Новокузнецкий алюминиевый завод является уникальным предприятием не только среди аналогичных предприятий компании "Русский Алюминий Менеджмент", но и среди алюминиевых заводов России, ближнего и дальнего зарубежья.
Уникальность завода заключается в многообразии типов установленных электролизеров: от БТ-82 и БТ-88 с боковым токоподводом на силу тока 82 и 88 кА до С-2, С-3 и С 8БМ с верхним токоподводом на силу тока 130 и 155 кА. Каждый тип электролизеров имеет свои конструктивные особенности, есть различия в технологии электролиза, конструкции анодов, пуске и выводе на нормальный режим, МГД-характеристик и др. Причем при таком разнообразии конструкций электролизеров, по большей части несколько устаревших, завод занимает достойное место среди предприятий компании по техническим показателям и эффективности производства. Для каждого типа электролизеров отработана и совершенствуется технология электролиза, позволяющая достигать высоких результатов.[17]
Сфера деятельности: Алюминиевое (электролиз), плавильно-литейное производство, производство анодной массы.
Основная продукция: - алюминий технической чистоты в чушках (слитках) марок А 7, А 7Е, А 6, А 5, А 5Е, А 0, АВ.; - слитки цилиндрические для электротехнических целей из алюминия марок А 7Е и А 5Е; - слитки цилиндрические из алюминия технической чистоты; - слитки цилиндрические из сплава АД 31; - сплав алюминиевый АЦ-55 (алюминий-цинк) в чушках; - лента (заготовка) алюминиевая (4-6х 650 мм), полученная на установке совмещенного непрерывного литья и прокатки; - силумин в чушках марок АК 12оч (Сил 00), АК 12пч (Сил 0), АК 12ч(Сил 1) и АК 12 (Сил 2); - алюминиевые литейные сплавы в чушках марок АК 9пч, АК 9ч, АК 7ч, АК 12М 2, АК 12ММгН, АК 12М 2МгН; - масса анодная углеродистая. Прочая продукция: товары бытового назначения.
Технология
Для производства алюминия завод использует технологию Содерберга. В настоящий момент на заводе реализуется проект по экспериментальному внедрению технологии "сухого" анода.
Сертификаты
Новокузнецкий алюминиевый завод сертифицирован на соответствие международному стандарту системы управления качеством ISO 9001.
Инвестиции
РУСАЛ в 2005 году инвестировал в НкАЗ 28,9 млн. долларов. Инвестиционная программа включала в себя модернизацию электролизного, анодного и литейного производств, экологические проекты. В рамках модернизации литейного отделения построен автоматический комплекс по производству чушек массой 15 - 22,5 кг, в стадии завершения работы по монтажу двух поворотных миксеров емкостью 38 тонн, линии Brochot для разливки мелкой чушки. Выпущена опытная партия нового сплава АС 4Е. В электролизном производстве идет дальнейшее внедрение автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУТП), системы автоматического питания глиноземом (АПГ), реализация программы повышения силы тока.
Экология
В 2005 году на НкАЗе были реализованы природоохранные мероприятия на сумму более 4 млн. долларов, в результате чего объем вредных выбросов в атмосферу по сравнению с 2004 годом сократился на 5%, а объем промышленных отходов на 3.1%.
Наиболее значимыми природоохранными мероприятиями в 2005 году стали:
модернизация скрубберов электролизного цеха № 2, позволяющая повысить эффективность улавливания пыли, смолистых веществ и твердых фторидов на 16%;
внедрение системы автоматической подачи глинозема в корпусе № 6;
началось строительство газоочистки южной половины корпуса № 6.
На предприятии ведутся работы по внедрению системы экологического менеджмента в соответствии с требованиями международного стандарта ISO 14001.
Руководство
Управляющий директор - Сергей Ермак, ранее занимавший должность директора по электролизу НкАЗа. На этом посту он сменил Виктора Жирнакова, который был назначен Директором алюминиевого дивизиона Компании РУСАЛ.
В новой должности Сергей Ермак отвечает за определение технических возможностей модернизации и расширения существующих производственных мощностей предприятия, а также совершенствование технологического процесса на НкАЗе. Под руководством Сергея Ермака завод продолжит реализацию программ по повышению эффективности производства, внедрению современных систем управления и снижению
нагрузки на окружающую среду.
Сергей Ермак обладает более чем 20 летним опытом работы в алюминиевой промышленности. В своей трудовой карьере он прошел путь от рядового электролизника до управляющего заводом. В последние годы Сергей Ермак занимал руководящие позиции на НкАЗе, в том числе должность директора по электролизу.
Финансовый директор - Анатолий Лёвочкин
Директор по электролизному производству - Сергей Сорокин
В настоящее время на Новокузнецком алюминиевом заводе компании РУСАЛ начались работы по созданию Информационного центра, в котором можно будет получить доступ к корпоративным информационным ресурсам, технологическим страницам завода, справочным базам данных. Здесь будут проходить ориентационные программы для новичков, тренинги, инструктажи по охране труда и технике безопасности. Сюда можно будет прийти за советом и информацией к разным специалистам - юристам, врачам, сотрудникам Пенсионного фонда. Центр будет располагаться на третьем этаже здания учебно-курсового комбината и откроет свои двери для всех желающих в конце сентября.[16]
В прошлом основные экологические проблемы алюминиевой промышленности были связаны, главным образом, с выделением фторидов из электролизеров. Сейчас многие заводы, особенно за рубежом, достигли существенного прогресса в уменьшении этих и других выбросов.
Поскольку выделение газов при электролизе алюминия практически невозможно прекратить полностью, проектирование, расположение и сооружение алюминиевых заводов имеют определенные традиции, основанные на практическом опыте. Цехи электролиза, имеющие большую длину (до 750 м) располагают с учетом розы ветров, стремясь улучшить их проветривание и причинить наименьший вред окружающей среде.
Проведение таких технологических операций как выливка металла, замена анодов и токоподводящих штырей, обработка корки электролита, ликвидация анодных эффектов, не может быть осуществлено при полностью герметизированной ванне, и поэтому выделения газообразных и мелкокристаллических видов сырья неизбежны. Среди выделений наибольшую опасность представляют фторидные соединения, которые влияют на санитарно-гигиенические условия работы обслуживающего персонала и окружающую среду, в основном на растительный мир, так как некоторые растения чувствительны даже к весьма небольшим количествам фторидов. Выделения фтористых соединений влияют также и на экономику производства, так как являются причиной коррозийных проблем, а их потери составляют заметную долю материальных затрат.
Газовая составляющая потерь зависит от типа используемых анодов. Электролизеры с ОА свободны от смолистых погонов и пиролизных продуктов. Электролизеры с самообжигающимися анодами, даже после спекания последних, выделяют 2-3 кг смолистых веществ на 1 т алюминия, наработанного ванной.
Общий расход фторидов при электролизе составляет 20-50 кг на тонну произведенного алюминия, и большая часть из них удаляется из ванны с отходящими газами.
Однако в газовой фазе потерь доминирующая роль принадлежит сумме оксида (СО) и диоксида (СО 2) углерода, но в ней содержатся также и другие соединения - SO2, CF4, C2F6, SiF4, HF, A12O3, а также смолистые возгоны из анодов. Помимо газовой составляющей в отходящих газах имеются также выделения в виде твердых веществ.
Значительное количество твердых отходов образуется при проведении капитального ремонта электролизеров. Эти отходы содержат фтористые и другие соединения, которые оказывают негативное воздействие на окружающую среду, и в том числе на водные источники.
Производственный цикл большинства промышленных предприятий представляет собой открытую несбалансированную систему, характеризующуюся образованием большого количества твердых, жидких и газообразных отходов.
Зарубежная алюминиевая промышленность практически завершила переход на электролизеры с ОА. Среди прочих преимуществ данные электролизеры обеспечивают более высокие показатели по экологической безопасности производства, чем при использовании электролизеров с СОА. Это характеризуется практически полным отсутствием пыли электрофильтров, шламов газоочистки, хвостов флотации и смолистых веществ, а также неорганической пыли, что позволило снизить выброс фтора до 1-2 кг/т А1. В то же время этот показатель на российских заводах в несколько раз выше.
В процессе электролиза из него выделяются газообразные и твердые вещества, которые уносятся естественной аэрацией и газоотсосом от электролизеров. Кроме того, образуются отходы (угольная пена, шламы газоочистки, отходы отработанной футеровки электролизеров и пр.). Все выделения из электролизеров и образующиеся отходы негативно воздействуют на окружающую среду.
Выделяющиеся в процессе электролиза анодные газы содержат СО2, СО, SO2, HF, H2S, а также угле- и кремнефториды, дисульфид углерода, пары воды и смолистые вещества. В состав последних входит несколько десятков органических соединений, и в том числе полиароматические углеводороды (ПАУ). Рассмотрим качественный состав электролизных газов более подробно.
Газообразные компоненты
HF - фторид водорода
CF4 - тетрафторид углерода
С2F6 - дикарбонгексафторид
SiF4 - тетрафторид кремния
SO2 - диоксид серы
SO3 - триоксид серы
H2S - сероводород
CS2 - сероуглерод
COS - карбонилсульфид
CO2 - диоксид углерода
CO - монооксид углерода
H2O - вода
ПАУ - смолистые вещества
Твердые частицы
C - углеродная сажа
Al2O3 - оксид алюминия
Na3AlF6 - криолит
Na5Al3F14 - хиолит
K2NaAl F6 - эльпазолит
AlF3 - фторид Al
CaF2 - флюорит
MgF2 - селлаит
ПАУ - смолистые вещества
Понятие "анодные газы электролизного производства" является весьма условным и не совсем конкретным, так как в процессе эвакуации газов от места их образования до выброса в атмосферу их состав постоянно меняется в процессе движения по газоходу и, естественно, после очистки на газоочистных установках.
Наибольшую опасность из всех отходов алюминиевого производства представляют пылегазовые выбросы из электролизеров. Эффективность очистки газов в равной мере зависит от трех факторов: степени укрытия электролизера, эффективности улавливания загрязняющих веществ (КПД аппарата) и от коэффициента полезного использования (КПИ) газоочистных установок. Степень укрытия электролизера характеризует распределение выделяющихся при электролизе газов между системой газоочистки и фонарными выбросами. Коэффициент полезного действия (КПД) определяет эффективность улавливания загрязняющих веществ и зависит от конструктивных и технологических особенностей газоочистных аппаратов. Коэффициент полезного использования (КПИ) характеризуется соотношением продолжительности работы газоочистного оборудования к суммарному времени работы и простоя из-за аварий и плановых ремонтов.
Среди выделений наибольшую потенциальную опасность представляют фторидные соединения, которые влияют на здоровье и условия работы трудящихся, а некоторые растения чувствительны к малейшим выделениям этих соединений. Выделение фторидных составляющих является причиной коррозионных проблем и материальных потерь.
Переход фтора в газовую фазу происходит из-за: испарения электролита; захвата капелек электролита анодными газами; образования фторидов алюминия во время "вспышек"; разложения фторида алюминия парами воды и уноса фторсолей при их загрузке на корку.
Анодная масса и предварительно обожженные аноды изготавливаются из смеси электродных коксов и каменноугольного пека, который служит связующим веществом.
В процессе коксования анода каменноугольный пек подвергается пиролизу, выделяя смолистые соединения, часть которых оседает в порах кокса и превращается в кокс. Другая же часть в виде газов фильтруется через поры и трещины в аноде, загрязняя окружающую атмосферу.
При эксплуатации алюминиевых электролизеров с самообжигающимися анодами с их поверхности выделяются газы и полиароматические углеводороды (ПАУ), содержащиеся в каменноугольном пеке. Эти вещества, попадая в атмосферу рабочей зоны, ухудшают санитарно-гигиенические условия труда персонала и негативно влияют на окружающую территорию. Как известно, потери смолистых соединений происходят как с поверхности анода, так и в результате термопиролиза пека с выделением газов и смолистых веществ в поданодное пространство и через боковые грани анода.
Рассмотрим образование основных выделений из электролизера.
Образование СО и СО2
Суммарный объем этих соединений углерода в удаляемых из электролизера газах составляет более 95%.
Следует отметить, что, не являясь токсичным веществом,
содержание диоксида углерода в атмосфере является одним из основных причин
образования так называемого парникового эффекта, возникновением и развитием
которого весьма озабочено человечество. 12 стран, входящих в Европейский союз,
предложили стабилизировать выделение СО2 на уровне, достигнутом в
1990г. Рассматривалась даже возможность введения налога на выделение СО2.
Для того чтобы определить объем СО и СО2, необходимо определить
расход углерода в процессе электролиза. Основные реакции окисления угольного
анода следующие:
Al2O3 + ЗС + 12е → 4А1 + ЗСО2 (1)
Al2O3 + ЗС + 6е → 2А1 + ЗСО (2)
Откуда можно определить, что расход углерода на окисление до СО 2 (по реакции 1) составляет 333 кг, а до СО (по реакции 2) - 666 кг на тонну алюминия. Поэтому для определения массы и объема выделившихся оксидов углерода необходимо знать их соотношение в отходящих газах.
По существующим в настоящее время представлениям
основная реакция, протекающая в алюминиевом электролизере, описывается
уравнением 1, т.е. реакция образования диоксида углерода СО 2,
который, в свою очередь, окисляя углерод анода и пены
С + СО2 = 2СО (3)
и растворенный в электролите алюминий - так называемый
металлический туман
А1 + ЗСО2 = А12О 3 +
ЗСО, (4)
частично превращается в оксид углерода СО. Кроме того,
углерод анода и пены при температуре выше 600°С окисляется кислородом воздуха и
образуется оксид углерода СО.
С + О2 = 2СО. (5)
Taким образом, в отходящих газах должен содержаться оксид и
диоксид углерода, что хорошо подтверждается формулой Пирсона и Уэддингтона, из
которой следует, что с увеличением выхода по току η (%) возрастает содержание диоксида
углерода (%) в анодных газах
η = СО2/2 + 50. (6)
Эта зависимость имеет строгое математическое обоснование и хорошо подтверждается на практике. В настоящее время соотношение СО2 / СО находится в пределах (70-85)% / (30-15)%.