Выплавка алюминия. Производство алюминия

В группу легких металлов, имеющих плотность меньше 5 г/см, входят Al, Mg, Ti, Be, Ca, В, Zn, К и др. Наибольшее промышленное применение из них имеют алюминий, магний, титан.

Алюминий является самым распространенным металлом в земной коре. Он преимущественно встречается в виде соединений с кислородом и кремнием алюмосиликатов. Для получения алюминия используют руды, богатые глиноземом AI2O3. Чаще всего применяют бокситы, в которых содержится, %: Аl 2 О 3 40-60, Fе 2 О 3 15-30, SiO 2 5-15, ТiO 2 2-4 и гидратной влаги 10-15.

На алюминиевом заводе постоянный ток течет по линии электролизных резервуаров, соединенных последовательно, которые являются нервным центром процесса. Хотя размер чанов варьируется от одного растения к другому, основной процесс остается тем же самым и является единственным методом производства алюминия на промышленном уровне. Этот процесс называется процессом Холла-Херульта в соответствии с названием его изобретателей.

Судно содержит электролитическую ванну из расплавленной соли, называемую «криолитной» ванной, в которую добавляют порошок оксида алюминия и растворяется с образованием раствора. Добавляют фторид алюминия для поддержания желаемого химического состава ванны.

Технологический процесс производства алюминия состоит из трех этапов: извлечение глинозема из алюминиевых руд, электролиз расплавленного глинозема с получением первичного алюминия и его рафинирование. Извлечение глинозема обычно производят щелочным способом, применяемым в двух вариантах: мокром (метод Байера) и сухом.

При мокром методе бокситы сушат, измельчают и загружают в герметические автоклавы с концентрированной щелочью, где выдерживают в течение 2-3 ч при температуре 150…250 °С и давлении до 3 МПа. При этом протекают реакции взаимодействия гидрооксида алюминия с едким натром:

Большие углеродные блоки, изготовленные из прокаленного нефтяного кокса и жидкой смолы каменного угля, окунаются и суспендируются в растворе и служат в качестве положительных электродов. Электрический ток течет в ванне, содержащей оксид алюминия, в растворе между углеродным анодом и катодом, который контактирует непосредственно с внутренними стенками резервуара. Затем ток проходит через анод следующего сосуда в серии. Когда электрический ток проходит через раствор, оксид алюминия отделяется от жидкого алюминия и кислорода.

Кислород потребляет углерод из анодных блоков, образуя выделяющийся углекислый газ. Жидкий алюминий, полученный способом, осаждается на дне бака электролиза, а газообразные побочные продукты поднимаются к поверхности резервуара. Алюминий удаляется со дна резервуара с помощью процесса, известного как сифонирование, и транспортируется на литейную установку в специальной литейной установке, где он обрабатывается сплавом. Затем его отливают в слитки, заготовки и другие продукты.

AI 2 O 3 + ЗН 2 О + 2NaOH=Na 2 O AI 2 O 3 + 4Н 2 О.

Раствор алюмината натрия Nа 2 О А1 2 О в виде горячей пульпы идет на дальнейшую переработку. Оксиды железа, титана и другие примеси, не растворяющиеся в щелочах, выпадают в осадок-шлам.

Кремнезем также взаимодействует со щелочью и образует силикат натрия: SiO 2 + 2NaOH = Na 2 O SiO 2 + 4Н 2 О, который, в свою очередь, взаимодействуя с алюминатом натрия, выпадает в осадок, образуя нерастворимое соединение Na 2 O· AI 2 O 3 ·2SiO 2 ·2Н 2 О.

В дополнение к диоксиду углерода процесс производства алюминия также производит выбросы фтористого водорода, чрезвычайно токсичного газа. Центры обработки газа захватывают выбросы фтористого водорода и рециркулируют его в виде фторида с оксидом алюминия, который используется в процессе электролиза. При ненормальных условиях эксплуатации, называемых «анодным эффектом», выделяются перфторуглеродные газы.

Этот процесс также является непрерывным процессом: невозможно легко остановить и перезапустить алюминиевый завод. Кроме того, если производство прерывается сбой питания более четырех часов, жидкая ванна в баках затвердевает, заставляя цистерны останавливаться. Когда танки «затвердевают» таким образом, единственный способ восстановить алюминий - это перезапустить завод. Алюминий - лат. Для этих свойств он нашел применение в отечественной и пищевой промышленности в качестве подходящего упаковочного материала.

Пульпа после фильтрации и разбавления водой сливается в отстойник, где из алюминатного раствора выпадает в осадок гидроксид алюминия:

Na 2 O· AI 2 O 3 + 4Н 2 О = 2NaOH + 2A1 (ОН) 3 .

Гидроксид алюминия фильтруют и прокаливают при температуре до 1200 °С в трубчатых вращающихся печах. В результате получается глинозем:

2А1(ОН) 3 = AI 2 O 3 + ЗН 2 О.

Вы не можете увидеть аллювию в магазинах, заменив их нержавеющей сталью. Алюминий надевается на возможную причину нескольких заболеваний, Альцгеймера, некоторые жесткие формы совместных коленей или какие-то предложения. Однако однозначные доказательства недоступны. Известно, однако, что для алюминием неуместно есть кислотные продукты и напитки в течение длительного времени.

Ни одна из доступных статистических данных не может сказать, сколько алюминия будет заканчиваться коммунальными отходами от каждого жителя Чешской Республики на ежедневной основе. Если мы хотим, чтобы общее количество квасцов, которое должно быть исключено из всего ИК во всем ИК, будет означать куб 16 метров. Даже ученик средней школы знает, что ведра из сплавов из сплавов очень энергоемкие. Кроме того, он несет в себе производство, как и любое другое, - удаление экологического мусора.

Сухой щелочной способ или способ спекания состоит в совместном прокаливании при температурах 1200…1300 °С смеси боксита, соды и извести, приводящем к образованию спека, в котором содержится водорастворимый алюминат натрия:

AI 2 O 3 + Nа 2 СО 3 =Na 2 O · AI 2 O 3 + СО 2 .

Известь расходуется на образование нерастворимого в воде силиката кальция СаО SiO2. Алюминат натрия выщелачивают из спека горячей водой и полученный раствор продувают углекислотой:

Можно ли собирать квасцы? Хотя выбор и повторное использование алюминия в виде более крупных изделий не проблема, а скорее наоборот: он востребован в каждой компании, занимающейся сбором сырья; с разрушением и повторным использованием тонкослойного оксида алюминия являются.

Даже если кто-то хочет избежать такого типа упаковки, который служит одним выстрелом, он не будет бояться: к сожалению, он не может купить основную еду без присутствия алюминия в его упаковке. Кроме того, в Чешской Республике есть компании, которые собирают и обрабатывают тонкий глинозем.

  • Оксид алюминия можно свести к минимуму, но не полностью.
  • Для большей суммы вы хотите сдаться, и похоже, что это не где.
  • Но это всего лишь шоу, чтобы отказаться от напитка во дворе.
Каковы возможности обработки тонкой пленки?

Na 2 O AI 2 O 3 + ЗН 2 О + СО 2 =2А1(ОН) 3 +Nа 2 СО 3 .

Осадок промывают и прокаливают, получая глинозем, как и в предыдущем способе.

Алюминий получают электролизом глинозема, растворенного в расплавленном криолите Na 3 AlF 6 . Этот метод был предложен в 1886 г. одновременно Ч.Холлом в США и П.Эру во Франции и применяется до сих пор почти без изменений. Криолит получают в результате взаимо­действия плавиковой кислоты HF с гидроксидом алюминия с последую­щей нейтрализацей содой:6HF + А1(ОН) 3 =Н 3 АlF 6 + ЗН 2 О;

Одним из возможных способов лечения является дробление, зачистка и окраска краски, производство алюминиевых порошков и гранул. Этот полуфабрикат затем используется в качестве восстановителя при производстве стали. Другой путь обработки - сжатие фузилл, которое затем позволяет переносить алюминиевый сплав или гранулы. Этот способ производства также вызывает: много дынь - в сочетании с цветными отпечатками - соединениями диоксинов, создаются артефакты, которые очень опасны для человека.

Вы можете попробовать купить в каждом из вторичного сырья. Вы также можете использовать водоочистные сооружения, которые находятся в большинстве городов для отвода осушенного глинозема. Здесь, если вам не платят за собранную сумму, может показаться, что квасцы не входят.

H 3 AIF 6 + ЗNа 2 СО 3 =2Na 3 AlF 6 + ЗН 2 О + СО 2 -

Электролиз осуществляют в алюминиевой ванне-электролизере, схема которого приведена на рис. 2.5.

Рис. 2.5. Схема электролизера для производства алюминия:

1 - катодные угольные бло­ки; 2 - огнеупорная футеровка; 3 - стальной кожух; 4 - угольные плиты; 5 - жидкий алюми­ний; 6 - металлические стержни с шинами; 7 - угольный анод; 8 - глинозем; 9 - жидкий элект­ролит; 10 - корка затвердевшего электролита; 11 - катодная токо-подводящая шина; 12 - фундамент

Чтобы отличить, действительно ли упаковка является глиноземной, мы можем помочь с магнитом, который вы подключили к сообщениям холодильника. Магниты различаются, изготовлены ли они из железа или алюминия. Это также поможет процессинговым компаниям, если вы сможете очистить упаковку от остатков продуктов питания и бумаги. Порицание Попробуйте ограничить количество всех конвертов, даже из квасцов. Тонкие гигантские водоросли собирают и собирают сборщики и процессоры.

Не бросайте фольги, прикрепленные к бумаге и пластику. или другие предметы в сочетании с железом или другими элементами. Выгода от сбора пакетов из сплавов В Интернете легко узнать, сколько энергии используется для производства квасцов. Затем вы можете взглянуть на него и вымыть воду. Боксит, из которого производится квасцы, должен где-то страдать - и этого достаточно. Хотя подслащивающая вода является источником, который по существу возобновляется и по-прежнему бесплатно в мире ветряных турбин! Например, вы должны использовать только воду. радуга из бачка или бочки.

Ванна имеет стальной кожух прямоугольной формы, а ее стену и подину изготавливают из угольных блоков, теплоизолированных шамотным кирпичом. В футеровку подины вмонтированы стальные катодные шины, благодаря чему угольный корпус ванны является катодом электролизера. Анодами служат самообжигающиеся, вертикально расположенные угольные электроды, погруженные в расплав. При электролизе аноды постепенно сгорают и перемещаются вниз. По мере сгорания они наращиваются сверху жидкой анодной массой, из которой при нагреве удаляются летучие и происходит ее коксование. Электролит нагревается до рабочей температуры 930-950 °С. Глинозем, расходуемый в процессе электролиза, периодически загружают в ванну сверху. Благодаря охлаждению воздухом на поверхности образуется корка электролита. На боковой поверхности ванны образуется затвердевающий слой электролита (гарнисаж), пре­дохраняющий футеровку от разрушения и теплоизолирующий ванну. При высокой температуре глинозем AI 2 O 3 , растворенный в электролите, диссоциирует на ионы: А1 2 О 3 =2А1 3+ + O 2- На поверхности угольной подины, являющейся катодом, ионы восстанавливаются до металла: 2Al 3+ +6e=2al

Энергия для производства переработанного алюминия составляет около 4-5% энергии «нового» алюминия. В противном случае предотвращение будет единственным - например, если вы не можете купить что-либо в баллонах из сплавов, как в упаковках тетрапака. Очевидно, что мы иногда не избавляемся от алюминиевых изделий, но мы можем значительно сократить наше потребление.

Единственное, что их связывает, это материал - это алюминий. Собранные там предметы собирались по тому же принципу, что и инструменты и оружие каменного века или бронзового века. Экспозиция алюминиевых предметов в Вашингтонском музее напоминает доисторическое сокровище.

По мере уменьшения содержания глинозема в электролите его периодически загружают в ванну электролизера. Жидкий алюминий скапливается на подине электролизера и периодически удаляется с помощью вакуумных ковшей.

Кислородные ионы разряжаются на угольном аноде: 3O 2- 6e= 3/2O 2 , окисляют анод, образуя СО и СО 2 , которые удаляются вентиляционными устройствами. Электролизные ванны соединяют последовательно в серии из 100-200 ванн.

В лабораторном масштабе, только в следующем году ученый Ганс Христиан Эрстед. Однако промышленное производство металлов появилось только через тридцать лет, когда электричество, необходимое для его производства, было широко распространено. В какой-то момент алюминий стал настолько обычным явлением, что к нему начали относиться с небольшим презрением, часто скрывая его под слоем лака. В 1970-е годы считалось, что эпоха алюминия подходит к концу. Был подвергнут критике энергоемкий и экологически вредный метод производства, и во многих областях конкуренция пришла ему в виде все более совершенных пластмасс.

Первичный алюминий, полученный в электролизной ванне, загрязнен примесями Si, Fe, неметаллическими включениями (AI 2 O 3 ,С), а также газами, преимущественно водородом. Для очистки алюминия его подвергают рафинированию либо хлорированием, либо электролитиче­ским способом.

Более чистый алюминий получают электролитическим рафинированием, где электролитом являются безводные хлористые и фтористые соли. В расплавленном электролите алюминий подвергают анодному растворению и электролизу. Электролитическим рафинированием получают алюминий чистотой до 99,996 %,потребляемый электрической, химической и пищевой промышленностью. Еще более чистый алюминий(99,9999 %)можно получить зонной плавкой. Этот способ дороже электролиза, мало производителен и применяется для изготовления

С рынка начали исчезать алюминиевые горшки, дверные ручки и монеты, и вышел сбор. И все же алюминий вернулся к изяществу. Они позаботились об экологии, новые ноги нашли замену пластика или других металлов. Были найдены новые приложения - от легкой конструкции, от мебели до спортивного и туристического оборудования. Алюминий был связан с высокотехнологичным дизайном и высококачественной продукцией.

С появлением алюминия его свойства пробудили среди людей страх и изумление. Это было особенно справедливо для легкости, что проще всего отличить от других обычно используемых металлов. В провидцах девятнадцатого века открытие алюминия позволило им мечтать о более легких металлах, использование которых принесло бы счастье всему человечеству. Кукловоды Болеслава Пруса говорят о легком металле, таком как салфетка и летательные аппараты, которые приведут к счастью границы, войны и человечество. Этот трезвый реалист когда-то обладал фантазией, для которой алюминий, вероятно, был вдохновением.

небольших количеств металла в тех случаях, когда необходима особая чистота, например для производства полупроводников.

Алюминий в чистом виде в природе не встречается, именно поэтому еще 200 лет назад человечество ничего не знало об этом металле. Метод получения алюминия при помощи электричества был разработан в 1886 году и применяется до сих пор. Вот как это происходит.

История, как обычно, сделала пародию на эти мечты. Но малый вес свойств является лишь одним из многих замечательных свойств нового металла, который считается пластичным, прост в обращении, коррозионно-стойким и идеальным проводником тепла и мощности. Конечно, алюминий имеет свои недостатки, но многие из них были устранены с использованием ножек, в основном из магния, меди, марганца, кремния и цинка. В зависимости от потребностей материал имеет прочность или температуру плавления, превышающую в несколько раз характеристики аналогового выхода.

ДОБЫЧА БОКСИТОВ

Производство алюминия начинается с добычи бокситов. Эта горная порода богата алюминием, который содержится в ней в форме гидрооксидов. Около 90% мировых запасов бокситов сосредоточены в тропическом поясе.

ПРОИЗВОДСТВО ГЛИНОЗЕМА

Боксит дробят, высушивают и размалывают в мельницах вместе с небольшим количеством воды. Образовавшуюся густую массу собирают в емкости и нагревают паром, чтобы отделить большую часть кремния, содержащегося в бокситах.

Алюминий также оказался превосходным в различных технологических процессах. Вы можете отливать, разрезать, пробивать, рулон или железо легче, чем многие другие металлы. Он также подходит для вторичной обработки. Сварка, даже в последнее время довольно хлопотная, сегодня представляет собой промышленную технологию, а также соединение алюминиевых компонентов. Наиболее важным недостатком алюминия по-прежнему является высокая стоимость, особенно в отношении цены на сталь, которая во многих продуктах может быть успешно заменена.

Тем не менее, количество применений алюминия постоянно растет, и после 120 лет производства этот материал продолжает показывать нам новые возможности. Эти фитинги мало отличались от деталей латуни, используемых в то время, но они были символом технологических инноваций. Дизайнеры модернизма обратили внимание прежде всего на структурные особенности алюминия, которые способствовали массовому производству, которые не ссорились вообще с акцентом на привлекательную текстуру или цвет. Были выделены их выдающиеся черты и простая форма.

Руду загружают в автоклав и обрабатывают щелочью – едким натром. В получившейся щелочной раствор из руды переходит практически весь оксид алюминия, а все посторонние примеси формируют твердый осадок - красный шлам.

Раствор алюмината натрия несколько суток перемешивают в декомпозерах, в результате чего в осадок выпадает чистый глинозем – Al 2 O 3 .

ЭЛЕКТРОЛИЗ АЛЮМИНИЯ

На алюминиевом заводе глинозем засыпают в ванны с расплавленным криолитом при температуре 950 ⁰С. Через раствор пропускают электрический ток силой до 400 кА и выше – он разрывает связь между атомами алюминия и кислорода, в результате металл в жидкой форме собирается на дне ванны.



ПЕРВИЧНЫЙ АЛЮМИНИЙ

Первичный алюминий отливается в слитки и отправляется потребителям, а также используется
для дальнейшего производства алюминиевых сплавов для различных целей.

АЛЮМИНИЕВЫЕ СПЛАВЫ

Литейные алюминиевые сплавы служат для получения готовых изделий путем отливки металла в формы. При этом необходимых свойств от сплава добиваются добавлением к нему различных добавок: кремния, меди и магния. Из таких сплавов, например, производят детали автомобильных и авиационных двигателей или колесные диски.

Благодаря высокой пластичности алюминий легко прокатывается в тончайшие листы. Для этих целей соответствующие алюминиевые сплавы выливают в прямоугольные бруски, достигающие 9 метров в длину и более. Из них производят алюминиевую фольгу и банки для напитков, а также детали автомобильных кузовов и многое другое.

Путем экструзии – получения нужной формы продавливанием размягченного металла через формовое отверстие – сегодня изготавливается большинство изделий из алюминия: от оправы очков или корпуса телефона, до фюзеляжа самолета или космического корабля.



ПЕРЕРАБОТКА АЛЮМИНИЯ

В отличие от железа алюминий не подвержен коррозии, поэтому изделия из него можно переплавлять и использовать металл бесконечное количество раз. При этом переработка алюминия требует всего 5% энергии, затраченной на изготовление алюминия впервые.

процесс
производства

Производство алюминия включает
несколько этапов

Алюминий в чистом виде в природе не встречается, именно поэтому еще 200 лет назад человечество ничего не знало об этом металле. Метод получения алюминия при помощи электричества был разработан в 1886 году и применяется до сих пор. Вот как это происходит.

Добыча бокситов

ДОБЫЧА БОКСИТОВ

Производство алюминия начинается с добычи бокситов. Эта горная порода богата алюминием, который содержится в ней в форме гидрооксидов. Около 90% мировых запасов бокситов сосредоточены в тропическом поясе.

Дробление

ПРОИЗВОДСТВО ГЛИНОЗЕМА

Боксит дробят, высушивают и размалывают в мельницах вместе с небольшим количеством воды. Образовавшуюся густую массу собирают в емкости и нагревают паром, чтобы отделить большую часть кремния, содержащегося в бокситах.

Выщелачивание

Руду загружают в автоклав и обрабатывают щелочью – едким натром. В получившейся щелочной раствор из руды переходит практически весь оксид алюминия, а все посторонние примеси формируют твердый осадок - красный шлам.

Декомпозиция

Раствор алюмината натрия несколько суток перемешивают в декомпозерах, в результате чего в осадок выпадает чистый глинозем – Al 2 O 3 .

Электролиз

ЭЛЕКТРОЛИЗ АЛЮМИНИЯ

На алюминиевом заводе глинозем засыпают в ванны с расплавленным криолитом при температуре 950 ⁰С. Через раствор пропускают электрический ток силой до 400 кА и выше – он разрывает связь между атомами алюминия и кислорода, в результате металл в жидкой форме собирается на дне ванны.