Образование перфторуглеродов

В свете последних исследованийустановлено, что во время протекания анодного эффекта идетпереход от разряда на аноде только кислородсодержащих ионов ксовместному их разряду с фторсодержащими ионами, чтоприводит к выделению фтора. Процесс разряда ионов фтора идетпо следующей схеме:

4F^- + С → CF₄ + 4е; (10)

6F^- + 2С → C₂F₆ + 6е. (11)

При анодном эффекте в анодных газах содержится до 30% CF₄ и1—2% C₂F₆. Измерения, проведенные на заводах "Гидроалюминиум"(Норвегия), показали, что среднее содержание CF₄ на ваннахс ОА составляет 0,06, а на электролизерах ВТ — 0,8 кг/т Аl. Парниковый эффект от C₂F₆ выше, чем от CF₄, но вследствие малыхколичеств его влияние на общий парниковый эффект меньше, чем от CF₄. ПДК для CF₄ и C₂F₆ не установлены. Следу­ет иметь в виду, что, несмотря на незначительное количество этихперфторуглеродов, их влияние на парниковый эффект срав­нимо с действием диоксида углерода, так как CF₄ более чем в 1000 разсильнее воздействует на образование парникового эф­фекта, a C₂F₆— еще больше. Учитывая, что частотой анодных эффектов можно управлять, следует принимать эффективные меры к ихсокращению, так как не исключена возможность вве­денияплаты за возгоны этих соединений.

Образование SiF₄

Кремний попадает в электролит с глиноземом, фторидами и анодной массой (или анодами). Часть кремния переходит в алюминий, а часть разрушает электролит, уве­личивая расход фторидов.

3SiO₂ + 4Al = 2Аl₂О₃ + 3Si (в алюминии) (12)

и3SiO₂ + 4Na₃AlF₆ = 3SiF₄↑ + 12NaF + 2Аl₂О₃ (13)

Четырехфтористый кремний SiF₄ — бесцветный газ с удуш­ливым запахом, тяжелее воздуха, разлагается водой с образова­нием плавиковой и кремниевой кислот. Раздражает слизистую оболочку глаз, носа и дыхательных путей. Не исключена возмож­ность токсического действия, аналогичного воздействию фтори­стого водорода. ПДК для SiF₄ в воздухе рабочей зоны составляет 0,5, а воздухе населенных пунктов — 0,02 мг/м³. В связи с незна­чительным содержанием кремния в электролите SiF₄ образуется в небольших количествах.

Образование SO₂

Сера поступает в электролит с глиноземом, фторидами (в виде сульфатов) и с анодной массой (сульфиды). Сульфаты вступают в обменную реакцию с криолитом

3Na₂SO₄ + 2Na₃AlF₆ ↔A1₂(SO₄)₃ + 12NaF, (14)

в результате чего повышается криолитовое отношение электро­лита. Растворенный в электролите сульфат восстанавливается алюминием

3Na₂SO₄ + 8А1 ↔ 3Na₂S + 4А1₂О₃, (15)

что снижает выход по току. Образовавшийся сульфид переносит­ся к аноду и окисляется до серы, которая, в свою очередь, взаи­модействует с диоксидом углерода

S + 2СО₂ = SO₂↑ + 2CO. (16)

Выделяющийся сернистый газ SO₂ ухудшает условия труда, а при наличии серы в анодной массе на штырях образуется корка плохо проводящего сульфида железа FeS, что повышает потери энергии в аноде.

Сернистый газ SO₂— бесцветный газ с острым запахом, тя­желее воздуха, растворяется в воде. Оказывает общетоксическое, раздражающее и эмбриотоксическое действие, вредно влияет на растения. При контакте со слизистыми оболочками человека об­разует последовательно сернистую и серную кислоты, оказывает местное раздражающее действие, нарушая обменные процессы. При значительных концентрациях появляется сухой кашель, жжение и боль в горле, а при более длительном воздействии возможно поражение легких. ПДК в воздухе рабочей зоны составля­ет 10, а в воздухе населенных пунктов — 0,5 мг/м³.