Ведущий мировой производитель алюминия РУСАЛ ввел в эксплуатацию первую электролизную ванну с инертными анодами, предназначенную для модернизации линии ЭкоСодерберг. Компания стала первопроходцем в организации промышленных испытаний и практической реализации этого инновационного подхода. Замена системы ЭкоСодерберг на инертные аноды существенно расширяет сферу применения новой технологии, как сообщает пресс-служба компании РУСАЛ.
В рамках проекта РУСАЛ запустил пилотный электролизер на инертных анодах. Это закладывает основу для возможной модернизации существенной доли российских алюминиевых мощностей, учитывая, что крупнейшие предприятия страны исторически используют технологию Содерберга. Применение инертных анодов не только полностью исключает эмиссию парниковых газов при электролизе, но и приводит к выделению технического кислорода.
Фото предоставлено пресс-службой РУСАЛ
Екатерина Королёва
История и развитие технологии Содерберга
Метод Содерберга был разработан более ста лет назад. Анодная паста постоянно подается в электролизер, где происходит ее самообжиг. Именно на базе этой технологии в 1960-х годах были построены гиганты отечественной алюминиевой промышленности — Братский, Иркутский и Красноярский заводы. Технологию Содерберга также используют предприятия в Волгограде, Кандалакше и Новокузнецке.
Инженеры РУСАЛа усовершенствовали традиционную технологию, добившись значительного снижения ее воздействия на окружающую среду. Этого удалось достичь за счет корректировки рецептуры анодной массы, модернизации конструкции электролизеров и внедрения сухих газоочистных установок (СГОУ), улавливающих до 99% газов. С 2016 года технология ЭкоСодерберг поэтапно внедрялась на площадках компании.
Другим базовым методом в алюминиевой отрасли является технология предварительно обожженных анодов. В отличие от Содерберга, угольные аноды здесь проходят обжиг заранее в специальных печах, где вредные вещества дожигаются, что делает методику более экологичной. По этому принципу работает Саяногорский алюминиевый завод, а также новые предприятия РУСАЛа — Хакасский, Богучанский и Тайшетский заводы.
Принцип работы и преимущества инертных анодов
Однако обе традиционные технологии зависят от углеродных анодов, поэтому отрасль остается источником значительных объемов парниковых газов. Инертный анод не участвует в химических реакциях; глинозем разделяется на алюминий и чистый кислород, что позволяет принципиально новой технологии избегать прямых выбросов парниковых газов. Напротив, при выпуске одной тонны алюминия с использованием инертных анодов в атмосферу поступает около 900 кг кислорода.
Предыдущие испытания и готовность к масштабированию
С 2017 года РУСАЛ вел испытания прорывной технологии на электролизерах, предназначенных для замены предварительно обожженных анодов. Компания достигла стабильного производства алюминия товарного сорта (А7 или Р1020), что является необходимым условием для масштабирования, и в текущем году приступает к ее промышленному внедрению. За годы испытаний компания произвела 6000 тонн металла по технологии инертных анодов.
«Мы успешно завершили промышленные испытания и вышли на стабильное получение сортового алюминия на инертных анодах. Теперь мы делаем следующий шаг: запустили первый электролизер с инертными анодами для замены технологии ЭкоСодерберг», — заявил генеральный директор РУСАЛа Евгений Никитин.
«Замена ЭкоСодерберга технологией инертных анодов — это прорывное решение нашей компании, которое объединяет передовую науку и промышленную эффективность», — отметил технический директор РУСАЛа Виктор Манн.
Первая площадка апробации и сравнительный анализ
Первой площадкой для апробации новой технологии стал электролизер на Красноярском алюминиевом заводе, где технология ЭкоСодерберг уже была существенно усовершенствована. Это дает возможность провести сравнительную оценку не только экологических, но и экономических параметров двух решений. Промышленный электролизер функционирует в рамках стандартного технологического цикла предприятия, что доказывает его готовность к интеграции в действующие производственные цепочки без глобальной реконструкции.
Ключевое инженерное достижение: производство инертных анодов
Ключевым инженерным успехом стала разработка и организация серийного выпуска самих инертных анодов. Они являются сложными композитными материалами на базе металлических сплавов и керамики. Их промышленное производство налажено на специализированной площадке РУСАЛа. Срок службы анодов в рабочих условиях — критически важный параметр, и многолетние тесты подтвердили, что их ресурс отвечает требованиям непрерывного промышленного цикла.
Новые перспективы и побочные продукты
Переход на инертные аноды создает для алюминийной индустрии новые перспективы. Получаемый в процессе чистый кислород представляет собой ценный побочный продукт, который может быть использован на предприятии или реализован на рынке. Это преобразует электролизное производство в более комплексный и ресурсоэффективный процесс. Кроме того, исключение углерода из реакции открывает возможности для дальнейшей оптимизации состава электролита и конструкции электролизеров.
РУСАЛ рассматривает технологию инертных анодов как фундамент для создания полностью безуглеродного («зеленого») алюминия в рамках своей стратегии устойчивого развития. Это соответствует общемировым экологическим трендам и растущим запросам потребителей в высокотехнологичных отраслях. Развитие технологии будет включать улучшение материалов анодов, адаптацию методики и глубокую цифровизацию процесса управления.
Таким образом, запуск первой электролизной ванны с инертными анодами для замены ЭкоСодерберга отмечает начало практического этапа преобразования одной из основополагающих технологий мировой алюминиевой промышленности. От результатов этой промышленной апробации зависят темпы и объемы будущего переоснащения заводов, что способно изменить не только экологический след всей отрасли, но и ее экономические основы.
Ранее журнал «Химагрегаты» уже писал о том, что компания РУСАЛ успешно реализовала масштабный проект по внедрению собственной разработки.