مشاوره خانواده رایگان عطاملک

نسخه‌ی کامل: پيشرفت سريع در صنعت آلومينيوم
شما در حال مشاهده‌ی نسخه‌ی متنی این صفحه می‌باشید. مشاهده‌ی نسخه‌ی کامل با قالب بندی مناسب.
بسياري از توليدكنندگان عمده آلومينيوم در راستاي بهبود و تكامل فناوري باطري هاي ذوب خود در تلاشند. اصول ذوب آلومينيوم در سال 1886 توسط چارلز مارتين هال و پل هرلوت ابداع شد. اما اين فناوري همواره از آن زمان تاكنون رو به رشد و تكامل بوده است. تا حد قابل توجهي اين تحولات و پيشرفت ها در گرو خاصيت الكتروليزي آلومينا بوده كه نيازمند انرژي بالايي است و هر گونه بهبودي در كارآمدي مصرف انرژي تاثير زيادي بر هزينه هاي توليد خواهد گذاشت. 

در سال هاي اخير پيشرفت هاي حاصله در زمينه فناوري ذوب شتاب گرفته است. در اين مقاله بخشي از اين دستاوردهاي عمده كه در مراحل تكوين و يا در دست تكامل است ، مورد بررسي و مطالعه قرار گرفته است.
سيستم AP ريوتينتو آلكان ار زمان آغاز بكارگيري آن توسط پچيني ( Pechiney) در سال 1970 روش توليد عمده اي محسوب مي شود. شروع آن با AP13 است كه از جريان برق 13 هزار آمپر استفاده مي كند. اين فناوري بتدريج به AP18 ، AP30 و ديگر نمادهاي عددي آمپر است كه با افزايش شدت جريان باطري متحول شده است.
در حال حاضر از انواع گوناگون AP براي توليد 6.8 ميليون تن آلومينيوم در سال در جهان استفاده مي شود كه از اين ميزان 2 ميليون تن در دست احداث است.
آخرين پيشرفت ها و تحولات بدست آمده مربوط به AP60 است كه براي آن يك كارخانه آزمايشي با 38 باطري در ژانويه امسال در واحد ذوب آلومينيوم آرويدا متعلق به شركت RTA در كانادا افتتاح شد. نخستين فاز كارخانه شامل 31 باطري يا دستگاه الكتروليز نسل اول و هفت باطري نسل دوم است. باطري هاي نسل اول با جريان 570 كيلوآمپر با مصرف انرژي 13.3 مگاوات ساعت / تن آلومينيوم بهره برداري مي شوند. هر باطري 4.3 تن در روز آلومينيوم توليد مي كند. باطري هاي نسل دوم با 600 كيلووات بهره برداري شده و مصرف انرژي آن كمتر از 13 مگاوات ساعت در هر تن بوده و توليد اين باطري بيش از 4.5 تن در روز است.
در حال حاضر ظرفيت اين واحد آزمايشي 60 هزار تن در سال است. فاز دوم اين پروژه قرار است شدت جريان را به 600 كيلوآمپر برساند كه به بهره برداري از باطري ثبات بخشيده و توانايي هاي آن را كاملا در يك مقياس صنعتي نشان خواهد داد. وقتي كه فاز دو پس از توسعه با باطري هاي نسل دوم تكميل شود، كل ظرفيت به 460 هزار تن در سال افزايش پيدا خواهد كرد. اين ظرفيت نسبتا با فضاي موجود در كارخانه جانكويره با محدوديت مواجه خواهد شد كه با يك باطري AP60 ظرفيت آن به 760 هزار تن در سال خواهد رسيد. هر باطري داراي 18 متر طول است در حالي كه هر آند كربن داراي وزني بيش از 1.4 تن است كه براي دو هفته پيش پخت مي شود و مصرف آن به 28 روز مي رسد.
مجوز زيست محيطي آن براي توسعه Arvida دريافت شده است اما زمان به شرايط بازار بستگي دارد. سخنگوي ريوتينتو مي گويد در صورت بهبود شرايط بازار ما مي توانيم اين پروژه را بيشتر توسعه دهيم.
دامنه ارتقاء آمپر باطري
آلكان ريوتينتو مي گويد از AP60 به عنوان الگوي اصلي براي يك فناوري با كارآمدي بيشتر انرژي تحت عنوان APXE استفاده مي كند كه در مركز تحقيق و توسعه آن در فرانسه ابداع و تكامل يافته است. علاوه بر اين شركت بدنبال ارتقاء بيشتر سيستم هاي AP قبلي خود از طريق دستيابي به جريان بالاتر و كارآمدي بيشتر انرژي است.
اين پروژه بر اساس الگوي معتبر AP2X و AP3X/4X اجرا مي شوند. هدفي كه الگوي AP2X دنبال مي كند افزايش آمپر به 250 كيلوآمپر و در مورد AP4X به بالاي 400 كيلوآمپر است. مصرف انرژي هر دو 12.3 مگاوات ساعت در هر تن است اما هدف رسيدن به 12 مگاوات ساعت در هر تن است.
برنامه ارتقاء واحدهاي ذوب كنوني در دست اجراست. در كارخانه Kitmat در RTA در ايالت بريتيش كانادا ، خطوط كنوني Sqderberg تعطيل شده و به جاي آن از يك رديف خط باطري 384 استفاده مي شود كه نشان مي دهد فناوري AP40 با KA405 و 13.15 مگاوات ساعت در هر تن آلومينيوم بهره برداري مي شود. ارتقاء فناوري ادامه دارد تا نخستين توليد در نيمه اول سال 2015 بدست آيد. اين ارتقاء ظرفيت را از 280 هزار تن در سال به 420 هزار تن در سال افزايش خواهد داد.
شركت RTA بتدريج واحد ذوب Alouette در كانادا ( 40 درصد متعلق به شركت RTA ) را به يك روش باطري كم انرژي طراحي و تبديل مي كند كه به آن AP40LE مي گويند. برنامه مدرنيزاسيون در اكتبر 2012 آغاز شده و الكتروليت ها به پايان عمر خود مي رسند كه يك باطري نوع AP40LE با مصرف انرژي 12.5 تا 12.7 مگاوات ساعت در هر تن ( با توجه به مجموعه تجهيزات آند) جايگزين آن مي شود. اين باطري هاي جديد دقيقا با زيرساختار كنوني منطبق بوده و با ابعاد كنوني آن مشابه است كه هزينه هاي ارتقاء را كاهش مي دهد. پيش بيني مي شود از ابتداي ژانويه سال 2017 بكارگيري كامل تمام باطري ها به صورت 
AP40LE طبق طرح جريان 395 كيلووات كه در آن زمان ظرفيت بالاي 630 هزا رتن در سال خواهد رسيد، آغاز شود.
در عمان شركت آلومينيوم سوهار ( 20 درصد متعلق به RTA ) بتدريج AP37 خود را به باطري هاي با جريان بالاتر تبديل مي كند و اين بخشي از برنامه بازسازي است كه به ظرفيت 25 هزار تن در سال افزوده و آن را تقريبا به 400 هزار تن در سال مي رساند. انتظار مي رود كه در پايان سال جاري اين تبديل انجام گيرد.
خط آزمايشي هيدرو
ديگر توليدكننده آلومينيوم شركت هيدرو است كه طرح هاي توسعه خود را دنبال مي كند. در حال حاضر چند سالي است كه مشغول تست آخرين فناوري باطري HAL4e در مركز تحقيقات ARdal خود در نروژ است. با توجه به نتايج قطعي بدست آمده از كار با باطري ها با جريان 420 كيلوآمپر ، گام بعدي ساخت يك خط آزمايشي با مقياس كامل در سايت شركت Karmoy در نروژ است. اين خط داراي ظرفيت 70 هزار تن در سال است كه احتمالا در اوايل سال 2017 به بهره برداري برسد.
در ماه ژوئن اعلام شد Enova كه يك شركت دولتي است و فناوري ها و پروژه هاي جديد مربوط به كاهش مصرف انرژي و زيست محيطي را حمايت مي كند، تصميم گرفته است كه 1.5 ميليارد كرون نروژ از كل هزينه تخميني 3.6 ميليارد كرون نروژ ( 580 ميليون دلار) براي ساخت اين كارخانه آزمايشي را تامين كند.
اين كمك ها منوط به مصوبه يا تاييديه دفتر ايمني برقي سازمان نظارت بر انجمن تجارت آزاد اروپاست و نيز مشروط بر اين است كه ساير موارد نيز مانند عرضه بسنده انرژي به قيمت رقابتي لحاظ شده باشد.
هدف هيدرو محقق كردن پيشگامي شركت در فناوري هاي جديد است كه بتواند مصرف انرژي و آلايندگي در اين صنعت را در نروژ بكاهد. پروژه HAL4e بدنبال كارآمدي انرژي از 12.3 مگاوات ساعت در هر تن است. در همان زمان حتي فناوري پيشرفته تحت عنوان اولترا HAL4e ( كه در اصل تحت عنوان 
HAL4e بود) نيز در Karmoy مطالعه خواهد شد كه هدفش كاهش مصرف انرژي تا حداكثر 12 مگاوات ساعت در هر تن بود، 12 باطري HAL4e علاوه بر خط آزمايشي ساخته خواهد شد.
شركت الومينيوم دبي كه در حال حاضر وابسته به شركت آلومينيوم گلوبال امارات ( EGA ) است، براي نخستين بار آخرين فناوري تجاري DX را در شركت همتاي آن يعني آلومينيوم امارات ( Emal ) آغاز كرده است. اين فناوري كه از فناوري اصلي DX مشتق گرفته است، ابتدا در سال 2008 به طور تجاري در دوبال راه اندازي شد و DX+ در خط باطري سه جديد در Emal براي تكميل كردن طرح توسعه فاز دوم آن استفاده مي شود. با راه اندازي آخرين باطري از 444 باطري در ماه ژوئن خط باطري شماره سه Emal تكميل شد. اين خط كه 1.7 كيلومتر است، بزرگترين خط باطري در جهان محسوب شده و 520 هزار تن در سال به ظرفيت شركت مي افزايد كه هم اكنون در مجموع به 1.32 ميليون تن در سال مي رسد. باطري هاي DX+ با 440 كيلوآمپر كار مي كند كه قرار است ظرفيت آن به موقعبه 460 كيلوآمپر افزايش پيدا كند. مصرف انرژي در خود خط باطري آزمايشي DX+ دوبال( Dubal ) در طي 14 ماه پيش بين 13.2 مگاوات ساعت در هر تن بوده كه هر كدام از باطري ها 3.36 تن در روز آلومينيوم توليد مي كنند.
علاوه بر اين دوبال بر روي فركانس پايين تاثير آند DX+ با توليد روزانه 0.06 تاكيدر دارد، در حالي كه روش كنترل اختصاصي شركت بر روي تاثير آند در حد ميانگين كمتر از 10 ثانيه محدود مي شود كه ماحصل آن خروج با توليد اندك پرفلوروكربن است.
فاز دوم طرح توسعه Emal شامل ارتقاء نخستين خط باطري از دو خط باطري DX است كه ظرفيت آن را با 50 هزار تن افزايش در سال به 800 هزار تن در سال خواهد رساند.
علاوه بر اين، تحقيقات گسترده اي در زمينه ذوب آلومينيوم در بزرگترين توليدكننده الومينيوم اوليه در جهان صورت پذيرفته است. پس از هفت سال كار بر روي يك فناوري كه از جريان 600كيلوآمپر در يك " باطري فوق العاده بزرگ" استفاده مي كند؛ نتيجه با موفقيت در كارخانه ليانچنگ سازمان آلومينيوم چين (چاينالكو) صورت پذيرفت. اين فناوري توسط انجمن صنعتي فلزات غيرآهني چين و وزارت علوم و فناوري اين كشور تست و تاييد شده است.
مصرف انرژي آن 12.136 مگاوات ساعت در هر تن بوده و چاينالكو از آن به عنوان يك فناوري با كمترين مصرف انرژي در صنايع باطري آلومينيوم سازي در جهان ياد مي كند. بعضي از فناوري هاي بكارگرفته شده در اين باطري جديد در باطري هاي كنوني با آمپر پايين تر نيز استفاده شده بود كه نتيجه آن نيز كاهش مصرف انرژي بوده است. به هر صورت اطلاعات مربوط به زمان و مكان نصب فناوري جديد هنوز مشخص نشده است.
بازسازي روسال
در روسيه شركت Rusal نيز فناوري هاي اختصاصي سيستم ذوب خود را در قرن 21 مطالعه و ابداع مي كند كه شامل باطري هاي Sqderberg كارآمدتر و پايدارتر از نظر حفظ محيط زيست است.
فناوري ذوب باطري پيش پخت RA-400 آن ابتدا در سال 2005 با يك باطري با جريان 425 كيلوآمپر و با مصرف انرژي 13.54 مگاوات ساعت در هر تن و ظرفيت باطري توليد 3.016 تن در روز آلومينيوم آغاز شد.
بتازگي شركت يك پروژه 70 ميليون دلاري بازسازي RA-400 را اجرا كرده است كه مصرف انرژي را به زير 12.9 مگاوات ساعت در هر تن كاهش داده و آمپر را به 435 كيلوآمپر رسانده و كارآمدي كنوني را به 95.5 درصد افزايش داده است.
فناوري RA-400 كاملا آماده كاربرد در واحد ذوب 750 هزار تن در سال Taishet است . علاوه بر اين طرح هايي نيز براي استفاده از RA-400 براي پروژه هاي بيروني دارد كه در آنجا روسال عرضه كننده اين فناوري خواهد بود. اجراي پروژه Taishet در حال حاضر به دليل نبود بهبود شرايط بازار به حالت تعليق درآمده است.
دستاورد بعدي RA-400 در اين شركت فناوري RA-500 است كه با جريان باطري 520 كيلوآمپر كار خواهد كرد و هر باطري آن روزانه 3.96 تن آلومينيوم توليد خواهد داشت. در حال حاضر كارهاي مربوط به طراحي باطري و خط آزمايشي آن واحد ذوب در منطقه سايانوگورسك پايان يافته اما تصميم گيري در خصوص ساخت اين خط آزمايشي تا بهبود وضع بازار آلومينيوم به تاخير افتاده است.
علاوه بر سيستم هاي آند پيش پخت كه در بالا به آن اشاره شد، شركت روسال يك باطري SQderberg پيشرفته ساخته كه مي تواند با بسياري از واحدهاي ذوب آن كه از اين فناوري كم كارآمد و آلاينده استفاده مي كنند بازجويي شود.
اين طراحي جديد كه عنوان آن Ecosoderberg است، از چندين نوآوري استفاده مي كند كه شامل چسب آند كلوئيدي است كه محتوي اندكي قيز در مقايسه با خمير آندي استاندارد است. علاوه بر اين طرح داراي يك سيستم تخليه پيشرفته گاز است كه منتج به كاهش چشمگير آلايندگي مي شود. همچنين انتظار مي رود مصرف انرژي باطري به ميزان 300 كيلووات در هر تن آلومينيوم كاهش پيدا كند.
روسال در نظر دارد تقريبا 2.1 ميليون تن در سال از 2.3 ميليون تن كل ظرفيت كنوني خود را قبل از سال 2020 به اكوسودربرگ ( Ecosoderberg ) تبديل كند. اين پروژه شامل همه باطري هاي S-8BM و S-8B در چهار واحد ذوب كراسنوپاسك، براتسك، ايركوتسك و نووكوزونتسك است اما خطوط باطري سودربرگ مجهز به باطري هاي C-2 و C-3 است كه به فناوري پيش پخت تبديل خواهد شد.
پيشرفته ترين فناوري كه روسال بر روي آن كار مي كند، آغاز احداث واحد فناوري آند خنثي است كه در آن آندهاي كربني استفاده نمي شود و اكسيژن به عنوان تنها محصول جانبي از آن خارج مي شود، تمام گازهاي كربني خروجي خطرناك حذف مي شوند. تست قبل از نصب يك باطري معمولي اجرا مي شود و در نظر است كه تست صنعتي در اتاق باطري در سال 2015 انجام شود.


لینک منبع: آلمینیوم در معدن