Alyuminiy, alyuminiy ishlab chiqarish: texnologiya, jarayon va tavsifi

Alyuminiy u dunyoda eng ko'p foydalaniladigan materiallar biri qilish xususiyatlari bir poda bor. Bu keng metallar orasida birinchi o'rinni egallab, tabiatda tarqalgan. Bu uning ishlab chiqarish bilan qiyinchiliklar bo'lmasligi kerak, deb tuyuladi. Lekin metallar yuqori kimyoviy faolligi u javob, va sof ishlab chiqarish emas, balki olib keladi - bu intensiv, qiyin qimmat va energiya.

ishlab chiqarish uchun xomashyo

Qaysi xomashyo alyuminiy? , Qimmat va foydasiz uni o'z ichiga olgan barcha minerallar alyuminiy ishlab chiqarish. 50% gacha o'z ichiga boksit, uni chiqarib alyuminiy oksidi va yer katta ommaga yuzasida bevosita topshiriladi.

Bu alyuminiy ruda ancha murakkab kimyoviy tarkibini bor. Ular 2 50%, titan (10%) gacha bo'lgan, temir oksidi 20% bo'lishi mumkin og'irligi, Silis tomonidan 30-70% miqdoriga, alümina o'z ichiga oladi.

Aluminas, va bu alumina gidroksidi, korindon va kaolinit iborat.

Yaqinda alumina natriy ham o'z ichiga oladi po'lat nephelines, kaliy oksidi, söz, va Alunit tayyorlangan.

sof alyuminiy 1 tonna ishlab chiqarish uchun o'z navbatida, boksit, taxminan 4,5 tonna tayyorlangan, alümina, taxminan ikki tonna kerak.

boksit

dunyoda, boksit Limited zaxiralari. boy konlari bilan barcha yettita tumanda butun dunyo bo'ylab. O'rta er dengizi va Rossiyaga Janubiy Amerika, Yamayka, Vest-Indiya, Avstraliya, Hindiston, Xitoy, Yunoniston va Turkiyada Afrika, Braziliya, Venesuela va Surinam U Gvineya.

boksit boy konlari bor mamlakatlarda ishlab mumkin va alyuminiy ishlab chiqarish. Leningrad viloyati tumanlarida birida Ural, Oltoy va Krasnoyarsk hududlarda Rossiya boksit konlari, nefelin - Peninsula haqida.

Uch Rusal qarashli boy konlari Rossiya birlashgan kompaniya hisoblanadi. Bu Rio Tinto (Avstraliya-Buyuk Britaniya), kanadalik olchoq va CVRD bilan jamoa bo'ldi gigantlar tomonidan ta'qib qilinadi. To'rtinchi o'rinda ham yirik alyuminiy ishlab chiqaruvchi Xitoy, keyin AQSh-Avstraliya korporatsiyasi Alcoa, dan Chalco kompaniya hisoblanadi.

ishlab chiqarish kelib chiqishi

Daniya fizigi ersted 1825 yilda erkin shaklda birinchi alyuminiy ajratilgan. kimyoviy reaktsiya bilan bo'lib o'tdi alyuminiy xlorid metall kaliy yordamida Wöhler ikki yil o'tib, o'rniga qaysi, va kaliy amalgamı nemis Kimyogar.

Kaliy - qimmat moddiy, ammo ishlatiladigan kaliy natriy godu o'rniga alyuminiy fransuz Sit Clair DEVILLE 1854 sanoat ishlab chiqarish, element sezilarli darajada arzon va ikki chidamli alyuminiy xlorid va natriy bo'lgan.

Rossiya olimi NN Beketov erigan cryolite magniy, alyuminiy ko'chirmoq mumkin. Shu asrning oxirida sakson yoshda birinchi alyuminiy eritish zavodiga kuni nemislar tomonidan ishlatiladigan kimyoviy reaksiyalarning. kimyoviy olingan asr XVIII ikkinchi yarmida qariyb 20 tonna sof metall anglatadi. Bu juda qimmat alyuminiy edi.

elektroliz qilish usuli bilan alyuminiy ishlab chiqarish, ham zalida va fransuz Heroult jarayoni bilan bu usul asoschilari Amerika olimi deyarli bir xil topshirilgan patent ilovalar bo'lganingda, 1886 yilda paydo. Ular erigan cryolite yilda alyuminiy eritish uchun taklif va keyin alyuminiy olish uchun elektroliz.

Shu bilan bir asr sanoati eng yirik tarmoqlaridan biri ko'proq aylangan alyuminiy sanoati boshladi.

ishlab chiqarish texnologiyasi asosiy bosqichlari

Umuman, alyuminiy ishlab chiqarish texnologiyasi yaratish beri o'zgargani yo'q.

jarayoni uch bosqichdan iborat. ₂ O ₃ alyuminiy oksidi Al - birinchi alyuminiy rudasini yoki alumina olingan nephelines yo'qmi boksit _to'g'risida.

So'ngra, sanoat alyuminiy gidroksid, ba'zi maqsadlar uchun etarli bo'lgan 99,5% bir poklik bilan xavfsiz holatga qilinadi.

Shuning uchun, so'nggi bosqichida alyuminiy Qayta qilingan. Alyuminiy ishlab chiqarish 99,99% uchun o'z tozalash yakunlandi.

olish alumina

rudalardan alyuminiy olish uch yo'li bor:

- kislota;

- Electrolytic;

- ishqoriy.

ikkinchisi usuli - eng keng tarqalgan, qaytib shu XVIII asrda ishlab chiqilgan, ammo beri qayta-qayta qayta ko'rib chiqildi va sezilarli darajada yaxshilandi, qiyalik, boksit qayta ishlash uchun ishlatiladi qildi. Shunday qilib 85% alüminden haqida olinadi.

XULOSA ishqor usuli, ular alyuminiy gidroksidi joriy qilinsa alyuminiy echimlar yuqori tezlikda parchalab, deb. Qolgan hal alüminden tarqatib yuborish uchun ishlatiladigan yana bir yuqori haqida 170 ° C haroratda va reaktsiya keyin quyultirilgan edi;

100 ° C aluminat solüsyonu barcha yuviladi - Birinchi Boksit allaqachon quyi haroratda ishqoriy eritmasi bilan suyultiriladi, qaysi shakllanadi ezilgan va zamin kaustik ohak bilan tegirmonda va keyin 250 ° C, uning kimyoviy va natriy alüminat parchalanishi gacha haroratda otoklav loy ajratilgan maxsus quyuqlashtirgichlar. So'ngra uning buzilishi bor. Qaroringiz uzluksiz aralashtirib uchun aralashtirish urug 'qattiq alyuminiy gidroksidi qo'shildi ichiga tarkibi bilan bir idishda filtrlar orqali shimib edi.

Hydrocyclones va vakuum filtrlar qismi urug' material sifatida qaytariladi, alyuminiy gidroksid ajratilgan va bir qismi kalsinasyonu uchun ketadi. gidroksid bo'linishi keyin qolgan süzüntü, shuningdek, boksit keyingi partiyasi yuvish uchun ayirboshlash qaytadi.

haroratlarda qaytib, o'choq ichida kalsinasyon jarayoni (suvsizlantirish) gidroksid yuqoriga 1300 ° S gacha

alümin ikki tonna uchun elektr 8,4 kVt iste'mol.

Kimning erish harorati 2050 ° C kuchli kimyoviy, aralash, alyuminiy emas. oldinga alyuminiy ishlab chiqarish.

alüminden elektroliz

elektroliz uchun asosiy uskunalar uglerod bloklari bilan qoplangan, maxsus hammom bor. uning elektr olinishiga. uglerod Anotlar botiriladi Vanna sof kislorod va shakl oksidi ulgleroda oksidi va dioksid ajratish yonib bitadi. Hammomlar yoki ular chaqirdi mutaxassislar bo'lib elektrilizery, bir qator shakllantirish, ketma-ket elektr davri kiritilgan. Bu holda, joriy tezlik 150 ming Amper hisoblanadi.

Anotlar ikki turdagi bo'lishi mumkin: ko'mir kimning ommaviy Söderberg tonna kattaroq bo'lishi va yuqori haroratlarda elektroliz vaqtida sinterlenmiĢ alyuminiy g'ilofga ko'mir briketi, iborat bo'lishi mumkin katta bloklari, otilgan.

Asboblar Uyali kuchlanish odatda atrofida 5 sarma hisoblanadi. Bu hisobga bir tarvaqaylab tarmog'ida oksidi va muqarrar zarar parchalanish uchun zarur kuchlanish oladi.

cryolite asoslangan erigan alumina erigan boshlab erigan metall, elektrolitlar, tuz ko'mir asos hammomida o'tkaziladi og'irroq bo'ladi. Bu vaqti-vaqti bilan evakuatsiya.

alyuminiy ishlab chiqarish jarayoni katta Elektr energiyasi sarfini talab qiladi. alyuminiy alyuminiy bir tonna olish uchun, u elektr shahar haqida 13.500 kVt sarflash kerak. Shuning uchun, yirik sanoat markazlari tashkil etish uchun yana bir sharti kuchli elektr stansiyasini yonida ishlash.

alyuminiy qayta ishlash

eng taniqli usuli - uch-qatlam elektroliz. Bu, shuningdek, magnezit astarli ko'mir kamin bilan elektroliz hammom bo'lib o'tadi. jarayonida o'zi ham anod tozalanadi eritilgan metall, bo'lib xizmat qilmoqda. Bu Supero'tkazuvchilar o'choqdan ustida pastki qatlami joylashgan. anod qatlami elektrolitlar kirib eriydi Pure alyuminiy, u tushunib va katod sifatida xizmat qilmoqda. joriy grafit elektrod orqali unga taqdim etiladi.

oraliq qatlam elektrolitlar - sof yoki natriy xloridning va bariy qo'shilishi bilan yoki alyuminiy ftorid hisoblanadi. Bu 800 ° C haroratda isitiladi.

Energiya iste'moli , uch-qatlam qayta ishlash paytida metalldan kg boshiga 20 kVt, ya'ni, bir tonna 20 ming kVt * H kerak bo'ladi. metall hech ishlab chiqarish, alyuminiy elektr energiyasi manbai va atrofidagi katta elektr stantsiyasi nafaqat talab nima uchun, o'sha.

juda kichik miqdorda tozalangan alyuminiy, temir, kremniy, mis, rux, titan va magniy o'z ichiga oladi.

qayta ishlash so'ng, alyuminiy tovar mahsulotlarning qayta ishlanadi. Bu metall va sim va bir lavha va külçeler.

segregatsiya mahsulotlar mustahkam çökelti sifatida, deoksidasyon uchun ishlatiladi, bir qismi, qayta ishlash yo'li bilan olingan va ishqor eritmasi shaklida qisman kengaytirish.

Juda sof alyuminiy bir inert gaz yoki vakuum bir keyingi zonasi erish metall ishlab chiqarilmoqda. A ajoyib xususiyati kriogen haroratda uning yuqori o'tkazuvchanlik hisoblanadi.

ikkilamchi xomashyo qayta ishlash

alyuminiy uchun umumiy talabning chorak xomashyo qayta ishlash qolurlar. mahsulotlar qayta ishlanuvchi bo'lib, borini oqadi.

ostona o'choqqa tartiblashtiriladi Pre-eritilgan xomashyo. Unda misol, nikel va temir uchun alyuminiy ko'ra, yuqori erish nuqtasi, ega bo'lgan metallar kiradi. xlor va azot poklik bilan erigan alyuminiy turli noruda kamchiliklar olib tashlanadi, chunki.

Qo'shimcha eriydigan metall aralashmalar nazorat-moddasida magniy, rux, yoki simob va evakuatsiya chiqariladi. Magniy xlor eritmalar olib tashlandi.

oldindan belgilangan tashlash qotishma erigan alyuminiy tarkibi bilan belgilanadi qo'shimchalarni kiritish bilan olingan.

alyuminiy ishlab chiqarish markazlari

juda ortda ikkinchi joyda qoldirib, birinchi o'rinni Xitoyning alyuminiy iste'moli nuqtai nazaridan, AQSh va uchinchi o'rin Germaniya sohibi.

Xitoy - bir mamlakat va shu sohada qo'rg'oshin keng farqi bilan alyuminiy ishlab chiqarish.

Xitoy tashqari birinchi o'n yilda, Rossiya, Kanada, Birlashgan Arab Amirliklari, Hindiston, AQSh, Avstraliya, Norvegiya, Braziliya va Bahrayn bo'ladi.

alümin va alyuminiy ishlab chiqarish Rossiya monopolist birlashtirilgan kompaniya RUSAL. Bu yiliga alyuminiy 4 million tonnagacha ishlab chiqaradi va yetmish mamlakatlarda o'z mahsulotlarini eksport va o'n yetti mamlakatlarda besh qit'ada mavjud.

Amerika kompaniyasi Alcoa Rossiyada ikkita metallurgiya zavodi egasi.

Xitoyda eng yirik alyuminiy ishlab chiqaruvchi - kompaniya Chalco. xorijiy raqobatchilar farqli o'laroq, uning aktivlari barcha uy mamlakatda jamlangan.

Norvegiya kompaniyasi O'zbek shioriga Hydro alyuminiy bo'limi Norvegiya, Germaniya, Slovakiya, Kanada va Avstraliyada alyuminiy priborlar egalik qiladi.

Avstraliya BHP Billiton Avstraliya, Janubiy Afrika va Janubiy Amerikada alyuminiy ishlab chiqarish egalik qiladi.

Ehtimol, eng keng ko'lamli ishlab chiqarish - Bahrayn Alba (alyuminiy Bahrayn BSC) hisoblanadi. dunyoda ishlab chiqarilgan "qanotli" metall umumiy hajmining ortiq 2% oladi alyuminiy ishlab chiqaruvchi.

Shunday qilib, sarhisob, biz asosiy alyuminiy ishlab chiqaruvchilar, boksit zaxiralari bilan xalqaro kompaniyalar, deb aytish mumkin. Va faqat energiya iste'mol jarayoni cryolite, uglerod anod pasta va uglerod Anote, katot, ichki qoplama materiallari va alyuminiy va po'lat asosiy tarkibiy qismi hisoblanadi sof metall to'g'ri elektrolitik ishlab chiqarishni o'z ichiga oladi alyuminiy ruda ishlab chiqarish ftoridlar, dan alyuminiy olish iborat.