کاهش هزینه‌های تولید با استفاده از غبارگیر

می متالز - گاز خروجی از سلول‌های احیای واحدهای ذوب آلومینیوم، عموما حاوی مقدار قابل توجهی از آلومینا و ترکیبات فلوریدی است. این مواد نه تنها به خاطر معضلات زیست‌محیطی که می‌توانند داشته باشند، بلکه به خاطر ارزش بالایی که دارند، باید فیلتر شوند. استفاده از غبارگیرها، می‌تواند به میزان بیش از ۶ دلار به ازای تولید هر تن آلومینیوم صرفه اقتصادی به همراه داشته باشد.

در واحدهای تولیدی و ذوب آلومینیوم، گاز خروجی شامل مقدار بسیار زیادی گاز دی‌اکسیدکربن است، از سویی حاوی مقادیری غبار و ذرات بسیار ریزی از آلومینا و فلوریدهاست. از آن‌جا که آلومینا و فلورید در واحدهای ذوب آلومینیوم جزء کلیدی‌ترین مواد اولیه (آلومنا به‌عنوان منبع اصلی تولید آلومینیوم و فلورید در تهیه الکترولیت سلول‌های احیای آلومینیوم) به شمار می‌روند، بازیافت آن‌ها و وارد کردن‌شان به چرخه تولید امری ضروری و از لحاظ اقتصادی حائز اهمیت است.

غبارگیرهای مورد استفاده در واحدهای ذوب آلومینیوم را در کل می‌توان به دو دسته خشک و تر تقسیم‌بندی کرد. در غبارگیرهای خشک، گاز خروجی و غبار حاصله از فرآیند احیا و ذوب آلومینیوم بعد از جمع‌آوری توسط هود سلول، در مرحله اول در تماس با کانی آلومینا قرار می‌گیرد تا مقداری از ذرات ریز آلومینا که به صورت غبار در گاز خروجی وجود دارد، به طور فیزیکی جذب کانی آلومینا شود. این عمل به دو روش انجام می‌شود: در یک روش پودر آلومینا به داخل جریان گاز خروجی پاشیده می‌شود و در روش دیگر، گاز خروجی از بستری از پودرهای آلومینا عبور داده می‌شود. این عمل نه تنها سبب جذب مقدار قابل توجهی از آلومینای موجود در گاز خروجی می‌شود، بلکه تا حدودی ترکیبات فلوریدی را (که باید از ورود آن‌ها به جو اتمسفر جلوگیری کرد) نیز در خود حل می‌کند.

در مرحله بعد، گاز و غبار خروجی وارد بگ‌هاوس می‌شود تا آلومینا و دیگر مواد از آن جدا شود. در بگ‌هاوس گاز خروجی از داخل بگ‌هایی که به عنوان فیلتر عمل می‌کنند، عبور داده می‌شود. این عمل تا ثابت شدن جریان گاز خروجی و عدم امکان دمش ادامه می‌یابد. بگ‌ها از یک طرف به دستگاه لرزاننده‌ای متصل هستند و با اِعمال لرزش، غبار فیلتر شده و جذب شده روی سطح بگ‌ها ریخته و جمع‌آوری می‌شود و در نهایت گاز تمیز و عاری از غبار از خروجی بگ‌هاوس خارج می‌شود.

در نهایت آلومینای فیلتر شده به بخش احیای آلومینا و تولید آلومینیوم بازگردانده می‌شود. در حال حاضر، بنا به آمار منتشر شده، مقدار بازدهی در چرخه بازیافت غبارها و جمع‌آوری آن‌ها برای واحدهای مختلف در رنجی بین ۹۸ تا ۹۹.۹۷ درصد متغیر است. غبارگیرهای تر مورد استفاده در صنعت آلومینیوم، چون از فشار کمتری برای غبارگیری استفاده می‌شود، عموما بازدهی کمتری نسبت به غبارگیرهای خشک دارد. در این نوع از غبارگیرها از رطوبت برای جذب ذرات ریز معلق در گاز خروجی و جداسازی آن‌ها استفاده می‌شود. این غبارگیرها به دلیل بازدهی پایینی که در مقابل غبارگیرهای خشک دارند، در صنعت آلومینیوم از رواج بسیار کمتری برخوردار هستند.

به طور متوسط هر واحد تولیدی ذوب آلومینیوم به‌ازای هر تن تولید آلومینیوم بین ۲۵ تا ۶۰ کیلوگرم غبار تولید می‌کند. غبار ایجاد شده در اثر فرآیند احیای آلومینا حدود ۷۵ درصد آلومینا و نزدیک به ۲۵ درصد حاوی ذرات فلوریدی است. بعد از انجام غبارگیری در مرحله اول، مقدار آلومینا به حدود ۴۰ درصد کاهش می‌یابد. با در نظر داشتن حداقل بازدهی غبارگیرها و حداقل غبار تولید شده به ازای هر تن آلومینیوم، می‌توان مقدار آلومینا و فلوریدهای جامد مورد استفاده در ترکیب الکترولیت بازیافت شده را تخمین زد.
استفاده از غبارگیر در گاز خروجی واحدهای ذوب آلومینیوم می‌تواند تا ۱۸.۵ کیلوگرم از آلومینای خارج شده با گاز خروجی را به چرخه تولید بازگرداند. با در نظر گرفتن هزینه اولیه نصب و راه‌اندازی بگ‌هاوس به مقدار ۷۰۰ هزار دلار و هزینه عملیاتی نزدیک به ۶۰ هزار دلار، سالانه به طور متوسط حدود ۱۳۰ هزار دلار هزینه بگ‌هاوس و غبارگیری می‌شود. ولی از آن‌جا که استفاده از غبارگیر برای یک واحد ۲۰۰ هزار تنی از آلومینیوم، سالانه بالغ بر ۳ هزار و ۷۰۰ تن آلومینا را وارد چرخه تولید دوباره می‌کند، علاوه بر محافظت از محیط زیست، سالانه موجب حدود یک میلیون و ۲۵۰هزار دلار صرفه‌جویی خواهد شد.

منبع: باشگاه آلومینیوم