыс. тонн Первый этап - 25 тыс.тонн (28%) Второй этап - 17 тыс.тонн (19%)
100,0
80,0
92,0
91,7
92,0
89,5
80,2
80,2
75,4
75,2
60,0
69,5
67,7
66,9
67,4
69,6
67,3
66,0
65,8
65,6
62,2
57,7
49,8
40,0
20,0
0,0
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Валовые выбросы (план), тысяч т/год Валовые выбросы (факт), тысяч т/год
11

12. Выбросы веществ в атмосферу при работе
опытного корпуса с инертными анодами
Al2O3 – 0,49 т/год Al2O3 – 2,42 т/год
Fe2O3 – 0,04 т/год Фториды газообразные – 0,54 т/год
CuO – 0,01 т/год Фториды плохо раств. – 0,74 т/год
NiO – 0,01 т/год Al2O3 – 0,03 т/год Взвешенные вещества – 0,18 т/год
Пыль 70-20% SiO2 – 0,02 т/год Пыль до 20% SiO2 – 0,60 т/год
Пыль до 20% SiO2 – 3,00 т/год Кислород – 1971 т/год
Al2O3 – 0,01 т/год
Фториды газообразные – 0,06 т/год
Фториды плохо раств. – 0,08 т/год
Взвешенные вещества – 0,02 т/год
Пыль до 20% SiO2 – 0,08 т/год
1 2 ГОУ 3
4 4 4
Участок литья Участок стендовых
Участок
инертных анодов и испытаний и Участок электролиза
очистки
формования подготовительных с инертными анодами
алюминия
футеровочных блоков работ
4 4 4
1. Бункер глинозема
АХБ Офис
2. Бункер фторированного глинозема
3. Узел разгрузки глинозема
4. Электролизер с инертными анодами
 Вредные выбросы веществ в атмосферу (выбросы после газоочистки и фонарные
выбросы) составят 8,34 т/год
 Опытный корпус произведет кислорода 1971 т/год
12

13. ИТОГ: Алюминиевые заводы будущего
Производство алюминия по Производство алюминия
традиционной технологии на инертных анодах
Перевод на
технологию с
инертными
анодами
Завод производительностью 1 млн. Завод производительностью 1 млн.
тонн Al в год (аналог КрАЗа): тонн Al в год (аналог КрАЗа):
Потребляет: 500 000 т в год углеродных Потребляет: 0 т в год углеродных
анодов анодов
Производит: 1 400 000 т в год Производит: 0 т в год парниковых газов
парниковых газов Производит: ≈ 800 000 т в год кислорода
13

14. Проект Резолюции
 Принимая во внимание направленность на кардинальное решение экологических
проблем, связанных с вредными выбросами при производстве
алюминия, поддержать начатую инициативу ОК РУСАЛ по созданию экологически
чистой технологии производства алюминия и признать разработки по созданию
технологии «инертного анода» важными и своевременными для г. Красноярска.
 Для апробации разрабатываемой экологически чистой технологии производства
алюминия признать обоснованным проведение опытно-промышленных испытаний
в масштабах опытного участка электролизеров с инертными анодами на
территории ОАО «РУСАЛ Красноярск» на месте корпуса №24.
 Рекомендовать ОК РУСАЛ приступить к опытно-промышленным испытаниям
технологии электролиза с инертными анодами в опытном корпусе на территории
ОАО «РУСАЛ Красноярск» не позднее декабря 2014г.
14