Aluminiu în abundența sa în natură este al doilea numai la oxigen și siliciu. Clark aluminiu este de 8,05, ceea ce în termeni de AliO3 este de 15%. În consecință, resursele naturale ale aluminiului sunt teoretic inepuizabile. Datorită activității chimice ridicate, se găsește în natură numai sub formă de compuși chimici. Este cunoscut
250 de minerale conținând aluminiu. Cele mai frecvente în natură sunt compușii de aluminiu cu oxigen.
Cele mai importante minereuri de aluminiu sunt acum bauxitele care conțin aluminiu sub formă de alumină hidratată Al2O3 • H2O, precum și neferine și alunite. Pe termen lung, este posibil să se utilizeze aluminosilicați fără alcaline (cyanite, argile, kaoline) și câteva deșeuri industriale - soluții cu conținut ridicat de alumină, zguri și steril din îmbogățirea cărbunelui.
Din minereurile de aluminiu, de regulă, alumina este izolată mai întâi - oxidul de aluminiu tehnic, din care se obține apoi aluminiul metalic. Nu toate pietrele sunt potrivite pentru producerea de alumină. Posibilitatea utilizării de roci care conțin aluminiu ca materii prime pentru producerea aluminiului este determinată de considerente tehnice și economice, luând în considerare aplicabilitatea metodelor cunoscute de prelucrare.
Bauxitul este minereul cel mai utilizat în industria aluminiului. În străinătate, aproape toate aluminiul este produs din minereuri de bauxită. În țara noastră, nepheline și alunite sunt, de asemenea, utilizate pentru producția de aluminiu.
Bauxitul este o rocă constând în principal din oxizi hidrați de aluminiu, fier, siliciu, titan și alte elemente. Aluminiul din bauxită poate fi prezent sub formă de minerale diaspore sau boehmite (Al2O3 • H2O) sau hidrargilit (Al2O3 • 3H20).
Bauxita poate fi de asemenea prezente calciu și magneziu carbonați, sulf, fosfor, crom și cantități mici de compuși de oligoelemente :. Vanadiul, galiu, zirconiu, niobiu, etc. In total, bauxitei este detectat membru 42.
În aparență, bauxitele sunt similare cu lutul. Ele pot avea diferite culori și nuanțe - de la alb la roșu închis. Densitatea bauxitului, în funcție de porozitatea sa, variază de la 1200 la 3500 kg / m2.
Conform compoziției mineralogice următoarelor tipuri de bauxită: superficial (corindon), monohidrat (boehmit și diasporovye) trehvodnye (gidrargillitovye) și se amestecă. De obicei, în bauxită există simultan două minerale care conțin alumină.
Producția electrolitică a aluminiului
Produsul de pornire pentru producerea de aluminiu prin electroliză este alumina pură, obținută din bauxite care conțin Al2O3 "65%.
Cea mai obișnuită metodă de obținere a aluminei este sinterizarea bauxitei la temperaturi ridicate cu sodă și calcar.
Produsul rezultat care conține aluminat de sodiu, după leșiere cu apă sub formă de soluție de aluminat, este descompus de dioxid de carbon pentru a elibera aluminiu. În timp ce se calcinează din urmă, se obține alumină, adecvată pentru electroliză.
Procesul de obținere a aluminiului într-o baie de electroliză se reduce la următoarele. Constant care trece curent electric prin electrolit - criolit topit (3NaF-AIF3 sau Na3AlFe) și dizolvat în acesta A1203 alumină le podderzhizaet în stare topită și în același timp, se descompune electrolitica alumină. Aluminiul rezultat este colectat pe fundul băii servind ca un catod. Astfel, în baie există două straturi de lichid - stratul de aluminiu și stratul electrolitic, în care anodul este parțial coborât.
În procesul de lucru pe pereții laterali ai băii datorită electroliților, se formează un craniu. Pe suprafața deschisă a băii, electrolitul formează o crustă tare pe care alumina este alimentată din recipiente. Dacă este necesar, crusta este ruptă și alumina intră în electrolit. "Arderea" (consumul) anodului are loc datorită eliberării de oxigen pe acesta, care oxidează carbonul la CO și CO2.
Aluminiu este scos din baie cu o sifon sau o ladă de vid prin gaura străpunsă în crusta electrolitului.
Carcasa unei băi rectangulare din tablă este fixată la fundație cu șuruburi de ancorare. Partea inferioară a băii și pereții laterali sunt căptușite cu cărămizi de sticlă. Pe căptușeala de fund a fundului, este aplicat un strat de masă carbonică pe care sunt instalate blocurile de căldură preîncălzite de cărbune comprimate.
Curentul electric este furnizat blocurilor carbonice de fund (catozi) cu ajutorul barelor de oțel. Pentru a asigura un contact fiabil, decalajul dintre blocuri și tijele de oțel este umplut cu fontă. Legăturile dintre blocuri sunt umplute cu o masă carbonată încălzită la 70-80 ° C. Pereții laterali ai băii sunt aproape de zidaria de cărămidă căptușită cu plăci de carbon. Adâncimea băii de la șanț până la partea superioară a căptușelii pereților este de 0,4-0,5 m.
Continuu Soderberg anod este un capac dreptunghiular realizat din foi de aluminiu, care sunt încărcate periodic masa anodului la cald constând din calcinată la o temperatură de 1300 ° C, fără a avea acces petrol aer sau amenzi smoală de cocs (reziduuri solide după distilarea petrolului sau gudron de cărbune) și smoală (gudron de cărbune distilat cu o temperatură de înmuiere de 45-60 ° C).
Masa anodului de încărcare în partea superioară a acestuia este în stare de aluat și, pe măsură ce se scufunde datorită căldurii generate de baie, se transformă într-un monolit solid solid.
Pentru a preveni încărcarea încărcăturii prin masa anodică, carcasa de aluminiu este închisă într-un cadru metalic, de-a lungul căruia anodul se deplasează în jos, ca și pe ghidaje. Curentul electric către anod este furnizat prin intermediul anvelopelor din aluminiu, prin anvelope flexibile și bolțuri de oțel care sunt blocate în corpul anodului.
Pinii sunt marcați în patru rânduri de 16-25 de bucăți. în fiecare rând. Pe măsură ce anodul este coborât, acestea sunt rearanjate de jos în sus. Există o unitate specială constând dintr-un mecanism de ridicare montat pe cadrul fix, frânghiile la care este atașat cadrul anod și Ushkov montat pe cadru și servesc pentru a capta pini cu ciocanul în corpul anod pentru a ridica și coborî anod. Cadrul se sprijină pe un cuptor coloană, buncăr sunt montate, din care alumina este furnizat în cuptor și o perdea ușă metalică care acoperă cada pe toate laturile.
Pentru a purifica aluminiu din impurități și gaze nemetalice, precum și din sodiu, magneziu și calciu, se curăță cu clor la o temperatură de 700 ° C în cuptoare electrice și se apără.
Puritatea aluminiu după o astfel de curățare este de la 99,5 la 99,85%.
Aluminiu de înaltă puritate este obținut prin electroliză, topirea zonei și distilarea.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: