Alüminium, alüminium istehsalı: texnologiya, proses və təsviri

Aluminum dünyada ən çox istifadə materialların biri etmək funksiyalar bir çox var. Bu geniş metallar arasında ilk sırada iştirak təbiətdə bölüşdürülür. Onun istehsalı ilə çətinliklər olmamalıdır ki, görünür. Amma metalların yüksək kimyəvi fəaliyyəti görüşmək və təmiz vermədi ki, gətirib çıxarır - bu intensiv, çətin bahalı və enerji.

istehsalı üçün xammal

olan xammal alüminium var? , Bahalı və uneconomic onu olan bütün minerallar Alüminium məhsulları. 50% ola boksit, onu çıxarış alüminium oksidləri və yerin böyük kütlələrin səthində birbaşa təhvil.

Bu alüminium filizi olduqca mürəkkəb kimyəvi tərkibi var. Onlar 2 50%, titan (10%) intervalında dəmir oksid 20% ola bilər çəkisi, silicas ilə 30-70% -i məbləğində alüminium ehtiva edir.

Aluminas və bu alüminium hidroksidləri, zımpara və kaolinit ibarətdir.

Bu yaxınlarda alüminium natrium də təşkil polad nephelines, kalium oksid, silisium və alunit hazırlanmış.

təmiz alüminium 1 ton istehsalı üçün öz növbəsində, boksit təxminən 4,5 ton hazırlanmış, alüminium, təxminən iki ton lazımdır.

boksit

Dünyada boksit Limited ehtiyatları. zəngin yataqları ilə bütün yeddi rayonun dünyanın ətrafında. Aralıq dənizi və Rusiya Cənubi Amerika, Jamaica, Karib, Avstraliya, Hindistan, Çin, Yunanıstan və Türkiyədə Afrika, Braziliya, Venesuela və Suriname Bu Qvineya.

boksit zəngin yataqları var ölkələrdə, inkişaf edə bilər və alüminium istehsalı. Leninqrad rayonunun rayonlarının birində Ural, Altay və Krasnoyarsk ərazilərində rus boksit mina, nepheline - Kola yarımadasında.

UC Rusal məxsus zəngin yataqları Rusiya daxil şirkətdir. Bu Rio Tinto (Avstraliya-İngiltərə), Kanada Alcan və CVRD ilə qurdu nəhəngləri izləyir. Dördüncü yerdə də böyük alüminium istehsalçıları var Çin, onda ABŞ-Avstraliya korporasiyası Alcoa olan Chalco şirkətdir.

istehsal mənşəyi

Danimarka fizik Oersted 1825-ci ildə azad formada ilk alüminium ayırıb. kimyəvi reaksiya ilə reallaşdı alüminium xlorid metal kalium istifadə Wohler iki il sonra yerinə olan, və kalium amalgam Alman kimyaçı.

Kalium - bahalı material, lakin istifadə kalium natrium qodu yerinə alüminium fransız St. Clair Deville 1854 sənaye istehsalında, element əhəmiyyətli dərəcədə ucuz və ikiqat davamlı alüminium xlorid və natrium edir.

Rus alimi NN Beketov göyərmiş cryolite maqnezium olan alüminium yerini bilər. eyni əsrin eighties ilk alüminium çuqunəridən haqqında almanlar tərəfindən istifadə edilən kimyəvi reaksiya var. kimyəvi əldə edilib əsr XVIII ikinci yarısında təxminən 20 ton saf metal deməkdir. Bu, çox bahalı alüminium idi.

elektroliz ilə alüminium istehsal həm Hall və fransız Heroult prosesi bu üsul təsisçiləri Amerika alim demək olar ki, eyni şikayəti patent applications zaman, 1886-cı ildə çıxdı. Onlar göyərmiş cryolite ilə alüminium həll təklif və sonra alüminium əldə etmək elektroliz.

Bu əsr sənayesinin ən böyük qollarından biri çox olmuşdur alüminium sənayesi başladı.

istehsal texnologiyası əsas mərhələləri

Ümumiyyətlə, alüminium istehsal texnologiyası yaranandan bəri dəyişməyib.

proses üç mərhələdən ibarətdir. ₂ O ₃ alüminium oksid Əl - ilk alüminium filizi və ya alüminium əldə nephelines olub boksit _On.

Sonra sənaye alüminium hidroksid bəzi məqsədlər üçün qeyri-kafi 99,5% -i təmizlik ilə təcrid olunur.

Buna görə də, son mərhələyə alüminium emal olunur. Alüminium istehsal 99.99% öz təmizləmə tamamlanır.

əldə alüminium

filizləri alüminium əldə üç yolu var:

- turşu;

- Elektrolitik;

- qələvi.

Sonuncu metodu - ən ümumi, geri eyni XVIII əsrdə inkişaf etmiş, lakin ildən dəfələrlə yenidən işlənmiş və əhəmiyyətli dərəcədə təkmilləşdirilmiş yüksək dərəcəli boksit emalı üçün istifadə olunur var. Belə ki, 85% alüminium haqqında əldə edilir.

XÜLASƏ qələvi üsul onlar alüminium hidroksid daxil zaman alüminium həlləri yüksək sürətlə ayrılmaq edir. qalan həll alüminium buraxılması üçün istifadə daha yüksək 170 ° C temperaturda və reaksiya sonra buxarlanan edilmişdir;

100 ° C aluminate həlli bütün yuyulur - First Bauxite artıq aşağı temperaturda bir qələvi məhlulu ilə qarışdırılır olan formalaşır əzik və torpaq kaustik əhəng dəyirmanlar və sonra 250 ° C, onun kimyəvi və natrium aluminate parçalanma qədər temperaturda bir avtoklav da lil ayrılmış xüsusi konsistensiya. Sonra onun tənəzzül var. Həll fasiləsiz qımzanma üçün qarışdırıcı toxum bərk alüminium hidroksid əlavə edildi daxil tərkibi ilə konteyner filtreler vasitəsilə vurulub.

hydrocyclones və vakuum filtreler bir hissəsini toxum material kimi geri, alüminium hidroksid təsis hissəsi susuzlaşdırma gedir. hidroksid ayrılması sonra qalan filtrate də boksit növbəti batch qələviləşdirmə üçün dövriyyəsi qaytarır.

temperaturda bir fırlanan soba susuzlaşdırma prosesi (dehidratasiya) hidroksid qədər 1300 ° C

alüminium iki ton elektrik 8.4 kWh istehlak.

Onun ərimə temperaturu 2050 ° C Strong kimyəvi mürəkkəb, bu alüminium deyil. qabaqda Aluminum istehsalı.

alüminium elektroliz

elektroliz üçün əsas avadanlıq karbon blokları ilə astarlı xüsusi hamam var. onun elektrik zərbələrə. karbon anodlar batırılır hamam təmiz oksigen və forma oksidləri ulgleroda qazı və dioksid təsisi combusted olunur. Hamam və ya onlar adlanır mütəxəssislər kimi elektrilizery, bir sıra formalaşdırılması, sıra elektrik dövrəsinin daxil edilir. Bu halda cari intensivlik 150 min amperes edir.

Anodlar iki növ ola bilər: Coal kimin kütləvi Söderberg ton daha çox və yüksək temperaturda elektroliz ərzində bişməmiş olunur alüminium sheath kömür briketlər ibarət ola bilər böyük blokları atəşə tutublar.

Tools mobil gərginlik adətən ətrafında 5 volt edir. Bu nəzərə budaqlı şəbəkə oksid və qaçılmaz zərər parçalanması üçün zəruri gərginlik davam edir.

cryolite-based göyərmiş alüminium həll From göyərmiş metal, elektrolit duz kömür əsas hamamı haqqında yatırılır daha ağır. Bu vaxtaşırı azad.

alüminium istehsal prosesi böyük elektrik enerjisi istehlak tələb edir. alüminium olan alüminium bir ton əldə edilməsi üçün, elektrik DC haqqında 13,500 kWh sərf etmək lazımdır. Buna görə də, iri sənaye mərkəzlərinin yaradılması üçün bir şərt güclü elektrik stansiyasının yanında işləmək üçün.

alüminium emalı

ən məşhur metodu - üç qat elektroliz. O, həmçinin maqnezit ilə astarlı kömür ocağı ilə elektroliz vannaları yer tutur. prosesində özü anod təmizlənir göyərmiş metal kimi xidmət edir. Bu keçirici ocaq alt qatında yerləşir. anod qatı elektrolit hopur Pure alüminium, bu qədər aydın və katod kimi xidmət edir. cari bir qrafit elektrod vasitəsilə ona verilir.

aralıq qat elektrolit - təmiz və ya natrium xlorid və barium əlavə və ya alüminium fluoride edir. Bu 800 ° C temperatur qızdırılır.

Enerji sərfi üç qat emalı zamanı metal kq 20 kWh, yəni bir ton 20 min KW * h lazımdır. metal heç bir istehsal kimi, alüminium elektrik enerjisi mənbəyi, və yaxınlığında böyük elektrik stansiyası yalnız tələb niyə ki, var.

çox kiçik miqdarda nəfis alüminium dəmir, silisium, mis, sink, titan və maqnezium var.

emalı sonra alüminium əmtəəlik məhsulları emal olunur. Bu külçə və tel və hesabatı, və külçə.

ayırma məhsulları möhkəm precipitate kimi, deoxidation üçün istifadə olunur, hissəsində, emalı ilə əldə və qələvi həlli şəklində qismən uzatmaq.

Tamamilə təmiz alüminium bir inert qaz və ya vakuum bir sonrakı zona ərimə metal istehsal olunur. A gözəl xüsusiyyət cryogenic temperaturda yüksək keçiricilik edir.

orta xammal Recycling

Alüminium ümumi tələbatın dörddə xammal təkrar qarşılanır. məhsulların təkrar kif tökmə axır.

ərəfəsində soba sıralanır Pre-ərinmiş xammal. Bu misal, nikel və dəmir alüminium daha yüksək ərimə nöqtəsi olan metallar var. xlor və ya azot təmizləmə ilə göyərmiş alüminium müxtəlif qeyri-metal inclusions rədd çünki.

Daha eriyebilir metal çirkləri dopants maqnezium, sink, və ya civə və azad çıxarılıb. Maqnezium xlor əriməsi silinir.

müəyyən bir tökmə yüngül alüminium göyərmiş alüminium tərkibi ilə müəyyən edilir aşqarların təqdim əldə.

alüminium istehsal mərkəzləri

geridə ikinci yerdə tərk ilk sırada Çinin alüminium istehlakı baxımından ABŞ və üçüncü yerdə Almaniya sahibi var.

Çin - bir ölkə və bu sahədə aparıcı geniş fərqlə alüminium istehsalı.

Çin istisna olmaqla on ildə, Rusiya, Kanada, BƏƏ, Hindistan, ABŞ, Avstraliya, Norveç, Braziliya və Bəhreyn var.

alüminium və alüminium istehsal rus inhisarçı birləşdirilir şirkət RUSAL. Bu il ərzində alüminium 4 milyon tona qədər istehsal və yetmiş ölkələrdə öz məhsullarını ixrac edir və on yeddi ölkəsində beş qitədə edir.

Amerika şirkəti Alcoa Rusiyada iki metallurgiya zavodları var.

Çin ən böyük alüminium istehsalçısı - şirkətin Chalco. xarici rəqiblərin fərqli olaraq, onun bütün aktivləri ev ölkədə cəmlənmişdir.

Norveç şirkətinin Norsk Hydro of Hydro Aluminum bölmə Norveç, Almaniya, Slovakiya, Kanada və Avstraliya alüminium smelters malikdir.

Avstraliya BHP Billiton Avstraliya, Cənubi Afrika və Cənubi Amerikada alüminium istehsal malikdir.

bəlkə də ən irimiqyaslı istehsal - Bəhreyn Alba (Aluminum Bahrain BSC) təşkil edir. Dünyada istehsal olunan "qanadlı" metal ümumi həcminin çox 2% alır Aluminum istehsalçısıdır.

Belə ki, cəmlənməsi, biz əsas alüminium istehsalçıları boksit ehtiyatları beynəlxalq şirkətlər var ki, demək olar. Və yalnız enerji aparan proses cryolite, karbon anod pastası və karbon anod, cathode, astarlı materialları, və alüminium və polad əsas komponentidir saf metal müvafiq electrolytic istehsalı daxildir alüminium filizi istehsal fluorides olan alüminium əldə ibarətdir.