На настоящий момент можно смело сказать, что все трудности переходного периода преодолены, совокупные мощности нового лидера позволяют ежегодно производить более 4 млн т алюминия и 11 млн т глинозема. Алюминиевая отрасль сегодня является одним из лидеров российской промышленности и сейчас ее предприятия работают с максимальной отдачей. По количеству производимого первичного алюминия Россия уступает только Китаю. У нас выпускается 15% мирового глинозема и 12% - алюминия, причем за последние пять лет

объемы его производства стабильно возрастали на 1,5-3,5% в год. По объемам экспорта легкого металла наша страна является мировым лидером. Более 80% выпущенного российскими заводами алюминия отправляется за рубеж.

В период перестройки экономики страны предприятия алюминиевой промышленности, построенные в советское время, удалось сохранить в рабочем состоянии. Доступная и безопасная с экологической точки зрения энергия сибирских гидроэлектростанций в значительной мере способствует процветанию отрасли, ведь стоимость электроэнергии составляет от 25 до 40% затрат на производство крылатого металла, и именно ее дороговизна приводит к закрытию предприятий в Европе.

Уже сейчас число людей, занятых в алюминиевой промышленности, с учетом работников смежных производств и социального обслуживания, оценивается в 1 млн человек. Кроме того, предприятия отрасли, в большинстве своем, являются основными источниками доходов для местных бюджетов [1].

В то же время динамичный рост алюминиевой промышленности в России, увеличение объемов производства, строительство новых заводов, без сомнения, оказывают растущее влияние на окружающую среду. Ведь любое промышленное производство, и тем более металлургия, всегда сопряжено с экологическими рисками. Это и выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, и образование отходов, и высокое потребление энергии. Безусловно, экологические стороны производства алюминия принимались во внимание при строительстве алюминиевых заводов в советский период. Однако необходимо помнить, что значение и острота экологических проблем возникла не в одночасье и меры по защите окружающей среды также принимались по нарастающей. Поэтому становление экологии производства алюминия в России формально можно разделить на три этапа. Первый из них, так же как и во многих других отраслях промышленности в то время, можно охарактеризовать как период пренебрежения экологическими проблемами. На тот момент одной из главных задач стоял выпуск продукции, экологическая сторона рассматривалась по остаточному принципу.

Второй период - это постепенное осознание необходимости решения экологических проблем. При создании новых технологий уже учитываются экологические ограничения. Во Всероссийском алюминиево-магниевом институте осуществляется разработка, а потом и внедрение аппаратов и установок двухступенчатой очистки газов. На Красноярском и Братском алюминиевых заводах монтируются установки сухой очистки газов, такие же установки внедряются на Кандалакшском и Богословском алюминиевых заводах. Такие установки на тот момент не уступали по эффективности и эксплуатационным характеристикам зарубежным образцам, а по экономичности даже превосходили их. Создается методическая база для инструментального и расчетного определения выбросов в атмосферу. Но вводимые изменения носили точечный характер, без системного подхода.

На третьем периоде уже происходит значительный рост экологических проблем, когда последние начинают лимитировать и тормозить расширение производства. Такие ограничения устанавливаются не только государством, но и общественным мнением, кредитными институтами. В целом требования третьего этапа можно объединить в одно, которое заключается в замене устаревших технологий на более экологичные и эффективные. Но проблема в том, что технологии, используемые в алюминиевом производстве в настоящее время, были разработаны в первый период, когда внимание к экологии было минимальным. Их модернизация в настоящий момент потребует времени и значительных финансовых затрат. Однако в условиях острой конкурентной борьбы на мировом алюминиевом рынке, роста потребления алюминия и озвученных планов объединенной компании RUSAL по увеличению объемов производства инвестиции в замену всех технологий и оборудования маловероятны. Здесь необходимо искать другие решения, их поиск должен осуществляться в различных направлениях.

В производстве алюминия основное влияние на окружающую среду оказывают выделяющиеся вредные газы и твердые отходы. Выделение газов и образование отходов образуются на разных этапах производства.

Детально процесс производства алюминия выглядит следующим образом: сначала происходит добыча бокситов, специальной руды, в которой содержатся глинозем и примеси железа, кремния и пр. Далее бокситы поставляются на глиноземный завод, где бокситы дробят и производят мокрый размол. Полученную бокситовую пульпу выщелачивают в автоклавах с перемешиванием при определенной температуре и давлении. Из полученной смеси отделяют нерастворимый осадок (пески). В полученный алюминатый раствор добавляют затравку и выделяют кристаллы тригидрата алюминия. Раствор после отделения тригидрата алюминия выпаривают и подают на мокрый размол и выщелачивание боксита. Выделенные кристаллы тригидрата алюминия промывают и фильтруют. Полученный тригидрат алюминия прокаливают в печах кальцинации, где после прокаливания получается глинозем. В действующий электролизер загружают определенное количество глинозема, где под воздействием электрического тока в электролизере протекает электрохимический процесс восстановления алюминия из глинозема. Расплавленный металл периодически выливают из электролизера и транспортируют в литейное отделение. Далее алюминий доводят до нужного состояния путем добавления различных легирующих материалов. Готовый по химическому составу алюминий или алюминиевый сплав очищают от различных примесей, при необходимости модифицируют различными добавками.

Наиболее опасное для окружающей среды образование отходов происходит на этапе получения глинозема из бокситов, а выделение вредных газов образуется в основном на этапе электролиза глинозема.

Отходы на этапе получения глинозема из бокситов - это так называемый "красный шлам", густая суспензия из нерастворимых в воде силикатов, алюмосиликатов и окислов металлов.

Причиной выделения большого количества вредных газов является широко применяемая на этапе электролиза технология Содерберга. Ее использование приводит к выделению значительного количества вредных газов с примесями.

Решение обоих проблем, влияние отходов "красного шлама" и выделение вредных газов на настоящий момент разрешается разными путями.

Красный шлам - это смесь, имеющая красный цвет благодаря высокому содержанию железа, которая образуется в ходе процесса Байера. На каждую тонну полученного оксида алюминия приходится от 360 до 800 кг шлама. Теоретически красный шлам может служить сырьем для переработки, однако пока это экономически невыгодно. Сейчас шлам складируют на изолированных территориях - шламохранилищах. Шламохранилища устроены таким образом, чтобы содержащиеся в отходах щелочи не проникали в грунтовые воды. Как только хранилище отрабатывает свой потенциал, территорию можно вернуть в первоначальный вид, покрыв ее песком, золой или дерном и посадив определенные виды деревьев и трав. На полное восстановление уходят годы, но в итоге местность возвращается в изначальное состояние.

Для снижения выделения вредных газов во всем мире переходят от технологии Содерберга к технологии обожженных анодов.

В настоящее время существует три вида электролизеров, которые отличаются конструкцией анодного узла, с боковым и верхним токоподводом, а также предварительно обожженными анодами. Если коротко описать электролизер, то его можно представить как ванну, с одной стороны который вставлен катод, с другой анод. На катоде мы получаем алюминий, на аноде углекислый газ (С 02). В мире используются несколько типов анодов. На первом этапе, когда к защите окружающей среды не уделялось должного внимания, широко использовались аноды Содерберга. Такие аноды были на тот момент наиболее эффективными, поскольку в течение продолжительного использования становились более электропроводными и механически крепкими. Однако по мере сгорания анода Содерберга выделяются смолистые вещества, часть из которых обладает канцерогенным эффектом. Даже после спекания аноды, выделяют 2-3 кг смолистых веществ на 1 т алюминия, наработанного ванной.

Решение данной проблемы заключается в применении электролизеров с обожженными анодами, которые оснащаются предварительно обожженными анодными блоками, благодаря чему из них не выделяются смолистые вещества, что является весьма важным с экологической точки зрения.

Для новых и вводящихся в эксплуатацию на настоящий момент алюминиевых заводов такая мера является необходимостью. Однако для заводов, которые на сейчас используют электролизы Содерберга, такие как Красноярский, Братские заводы, это мало реалистично. Для перевода их на другую технологию необходимы значительные инвестиции и длительное время. Необходим поиск внедрение альтернативных методов. Например в 1970-1980-е годы исследовались панельный и кольцевой газоотсосы, укрытия различных конструкций [2]. Это сопряжено с необходимостью отсоса и очистки дополнительного объема газов и соответствующими затратами, однако это экономичнее, чем перевод на обожженные аноды. Кроме этого, объемы вредных газов можно снизить за счет обучения персонала. Для этого необходимо предусмотреть организацию внутризаводских экологических семинаров, "круглых столов", лекций, с привлечением соответствующих специалистов. Создать систему экологического образования работников электролизных корпусов: объяснить им, что разгерметизация электролизеров сопровождается выделением вредных веществ, опасных для населения.

Основные экологические проблемы алюминиевой промышленности связаны с образованием отходов при переработке бокситов в глинозем и выделением фторидов из электролизеров. Для решения этих проблем применяются, по существу, одинаковые меры во всем мире. Так, для утилизации отходов производства алюминия строятся шлакохранилища. За снижением вредных выбросов из электролизеров стоят более сложные решения. В развитых странах проблема решается путем перевода устаревшей технологии Содерберга на технологию предварительно обожженных анодов. Однако с учетом того, что наиболее крупные алюминиевые заводы в России используют технологии Содерберга, перевод на новые технологические решения потребует значительных инвестиций и большого срока реализации. Такое решение в ближайшее время невозможно. Поэтому необходимо рассматривать альтернативные и более экономичные варианты снижения объемов выброса вредных газов.

5.2 Охрана труда в производстве алюминия высокой чистоты

1. Ведение технологического процесса производства алюминия высокой чистоты связано со следующими факторами, повышающими травмоопасность:

1.1 Физические опасные и вредные производственные факторы:

- движущиеся машины и механизмы;

- повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны;

- повышенная температура поверхности оборудования, материалов, расплавов;

- повышенная (летом) и пониженная (зимой) температура воздуха рабочей зоны;

- наличие повышенного значения напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека;

- повышенная напряженность магнитного поля;

- термическое воздействие жидким металлом при выплескивании из электролизера, при взрывах от соприкосновения с влагой, при попадании или опрокидывании транспортируемых ковшей с высокотемпературными расплавами, а также при соприкосновении с раскаленным инструментом, продукцией;

- повышенный уровень шума на рабочем месте.

1.2 Химически опасные и вредные производственные факторы:

- барий хлористый;

- хлористый водород;

- фтористый водород;

- соли фтористоводородной кислоты;

- другие канцерогенные вещества (смолистые возгоны).

2. Для защиты работающих в корпусах электролиза от влияния вредных факторов должны применяться средства индивидуальной и коллективной защиты.

К средствам коллективной защиты относятся:

- средства нормализации воздушной среды (системы газоочистки и аэрации);

- средства нормализации освещения;

- средства защиты от теплоизлучения (газосборный колокол, теплоизоляция электролизеров, ковшей и т.д.);

- средства защиты от поражения электрическим током (ограждения, изолирующие устройства, покрытия, применение разделительных трансформаторов, устройства автоматического отключения, устройства выравнивания потенциалов и понижения напряжения, устройства дистанционного управления, предохранительные устройства, знаки безопасности, световая и звуковая сигнализация);

- средства защиты от воздействия механических факторов (ограждения, предохранительные, сигнальные и тормозные устройства);

- средства защиты от химических факторов (герметизирующие устройства, устройства вентиляции и очистки воздуха);

- средства защиты от шума;

- стационарные или инвентарные ограждения открытых проемов;

- средства защиты от попадания в подвижные и вращающиеся части оборудования (защитные кожуха и ограждения).

К средствам индивидуальной защиты относятся:

- костюм х/б с накладками "Оксалон",

- белье нательное,

- костюм суконный,

- валенки от повышенных температур,

- фартук суконный обшитый оксалоном,

- вачеги (для обработчиков),

- вачеги (для гартальщиков),

- каска защитная Airving,

- шерстяная шапочка,

- щиток поликарбонатный фирмы 3М,

- держатель Адаптер,

- очки защитные,

- респиратор полумаска 7500 3М сменный фильтр,

- держатель п/фильтра,

- пред.фильтр

- Корпус АВЧ респиратор 3М 9926,

- фартук суконный,

- перчатки х/б.

Средства индивидуальной защиты выдаются согласно нормам бесплатной выдачи, утвержденным приказом по заводу.

3. Работающие в корпусе АВЧ обязаны ежегодно проходить медицинский профилактический осмотр. Лица, не прошедшие медицинский проф. осмотр к дальнейшей работе в корпусе электролиза не допускаются.

4. Все работающие в корпусе производства алюминия высокой чистоты должны иметь не ниже II группы допуска по электробезопасности.

5. К обслуживанию установки для центрифугирования анодных осадков и сплавов допускаются электролизники корпуса АВЧ, прошедшие обучение на курсах целевого назначения, сдавшие экзамен на право управления центрифугой, имеющие группу допуска по электробезопасности не ниже второй и допуск к самостоятельной работе.

6. Во избежание выброса расплава все технологические операции производятся прогретым инструментом, переплавляемое сырье просушивается, не замыкать слои расплава.

7. Технологический процесс и безопасность производства АВЧ должен соответствовать настоящей инструкции, а также:

- № 1-07 "Общей инструкции по охране труда для работающих в подразделениях ОАО "КрАЗ"";

- № 88-08 "Инструкции по охране труда для электролизников корпуса алюминия высокой чистоты";

- №10-06 "Инструкции по охране труда для стропальщика";

- № 16-09 "Инструкции по охране труда для водителей электрокар";

- № 7-06 "Инструкции по охране труда для работающих с грузоподъемными машинами управляемых с пола или со стационарного пульта управления"

- № 2Э-06 "Инструкция по охране руда для электролизникв расплавленных солей цехов электролиза"

- № 11-05 "Инструкция по охране труда для выливщиков-заливщиков"

- №19-08 "Инструкция по охране труда для работающих с асбестом и асбестосодержащими материалами"

- № 185-06 "Инструкция по охране труда для рабочих корпуса АВЧ, занятых центрифугированием анодных осадков и сплавов"

- "Общие привила безопасности для металлургических и коксохимических предприятий и производств ПБ 11-493-02"

- "Правила безопасности при производстве глинозема, алюминия, магния, кристаллического кремния и элекротермического силумина ПБ 11-541-03"

- "Правилам технической эксплуатации технологического оборудования";

- "Правилам эксплуатации электроустановок потребителей";

- "Правилам техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей".

8. Действия персонала в аварийной ситуации определены в оперативной части "Плана ликвидации аварий", утвержденного техническим директором. "План ликвидации аварий" пересматривается один раз в два года, а также в случае изменения технологии. С "Планом ликвидации аварий все работающие в корпусе должны быть ознакомлены с записью в личную карточку.

9. Методы оказания доврачебной помощи пострадавшему определены в общей инструкции по охране труда № 1-07.

Заключение

Данный курсовой проект, по обоснованию внедрения корпуса АВЧ состоящего из 2 серий с количеством 148 электролизеров по производству алюминия высокой чистоты показал, что рентабельность данного проекта составляет 7,62%, а эффективность вложений в него 0,062. С экономической точки зрения данное производство является не рентабельным, а с учетом эффективности и не целесообразным. Однако внедрение в структуру действующих корпусов данной серии позволяет основным корпусам по производству алюминия снизить себестоимость 1 тонны за счет сокращения в них установленных затрат. Помимо этого АВЧ пользуется не большим, но устойчивым спросом, не смотря на его высокую себестоимость и цену за счет дополнения передела рафинирования

Список используемой литературы

1. Технологическая инструкция ОАО "РУСАЛ Красноярск" - "Производство АВЧ" 2010.

2. Минцис М.Я., Поляков П.В. Электрометаллургия алюминия -Новосибирск: Наука, 2001.

3. Рабочая инструкция корпуса АВЧ 2010.

4. Девисилов В.А. Охрана труда - М.: Форум-Инфра-М, 2008.

5. Горфинкель В.Я., Купряков Е.М. Экономика предприятий М.: Юнити, 2005.

6. Еленова Ю.А., Зуева Т.С. и др. Экономика и управление предприятием - М.: Высшая школа, 2005.

7. Инструкции по охране труда для работающих в ОАО "РУСАЛ Красноярск".

Размещено на Allbest.ru