Авторы: Низов Василий Александрович, Назаров Зафар Саидмуродович

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №20 (124) октябрь-2 2016 г.

Дата публикации: 17.10.2016

Статья просмотрена: 22 раза

Библиографическое описание:

Низов В. А., Назаров З. С. Анализ перспектив развития производства исходных солей для электролиза алюминия в Таджикистане // Молодой ученый. — 2016. — №20. — С. 179-181.



Металлургия в Таджикистане по объему потребления энергии представлена в первую очередь электролизом алюминия. Предприятие построенное в 70-х годах прошлого столетия одним из последних на территории бывшего СССР использует электролизеры с обожженными анодами. В силу сложившихся обстоятельств Таджикистан в настоящее время не располагает собственной сырьевой базой, а ее развитие невозможно без оценки энергетических ресурсов республики, основу которых составляют гидроэнергетические установки, расположенные на реках. В статье представлен статистический анализ энергопотребления и оцениваются перспективы повышения технико-экономических показателей ГУП «Талко» на ближайший период жесткого дефицита энергетических ресурсов. Обосновывается необходимость использования ресурсов, накопленных в действующих шламохранилищах и перспективы использования литиевых добавок в электролит на основе гидроминеральных ресурсов республики.

Ключевые слова: электролиз алюминия, литиевые добавки, шламовые отходы, энергообеспеченность

Таджикистан — горная страна в Центральной Азии, не имеющая выхода к морю, площадь территории которой составляет 143.000 км2. Примерно половина территории страны расположена выше 3.000 метров над уровнем моря; горы занимают около 93 % территории. Низменные участки расположены в долинах рек. Общая установленная мощность по производству электроэнергии в Таджикистане составляет 5.244 МВт (2013 г.), в т. ч. 5 211 МВт мощности гидроэлектростанций (более 99 %).Около половины всей электроэнергии потребляет местная алюминиевая компания

ГУП ≪ТАЛКО≫. Вторым по величине потребителем является сектор домохозяйств (26 %), затем идет сельскохозяйственный сектор, где электроэнергия используется в основном в летние месяцы при орошении.

Рис. 1. Водные артерии Таджикистана

Таджикистан испытывает трудности в связи со значительной нехваткой электроэнергии в зимние месяцы, что обусловлено рядом факторов: высоким спросом на электроэнергию для отопления жилья зимой, потерей источника импорта электроэнергии и газа начиная с 2009 года и зависимостью от гидроэнергетической системы, мощность которой снижается в зимний период в связи с низким уровнем речного стока. Лишь Нурекская ГЭС имеет собственное водохранилище, все другие гидроэлектростанции — руслового типа, их мощность падает зимой в связи со снижением речного стока. Нурекская ГЭС составляет основу энергосистемы Таджикистана, на ее долю приходится более 60 % установленной мощности. Именно она обеспечивает производство алюминия, которое является безоговорочным лидером в техно сфере Таджикистана. В силу исторических причин исходные компоненты (глинозем, фторидные соли, анодные блоки) с момента возникновения электролиза в Таджикистане в 70 годах поставлялись из внешних по отношению к республике источников. Прекращение существования СССР в этом смысле отрицательно отразилось на экономике Таджикистана [1].

Оценочные значения возможности экономии энергии в ГУП ≪ТАЛКО≫ основаны на результатах энергетического аудита, проведенного компанией NorskEnergy19 для таджикской алюминиевой компании в 2012 году [2]. Основной вывод по итогам аудита заключался в том, что компания обладает большим потенциалом в области энергосбережения в отношении таких процессов, как электролиз, производство угольных анодов и всех типов вспомогательного оборудования. Общая расчётная экономия электроэнергии и природного газа составляет:

– 0,95 ТВт.ч/год — электролиз;

Лабиринт – 0,17 ТВт.ч/год — производство анодов;

– 0,23 ТВт.ч/год — заводские услуги.

Большая часть мер общей стоимостью 87 млн. долл. США в 2013–2017 годах может окупиться за четыре года. Эти меры помогут значительно сократить зимний дефицит энергии — на 531 ГВт. На Рис.2 представлена динамика помесячной выработки электроэнергии в 2005- 2010 годах и характерная потребность, отнесенная к 2009 году.

Рис. 2. Соотношение месячных объемов, вырабатываемой энергии

Устойчивый дефицит энергии в зимние месяцы подтверждён статистически. Исходя из представленных данных возможности развития производств сырья для электролиза алюминия на основе местных образований глиноземсодержащего сырья выглядят крайне проблематичными не только на ближайшую, но даже и на более отдаленную перспективу. В любом случае какие-то реальные возможности просматриваются только в том варианте, когда неизбежные затраты энергии на производство будут находиться в противофазе зависимостей, представленных на рисунке. А это значит, что производство должно быть настроено на сезонный характер с интенсивной нагрузкой в летние месяцы и практически полной остановкой в зимние. Вполне естественно, что возможности развития производственного сектора Таджикистана, следует искать в снижении удельных энергозатрат на производство алюминия.

За последние годы мировая алюминиевая промышленность сталкивается с продолжающейся тенденцией низких цен. Цены на алюминий стали исключением при восстановлении мирового рынка товаров. На мировом рынке алюминия в 2011 году спрос превысил на 1.6 миллионов тон, удерживая цены ниже 2,000 долларов США/за метрическую тонну (MT). Снижение спроса и увеличение производства алюминия в Китае, выросшее с 2.8 миллионов MT в 2000 году до 17.8 миллионов MT в 2011году1 считается основным фактором, оказывающим влияние на такую тенденцию. В 2011 году завод ТАЛКО произвел 280,000 MT.

Несколько международных алюминиевых компаний начали реагировать на ситуацию с низкими ценами, применяя различные стратегии. Компания Rusal сократила производство до 150,000 MT в 2012 году; компания Alcoa закрыла свои заводы в Италии и Испании; компания Rio Tinto закрыла свой завод Lynemouth в Великобритании; Компания Norsk Hydro законсервировала свой завод в Австрии; компания Klesch закрыло производство в Нидерландах; компания Bosnia’s Aluminij Mostar объявила о сокращении продукции на 12.5 %; компания Ormet планирует закрыть шесть линий электролиза в США.

Мировой опыт производства алюминия показывает, что наиболее значимым фактором снижения удельных энергозатрат и уменьшения экологической опасности является использование микродобавок в электролит и наиболее действенным компонентом в этом смысле являются соединения лития. Устойчиво снижается температура процесса и повышается выход по току [4].

Основная идея, основанная на учете отмеченных тенденций, состоит в использовании литиевых соединений в качестве реагентов для переработки шламовых отходов, накопленных за многие годы и возврата ценных компонентов в процесс электролиза в виде вторичных фтор-литий содержащих солей. Литиевые соли в настоящее время по относительно приемлемым ценам могут быть приобретены, к примеру, в Чили в виде карбоната. В дальнейшем, при правильной научно-технической политике вполне вероятно рассматривать использование собственных ресурсов в виде минерализованных литий содержащих подземных вод, наличие которых доказано в Таджикистане [5]. С учетом разработок новосибирской научной школы с использованием избирательных сорбентов [3], сезонные производства литиевых добавок и использование их при переработке шламов электролиза прошлых лет совсем не выглядит сугубо научной фантазией.

Литература:

  1. Стаггинс Г., Шарабарофф A., Семиколенова Я. Обобщение опыта успешной реализации программ по энергоэффективности, Всемирный банк, 2012 г., 74стр.
  2. Всемирный банк (сентябрь 2012 года). Энергетический аудит «ТАЛКО» — алюминиевой компании Республики Таджикистан.

3. Коцупало Н., Рябцев А. Химия и технология получения соединений лития из литиеносного гидроминерального сырья. Новосибирск: Гео, 2008 г., 300 стр.

  1. Янченко Н. И. Ресурсосберегающая технология производства алюминия из криолито-глиноземных расплавов с добавками соединений лития. Дис. к. т. н., Иркутский гос. Тех. Университет. 2002 г. 173 стр.
  2. Крат В. Н. Минеральные лечебные, термальные и промышленные подземные воды Таджикистана. Душанбе: Дониш, 1985. 37 стр.
Основные термины (генерируются автоматически): электролиза алюминия, производства алюминия, производство алюминия, зимние месяцы, ГУП ≪ТАЛКО≫, летние месяцы, очередь электролизом алюминия, литиевых добавок, электролиз алюминия, дефицит энергии, технология производства алюминия, речного стока, удельных энергозатрат, увеличение производства алюминия, соединений лития, основу энергосистемы Таджикистана, момента возникновения электролиза, опыт производства алюминия, мировом рынке алюминия, ресурсов республики.

Ключевые слова

электролиз алюминия, литиевые добавки, шламовые отходы, энергообеспеченность

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос