Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия:

О. В. Юшкова, старший преподаватель, кафедра «Металловедение и термическая обработка металлов им. В. С. Биронта», зав. лабораторией, канд. техн. наук, эл. почта: olga_yushkova_1954@mail.ru
А. С. Ясинский, доцент, кафедра металлургии цветных металлов, канд. техн. наук
П. В. Поляков, проф., кафедра металлургии цветных металлов, докт. хим. наук

ООО «Объединенный центр исследований и разработок», Москва, Россия:
В. В. Юшков, начальник отдела закупок

В качестве укрытия анодов в настоящее время используют укрывной материал (УМ), состоящий из смеси глинозема и электролита. Как известно, УМ выполняет функции:
– защиты анода от окисления кислородом воздуха и диоксидом углерода;
– тепловой изоляции верха электролизера;
– улавливания летучих фторидов (HF, NaAlF4 и AlF3).
В работе исследовано влияние механической активации (МА) глинозема, входящего в состав укрывного материала, на его физико-механические свойства (ФМС). Механоактивация повышает внутреннюю и поверхностную энергию частиц глинозема за счет совершения работы диссипации. Она сопровождается образованием различных дефектов структуры (дислокаций, вакансий). В качестве УМ использовали смесь глинозема марки Г-00к Ачинского глиноземного комбината и Николаевского глиноземного завода до и после сухой газоочистки и электролита в соотношении 1:1. Глинозем активировали в мельницах периодического (М-3 и R 400) и непрерывного (АГО-9) действия. Определяли ФМС глинозема и УМ: угол естественного откоса, индекс пыления, гранулометрический состав, насыпную плотность, время истечения из воронки. После МА глинозема угол естественного откоса возрастает с 30 до 45–47 градусов. Предложено использовать УМ, в состав которого входит вторичный глинозем после МА и электролит в соотношении 1:1. Показано, что в результате механоактивации глинозема материал укрытий обладает следующими свойствами:
– увеличивается угол естественного откоса (что будет способствовать уменьшению тепловых потерь и окисляемости анода);
– уменьшается индекс пыления материала за счет агрегации частиц, что исключит или уменьшит потери от пыления, уменьшит насыпную плотность и снизит теплопотери за счет уменьшения теплопроводности УМ. Показана перспективность механической активации глинозема.

Памяти докт. техн. наук Виктора Григорьевича Кулебакина посвящается.

1. Xian Chun Shen, Margaret Hyland, Barry Welch. Top heat loss in HALL-HEROULT cells // Light Metals. 2008. P. 501–504.
2. Шахрай С. Г., Поляков П. В., Архипов Г. В., Шайдулин Е. Р., Смань А. В. Укрытие анодного массива как подсистема алюминиевого электролизера // Металлург. 2014. № 12. С. 84–90.
3. Бажин В. Ю., Власов А. А, Смань А. В., Молин М. В. Укрывной материал алюминиевых электролизеров // Технические науки: теория и практика : Материалы II Междунар. науч. конференции. — Чита, 2014. С. 33, 34.
4. Wilkening S. et al. Anode cover material and bath level control // Light Metals. 2005. P. 367–372.
5. Gusberti V., Severo D. S., Welch B. J., Skyllas-Kazacos M. Modeling the mass and energy balance of different aluminium smelting cell technologies // Light Metals. 2012. P. 929–934.
6. Liu X. L., Taylor M. P., George S. F. Crust formation and deterioration in industrial cells // Light Metals. 1992. Р. 489–494.
7. Баймаков Ю. В., Ветюков М. М. Электролиз расплавленных солей. — М. : Металлургия, 1966. — 560 с.
8. Hyland M., Taylor M. Origins and effects of potroom dust // Light Metals. 2005. P. 141–145.
9. Минцис М. Я., Поляков П. В., Сиразутдинов Г. А. Электрометаллургия алюминия. — Новосибирск : Наука, 2001. — 368 с.
10. Анкудинов А. С. Учебное пособие для анодчика в производстве алюминия и электролизника расплавленных солей. — Красноярск, 2008. — 312 с.
11. Исаева Л. А., Поляков П. В. Глинозем в производстве алюминия электролизом. — Краснотурьинск : БАЗ, 2000. — 199 c.
12. Taylor M. P., Johnson G. L., Andrews E. W., Welch B. J. The Impact of anode cover control and anode assembly design on reduction cell performance // Light Metals. 2004. P. 199–206.
13. Andrews E. W., Taylor M. P., Johnson G. L., Coad I. The Impact of anode cover control and anode assembly design on reduction cell performance. Part 2 // Light Metals. 2005. P. 357–363.
14. Уилкинсон У. Л. Неньютоновские жидкости ; пер. с англ. — М. : Мир, 1964. — 216 c.
15. Lindsаy S. Anode cover // TMS 2014 Industrial Aluminum Electrolysis Course : The Definitive Course on Theory and Practice of Primary Aluminum Production. November 16–20, 2014, Dubai, UAE. 2014.
16. Гакова О. А. Реология сырья, полуфабрикатов и заготовок изделий хлебопекарного, кондитерского и макаронного производств : учебно-методический комплекс дисциплины. — М. : МГУТУ, 2012. — 171 с.
17. Рогинский Г. А. Дозирование сыпучих материалов. — М. : Химия, 1978. — 176 с.
18. Зимон А. Д. Аутогезия пыли и порошков. — М. : Химия, 1976. — 432 с.
19. Зимон А. Д., Андрианов Е. И. Аутогезия сыпучих материалов. — М. : Металлургия, 1978. — 288 с.
20. Hsien H. P. Measurement of flowability and dustiness of alumina // Light metals. 1986. P. 139–149.
21. Grjotheim K., Krohn C., Malinovsky M., Matiassovsky K., Thonstad J. Aluminium electrolysis, fundamentals of the hall-heroult process. — 2nd Ed. Aluminium Verlag, Düsseldorf, 1982. — 443 p.
22. Ketil Rye, Ellen Myrvold, Ingar Solberg. The Effect of implementing slotted anodes on some operational parameters of a Pb-Line // Light Metals. 2007. P. 293–298.
23. Юшкова О. В., Кулебакин В. Г. Механохимическая активация как способ повышения реакционной способности глинозема и подавления пыления // Журнал СФУ. Техника и технологии. 2011. Вып. 6. C. 75–76.
24. Kumar R., Alex T. C. Elucidation of the nature of structural heterogeneity during alkali leaching of non-activated and mechanically activated boehmite (γ-AlOOH) // Met. Materi. Trans. B. 2015. Vol. 46, Iss. 4. P. 1684–1701.
25. Alex T. C., Kumar R., Roy S. K., Mehrotra S. P. Mechanically induced reactivity of gibbsite: Part 1. Planetary milling // Powder Technology. 2014. Vol. 264. P. 105–113.
26. Alex T. C., Kumar R., Roy S. K., Mehrotra S. P. Mechanically induced reactivity of gibbsite: Part 2. Attrition milling // Powder Technology. 2014. Vol. 264. P. 229–235.
27. Alex T. C. An insight into the changes in the thermal analysis curves of boehmite with mechanical activation // J. Therm. Anal. Calorim. 2014. Vol. 117, Iss. 1. P. 163–171.
28. Alex T. C., Kumar R., Roy S. K., Mehrotra S. P. Towards ambient pressure leaching of boehmite through mechanical activation // Hydrometallurgy. 2014. Vol. 144–145. P. 99–106.
29. Long W., Tirg’an Z., Guozhi L., Aichun Z., Sida M. et al. Characterization of activated alumina production via spray pyrolysis // Light Metals. 2017. P. 93–99.
30. Юшкова О. В. Интенсификация растворения глинозема в криолитовом расплаве с использованием предварительной механической активации : дис. … канд. техн. наук. — Красноярск, 2012. — 202 с.
31. Polyakov P., Yasinskiy A., Polyakov A., Zavadyak A., Mikhalev Y. et al. Anode Overvoltages on the Industrial Carbon Blocks // Light Metals. 2019. P. 811–816.
32. Zavadyak A., Polyakov P., Yasinskiy A., Puzanov I., Mikhalev Y. et al. Transfer Processes in the Bath of High Amperage Aluminium Reduction Cell // Light Metals. 2019. P. 773–777.
33. Polyakov P. V., Klyuchantsev A. B., Yasinskiy A. S., Popov Y. N. Conception of «Dream Cell» in aluminium electrolysis // Light Metals. 2016. Р. 283–288.
34. Yasinskiy A. S., Polyakov P. V., Voyshel Y. V., Gilmanshina T. R., Padamata S. K. Sedimentation behavior of hightemperature concentrated colloidal suspension based on potassium cryolite // Journal of Dispersion Science and Technology. 2018. Vol. 39, Iss. 10. P. 1492–1501.
35. ГОСТ 27802–93. Глинозем. Метод определения угла естественного откоса. — Введ. 01.01.1995.
36. ГОСТ 25469–93. Глинозем. Ситовый метод определения гранулометрического состава. — Введ. 01.01.1995.
37. СТП 26.260.484–2004. Термическая обработка коррозионностойких сталей и сплавов на железоникелевой основе в химическом машиностроении. — Введ. 01.07.2004.