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        電解鋁廠不同電解質處理工藝的對比分析

        2022-08-10 11:02:54
        世界有色金屬 2022年10期
        關鍵詞:電解鋁處理工藝氧化鋁

        1 前言

        近年來,隨著鋁電解槽電流強度的提高和電解槽的大型化,我國的電解鋁產(chǎn)量逐年增加,2020年國內(nèi)電解鋁企業(yè)建成產(chǎn)能4295萬噸,運行產(chǎn)能3835萬噸;2020年全球電解鋁產(chǎn)量為6526.7萬噸,國內(nèi)電解鋁產(chǎn)量為3731.7萬噸,占全球電解鋁產(chǎn)量的57.18%,超過一半比重。

        無論是歌舞音樂還是說唱音樂,其少數(shù)民族音樂都有著十分強烈的民族特性:感情深沉、氣息寬闊、旋律優(yōu)美。就表現(xiàn)形式來看,有豐富的長短調民歌以及民族歌舞劇、歌舞音樂、說唱音樂等,這些音樂表現(xiàn)形式都具有十分強烈的民族性。就內(nèi)容來看,有著十分豐富的種類,如兒歌、敘事歌、短歌、禮俗歌、思鄉(xiāng)曲、贊歌、狩獵歌;舞蹈有孔雀舞、甩發(fā)舞、蜂桶鼓舞、象腳鼓舞等,這些內(nèi)容將民族音樂特點以及民族文化傳統(tǒng)都淋漓盡致地體現(xiàn)出來。就風格來看,其音樂多是旋律明快、節(jié)奏活潑,民族氣息強烈,歌曲的曲風表現(xiàn)也非常明顯突出。

        基于2020年國內(nèi)電解鋁產(chǎn)量計算,陽極表面需要的電解質覆蓋料量大約55~65萬噸。如果該電解質覆蓋料若不返回電解槽內(nèi),勢必會造成原材料的浪費,更重要的是該電解質覆蓋料中含有的氟鹽如不能返回電解流程將造成氟鹽消耗增加,嚴重影響物料平衡,同時會增加生產(chǎn)運營成本,給生產(chǎn)企業(yè)帶來不必要的損失,因此電解質覆蓋料必須得到循環(huán)利用

        。

        現(xiàn)階段電解質覆蓋料主要采取兩種不同的處理工藝,即傳統(tǒng)的兩級循環(huán)破碎工藝和東大院新開發(fā)的自磨分選式電解質處理工藝,本文將對這兩種不同的電解質處理工藝進行全方位對比分析。

        2 傳統(tǒng)電解質處理工藝

        傳統(tǒng)的電解質處理工藝采用顎式破碎機+反擊式破碎機的兩級循環(huán)破碎方式,該處理工藝的流程圖如圖1所示。

        傳統(tǒng)的電解質處理工藝主要存在以下問題:

        首先,巡回法院試圖分析非市場經(jīng)濟國家對出口到美國的商品所提供的“經(jīng)濟激勵措施”或者“利益”是否構成了“贈款”或者“撥款”。然而,相關法律卻沒有對“贈款”或者“撥款”做出更加詳細的解釋。據(jù)此,法院援引了商務部在碳鋼線管材案中的聲明,即行政機構與法院都應該“通過設計與考慮立法機關在具體的情況下會如何處理該問題來領悟決定性的立法意圖”[1](P1308-1315)。這意味著當局與法院需要判斷在沒有明確法律條文規(guī)定的情況下,國會是否有意通過反傾銷法來解決非市場經(jīng)濟國家對其商品進行補貼的問題。無疑,無論對當局還是法庭來說,這種解釋都賦予了其極大的自由裁量權。

        (3)工藝流程復雜,系統(tǒng)能耗高

        電解質塊來料粒度大且不均勻,存在瞬時來料激增的情況,容易造成一級破碎機堵料,導致系統(tǒng)效率低下,甚至經(jīng)常出現(xiàn)需要超時運行才能完成正常的產(chǎn)能需求。

        電解質中夾雜的鋁塊無法清除,容易造成反擊式破碎機轉子卡?。磺忆X塊一旦進入斗式提升機,還會擠偏鏈輪,造成鏈條卡阻或者拉斷,進而導致全線停機。

        傳統(tǒng)的破碎機受下料口結構特點限制,難以控制出料粒度的均勻性,進而影響電解槽的熱平衡和物料平衡。

        (2)設備噪音大,收塵效果差,不滿足相關國家標準

        因顎式破碎機和反擊式破碎機的工作原理和結構特點,設備工作時噪音極大,且設備降噪措施極為有限。經(jīng)現(xiàn)場實測,設備1m外噪音值約110dB(A),遠超《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值第2部分:物理因素》(GBZ2.2-2007)中規(guī)定的85dB(A),對人體產(chǎn)生很大危害。

        因顎式破碎機和反擊式破碎機自身的結構特點,進出料口基本呈敞開模式,外設收塵罩集氣效率低下(低于70%),粉塵無組織排放,空氣中粉塵含量達到7.5mg/m

        ,不滿足《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值第1部分:化學有害因素》(GBZ2.1-2019)中要求的粉塵臨界濃度4mg/m

        ,嚴重危害操作人員的身心健康。現(xiàn)場情況如圖2所示。

        (1)系統(tǒng)故障率高,運轉率僅約65%,且產(chǎn)品質量不穩(wěn)定

        (6)缺乏可靠定容下料系統(tǒng),電解質罐車加滿與否難以控制

        來料沒有進行初級篩分,降低了破碎機的破碎效率,同時增加了系統(tǒng)的無用電耗,該部分無用電耗約占整個系統(tǒng)能耗的10%。

        (4)設備種類繁多,運行維護成本高

        受上游電解質清理工作站的影響,電解質來料中存在約10%的粉料,傳統(tǒng)的兩級循環(huán)破碎工藝給系統(tǒng)增加了同等比例的無用功耗。針對此問題,本新型高效自磨系統(tǒng)對該部分工藝流程進行了優(yōu)化,在自磨機進料口前設置了振動給料篩,滿足粒度要求的電解質粉料直接進入成品料倉,降低了自磨機的無效功耗,提高了自磨機的有效破碎率,對整個系統(tǒng)起到了節(jié)能和提高破碎效率的作用。

        朝游北海暮蒼梧,袖里青蛇膽氣粗。子虛先生又豈是凡人。他看破紅塵,一心向道,道成世界,周流不息,不息不停之中,凡人認命,得道者造命罷了。棋在棋盤上,棋也在天地星宇里。他與烏有先生已經(jīng)悟出了今夜天地之間的“媼婦譜”,遂明白東方宇軒諸人布置萬花因隧道的關鍵,他們這兩個牛頭馬面老家伙,庶幾可不辱使命矣。

        (5)缺乏配料系統(tǒng),運輸成本和工人勞動強度高

        小學語文教育承擔著開發(fā)學生認知能力,拓展學生認知視野的啟蒙作用,而小學語文識字教學又是啟蒙教育階段中不可或缺的一環(huán)。學生將通過接收大量的識字教學培養(yǎng)學習興趣,提升聽說讀寫能力,從而促進語文學科素養(yǎng)的整體提升?;诖?,“部編本”教材在識字教學模塊做出了相應改變以更有效地培養(yǎng)學生發(fā)展核心素養(yǎng)。

        深化改革 強化監(jiān)管 推動水利安全監(jiān)督工作再上新臺階——訪水利部安全監(jiān)督司司長武國堂 ………………… (24.45)

        對于有帶攪拌功能電解質罐車的電解鋁廠,電解質罐車在電解質處理車間接完破碎電解質之后,再到原料倉庫氧化鋁料斗下方接氧化鋁,然后在攪拌罐車中將兩種物料混勻,再送至電解車間通廊附近的破碎電解質料倉。

        將電解車間通廊處的氟化鹽高位料箱改作新鮮氧化鋁倉,將多功能天車的氟化鹽料箱改作新鮮氧化鋁料箱或直接將氧化鋁加到破碎電解質料箱,最后通過多功能天車的下料器分別先后將破碎電解質和氧化鋁加蓋在陽極表面,如圖3所示:

        該途徑占用氟化鹽高位料倉或多功能天車氟化鹽料箱,本質上不合理也不可取,對鋁電解正常生產(chǎn)所需氟化鹽添加帶來風險,同時破碎電解質和氧化鋁無法混合均勻,影響電解槽的熱平衡和物料平衡。

        在電解質破碎過程中,因遭受電解質長期的沖擊和磨損,容易造成顎式破碎機底板穿孔,反擊式破碎機的板錘和反擊板特別容易磨損,需要經(jīng)常更換,平均每2~3個月就需要更換一次襯板。對于產(chǎn)能50t/h的反擊式破碎機,單次更換襯板價格在2萬元左右,維護成本高。

        為控制電解槽的熱平衡和物料平衡,國內(nèi)各大電解鋁廠在換極時,除了在陽極表面添加破碎電解質作為覆蓋料之外,還會添加氧化鋁粉,氧化鋁約占整個電解質覆蓋料量的35%~40%。目前在陽極表面添加破碎電解質和氧化鋁主要通過多功能天車來完成,而現(xiàn)階段原料準備工作則主要有以下3種途徑:

        法律從產(chǎn)生之日起就存在適應性問題,憲法作為國家的根本法,更不例外。但由于憲法具有政治性和法律性雙重屬性,在很長一個時期內(nèi),憲法的功能被歸結于服務國家政治,其法律性被嚴重忽視甚至被舍棄。改革開放以來,隨著法治思潮的興起,法治進程不斷深入,人們的法治意識日益高漲,憲法作為法律的屬性被激活和激發(fā),其真正意義上的適應性問題逐漸呈現(xiàn)出來。雖然由于受各種條件制約,其發(fā)展也經(jīng)歷過迷茫和彷徨,但整體來說,憲法適應性問題越來越受到政界和法學界的重視,并力求在憲法實踐中予以解決。

        本途徑加大了破碎電解質的倒運和車輛循環(huán)工作,以及增加了電解質罐車的運輸成本。

        徐錦霞[17]認為無障礙網(wǎng)絡課程是一種新的網(wǎng)絡課程的視角,最終實現(xiàn)無論何人何時何地都能學習的無障礙網(wǎng)絡教學模式。

        由手推車將氧化鋁送至電解車間電解槽旁,進而由人工將氧化鋁加到陽極表面,具體如圖4所示:

        此途徑增加了工人的勞動強度和操作危險性,且揚塵很大,氧化鋁粉無組織排放嚴重。

        (3)行政執(zhí)法監(jiān)督。對企業(yè)的水污染排放進行執(zhí)法監(jiān)督,對群眾反映的問題進行及時查處,是地方政府部門應盡的管理職責。需要通過信息化建設,改善各部門的信息共享與協(xié)同管理,提高執(zhí)法監(jiān)督效率及對違法排污行為的震懾力。

        傳統(tǒng)的電解質破碎工藝因需要進行兩級破碎,且一級破碎和二級破碎均經(jīng)過雙層振動篩進行循環(huán)往復破碎,系統(tǒng)裝機功率近400kW,功耗較高;同時因工藝流程復雜,這就造成了生產(chǎn)上組織和管理不便,同時需要較多的勞動定員。

        在成品料倉下料至電解質罐車的過程中,為了判斷電解質罐車是否加滿,現(xiàn)階段主要有2個途徑:

        在電動伸縮溜管上設置感應裝置,實現(xiàn)料倉下閥門的連鎖控制,但在此工況下,感應裝置經(jīng)常出現(xiàn)判斷不準確或無法判斷的情況,罐車加滿后繼續(xù)下料導致破碎電解質溢出。

        煤礦地面主要通風機是礦井通風系統(tǒng)的心臟,為地面新鮮空氣源源不斷地進入井下,到達用風地點及排出地面提供動力,礦井主要通風機性能測試是保障通風機安全運行的必要條件之一。為了確保礦井主要通風機的安全穩(wěn)定運行,《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定煤礦新安裝的主要通風機在投入使用前需要進行1次通風機性能測試,以后每5年至少進行1次風機性能測試[1],礦井通風機性能測試工作中最為重要的就是風機風量測試工作,目前常用的風量測量方法有靜壓差法和動壓法。

        通過人工判斷,該途徑存在滯后性,且因揚塵而嚴重危害人體身心健康。

        3 新型電解質處理工藝

        針對現(xiàn)有傳統(tǒng)電解質破碎工藝存在的不足,綜合分析、比較各種破碎系統(tǒng)和設備的優(yōu)缺點,東大設計院開發(fā)了“自磨分選式電解質處理工藝”,其工藝流程如圖5所示:

        新型電解質處理工藝有如下創(chuàng)新特點:

        (1)破碎前對電解質塊料進行篩分預處理,提高了系統(tǒng)的破碎效率

        顎式破碎機和反擊式破碎機在工作時均有強烈的振動且設備本身不具備減震的條件,容易造成設備基礎產(chǎn)生裂紋或者松動現(xiàn)象,設備基礎需要定期加固維護。以產(chǎn)能50t/h的鄂式破碎機和反擊式破碎機為例,單次維護成本大約6.9萬元,且因為強烈振動對附近其他設備基礎亦造成不利影響。

        奮力譜寫民營經(jīng)濟高質量發(fā)展新篇章,要支持民營企業(yè)發(fā)展壯大,不斷增強民營經(jīng)濟的活力。當前,要把抓好習近平總書記提出的“六方面”政策舉措落實作為重中之重,緊盯民營企業(yè)發(fā)展面臨的痛點、堵點、難點,下決心、動真格。要認真貫徹中央“兩個毫不動搖”方針,認真落實我省支持民營經(jīng)濟高質量發(fā)展《若干意見》,完善政策支持體系,打造良好營商環(huán)境,構建親清新型政商關系,幫助民營企業(yè)解決實際問題,推動我省民營經(jīng)濟發(fā)展再上新臺階。

        (2)采用自磨分選工藝,縮短工藝流程并提高了系統(tǒng)運轉率

        本工藝取消了傳統(tǒng)的兩級循環(huán)破碎流程,采用自磨分選工藝,縮短了工藝流程,降低了功耗,降低了后期維護成本,同時大幅提高了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

        該自磨分選工藝集破碎和粉磨于一體,同時具有自清潔功能,可根據(jù)預設的周期進行反向轉動,將夾雜在電解質中的鐵塊、鋁塊和炭塊等其他雜質排出來,該功能既可對自身起到保護作用,同時避免對下游設備造成損傷或因為設備故障導致全線停機而影響系統(tǒng)產(chǎn)能,采用該工藝可提高系統(tǒng)運轉率至95%(較傳統(tǒng)破碎系統(tǒng)提高30%),系統(tǒng)工作效率提高了約32%。

        該自磨分選工藝采用可更換的篩網(wǎng)設計,確保破碎后的電解質粒度滿足工藝需求,不符合粒度要求的繼續(xù)破碎。

        通過在自磨機筒體四周設置“一體式”復合環(huán)形收塵罩,將整個自磨機做封閉處理,既達到對自磨機隔音的效果,同時復合環(huán)形收塵罩與外部除塵系統(tǒng)連接,且自磨機出料口采用封閉式的螺旋輸送機輸送,使得整個自磨系統(tǒng)做到了全封閉優(yōu)化處理,收塵罩的集氣效率可達到99%,故整個破碎系統(tǒng)的收塵效果得到大幅提高。

        第五,抵債資產(chǎn)出租時的會計稅務處理。受許多客觀條件和框架制約,抵債資產(chǎn)由商業(yè)銀行接管后應堅持不可外租的前提,但是,債務人如果規(guī)定時間內(nèi)不能及時償還債務,以減少損失為原則,在不影響相關利益方相互關系的前提下,商業(yè)銀行可以對抵債資產(chǎn)進行處理或者暫時出租。商業(yè)銀行應當對抵債資產(chǎn)的整個保管過程中出現(xiàn)的各種費用加以計算,并劃歸商業(yè)銀行資金成本中,抵債資產(chǎn)在沒有完全處理前的出租收入應當納入其他業(yè)務收入核算,并按照稅法規(guī)定申報繳納相關稅費。

        (3)設置混合配料系統(tǒng),降低運輸成本和工人勞動強度

        本新型電解質處理工藝通過采用破碎電解質和氧化鋁混合配料工藝,即可在電解質處理車間按配方完成破碎電解質和氧化鋁的混合配料,實現(xiàn)電解質覆蓋料的“一站式”接取和“一步式”添加,減少了多功能天車的運轉時間,同時降低了電解質罐車的運輸成本和工人的勞動強度。

        采用精準定容下料設計,避免電解質外溢

        分別對比圖4和圖7、圖5和圖8可以看出2種不同的鋼材的腐蝕速率折線走勢類似,在無應力工況下ND鋼腐蝕速率低于Corten鋼,而在有應力工況下ND鋼腐蝕速率增加明顯,甚至會超過相同工況下Corten鋼的腐蝕速率。

        本新型電解質處理工藝采用精準定容下料設計,料倉容量與電解質罐車容量一致,通過采用這種物理機械定容方式,很好的避免了感應裝置不靈敏或者失靈導致物料外溢情況的發(fā)生,確保料倉定容下料和連鎖控制的精準無誤。

        4 經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益對比分析

        以某年產(chǎn)50萬噸電解鋁的鋁電解廠電解質處理車間為例,對本新型電解質處理工藝和傳統(tǒng)電解質處理工藝進行了技術和經(jīng)濟指標對比分析,詳情如表1所示。

        4.1 經(jīng)濟效益顯著

        (1)本新型電解質處理工藝勞動定員3人,和傳統(tǒng)的兩級循環(huán)破碎工藝勞動定員9人相比,勞動定員減少6人。

        管理工作的有序推進與成效取得,離不開科學而正確的管理意識,同時在管理工作覆蓋面日益擴大、影響日益深遠的當前時期,管理環(huán)境對管理工作所起到的決定性作用也越來越強。放管服的根本宗旨也在于放款權力、優(yōu)化管理、提升服務。因此,高??蒲薪?jīng)費管理創(chuàng)新也應重視對服務意識的提升,營造一個更為優(yōu)化合理且積極的內(nèi)部管理環(huán)境。提升服務意識,首先應當從高校管理層與決策層入手,正確認識管理改革與服務之間的關系,正確理解自身所肩負的責任與使命。同時,為了更好地讓經(jīng)費管理服務于科研項目及活動開展,還應組織管理層集中學習高校科研經(jīng)費管理對科研活動開展的重要性和著力點,避免管理與實際脫節(jié),避免管理上的假大空。

        (2)本新型電解質處理工藝年耗電量1.5×10

        kwh,和傳統(tǒng)的兩級循環(huán)破碎工藝年耗電量1.8×10

        kwh相比,年節(jié)約用電3×10

        kwh,降幅達17%。

        (3)本新型電解質處理工藝年運行維護成本107.5萬元,和傳統(tǒng)的兩級循環(huán)破碎工藝年運行維護成本195.8萬元相比,年運行維護成本降低88.3萬元,降幅達45%。

        綜上所述,和傳統(tǒng)的兩級循環(huán)破碎工藝相比,本新型電解質處理工藝勞動定員可減少6人,年耗電量可減少3×10

        kwh,年運行維護成本可降低88.3萬元。

        通過對兩種不同電解質處理工藝進行投資對比可知,雖然建設投資增加了341萬元,但由于運行成本和維護成本大幅降低,較傳統(tǒng)兩級循環(huán)破碎工藝而言,采用本新型電解質處理工藝,約3.8年即可回收多余的投資成本,本創(chuàng)新工藝可為企業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟效益。

        4.2 社會效益顯著

        和傳統(tǒng)的兩級循環(huán)破碎系統(tǒng)占地面積720m

        相比,采用本新型電解質處理系統(tǒng)的電解質處理車間占地面積為520m

        ,占地面積減少200m

        ,降幅為27.8%,改善了陽極組裝片區(qū)電解質處理車間長期以來占地過大的難題;同時因為電解質覆蓋料回收率高,極大降低了資源浪費,社會效益顯著。

        4.3 環(huán)境效益顯著

        和傳統(tǒng)的兩級循環(huán)破碎系統(tǒng)粉塵年排放量994t相比,采用本新型電解質處理系統(tǒng)的電解質處理車間,粉塵排放量為36t,粉塵排放量減少958t,減幅達到96%,完全滿足項目所在地的環(huán)保要求。

        本新型電解質處理系統(tǒng)的成功應用,大幅降低了粉塵污染物的排放量,同時極大改善了車間的作業(yè)環(huán)境,環(huán)境效益顯著。

        5 結語

        隨著國家能耗“雙控”政策和“碳達峰碳中和”目標的制定,電解鋁生產(chǎn)能耗和環(huán)保的要求愈發(fā)嚴格以及指標量化,開展系統(tǒng)性節(jié)能減排是每一個電解鋁企業(yè)可持續(xù)發(fā)展最為重要和緊迫的工作之一;基于分析傳統(tǒng)電解質破碎系統(tǒng)存在的不足,通過技術創(chuàng)新和流程優(yōu)化,這種新型電解質處理工藝打破了傳統(tǒng)電解質處理工藝停滯不前的狀態(tài),而通過對以上兩種不同的電解質處理工藝進行對比分析,可知該新型電解質處理工藝具有顯著的經(jīng)濟、社會和環(huán)保效益。

        [1]曾勇,楊曉玲,曹彥坤.淺談某電解鋁廠電解質處理車間工藝設計[J].世界有色金屬,2021,(10):13-14.

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