Produkcja przemysłowa aluminium. Wielka encyklopedia ropy i gazu. Dziedzina działalności (technologia), do której należy opisywany wynalazek

WYNALAZEK
Patent Federacji Rosyjskiej RU2529264

Dziedzina działalności (technologia), do której należy opisywany wynalazek

Wynalazek dotyczy metalurgii metali nieżelaznych, w szczególności wytwarzania aluminium z metalurgicznego tlenku glinu.

DOKŁADNY OPIS WYNALAZKU

Znana metoda przemysłowa Eru-Hall - elektroliza stopionego kriolitu-tlenku glinu, w wyniku której powstaje całe pierwotne aluminium [Mincis M.Ya. Elektrometalurgia aluminium / M.Ya. Mintsis, P.V. Poliakow, G.A. Sirazutdinow. Nowosybirsk: Nauka. 2001. 368 s.]. Pomimo długiego okresu stosowania tej technologii ma ona szereg wad: niska sprawność energetyczna 40-50%; wysokie zużycie energii (13-17 kWh/kg Al); zanieczyszczenie środowiska; wysokie koszty materiałów i robocizny.

Znany jest ulepszony sposób wytwarzania aluminium przy użyciu technologii Eru-Hall (patent US 6126799, publikacja 03/10/2000), w którym stosuje się go z elektrodami metalowymi pokrytymi tlenkiem ceramicznym mającym przewodnictwo jonów tlenu. Podczas elektrolizy z taką anodą jony tlenu przechodzą przez warstwę tlenku i są wyładowywane na metalowej podstawie. Z wyjątkiem metali szlachetnych nie znaleziono żadnego metalu nadającego się do zastosowania jako obojętna anoda, a jako podstawę do stworzenia metalowej anody obojętnej wybrano stop żelazo-nikiel (Fe-Ni) według patentu US 5006209 i brąz aluminiowy materiał.

Główną wadą anod metalowych jest ich szybka rozpuszczalność w stopie kriolit-tlenek glinu oraz zanieczyszczenie pierwotnego aluminium. Warstewki tlenków powstające na powierzchni elektrody metalowej w wyniku korozji zwiększają opór elektryczny na powierzchni elektrody. Bezpieczeństwo warstwy można zapewnić jedynie przy wysokiej aktywności jonów tlenu (O 2-) w warstwie elektrolitu przy anodzie, co jest szczególnie trudne do osiągnięcia w niskich (700-900°C) temperaturach, gdy rozpuszczalność tlenku glinu jest niska, a aktywność jonów tlenu zmienia się dramatycznie. Z kolei obniżenie temperatury elektrolitu ze względu na drogie dodatki modyfikujące jest niezbędne do zmniejszenia rozpuszczalności warstwy tlenkowej anody.

Znany jest ulepszony sposób wytwarzania aluminium (patent US 3960678, publikacja 08/01/1976) z anodami z tlenkami półprzewodnikowymi o przewodności elektronowej i tlenem uwalnianym bezpośrednio na powierzchni tlenku. Najbardziej rozpowszechnione w tej grupie są anody na bazie ferrytów niklu (NiFe 2 O 4), opracowane przez firmę Alcoa, oraz tlenku cyny (SnO 2), proponowanego do badań. Główną zaletą ceramiki jest jej niska rozpuszczalność w stopie kriolit-tlenek glinu.

Główną wadą jest niska żywotność anod, a przemysłowe zastosowanie ceramiki jest utrudnione przez niską wytrzymałość mechaniczną masywnych próbek, zwłaszcza w wysokich temperaturach, oraz złożoność wytwarzania niezawodnych styków przewodzących prąd. Stanowi wielkie niebezpieczeństwo i możliwość redukcji tlenków do metalu rozpuszczonym aluminium w przypadku zatrzymania.

Z alternatywne sposoby znane metody karbotermicznej redukcji aluminium z jego tlenku, badania prowadzone przez firmy Alcan, Pechiney, Hydroaluminum. Największy postęp w rozwoju metody karbotermicznej (patent RU 2301842 C2, opublikowany 27 czerwca 2007 r.) osiągnięto w wyniku wspólnych prac Alcoa i Elcem. Piec do redukcji karbotermicznej używany do produkcji aluminium wykorzystuje pustą płytę przegrodową do podawania materiału węglowego do strumienia przepływającego pod spodem. Przegroda ta oddziela strefę reakcji o niskiej temperaturze, w której tlenek glinu reaguje z węglem z wytworzeniem węglika glinu, oraz strefę reakcji o wysokiej temperaturze, w której węglik glinu i pozostały tlenek glinu reagują z wytworzeniem glinu i tlenku węgla. REZULTAT: wynalazek zapewnia możliwość doprowadzenia do reaktora dodatkowego materiału zawierającego węgiel i jego równomiernego rozprowadzenia, możliwość wyeliminowania miejscowego przegrzania kąpieli żużlowej oraz ograniczenia przenoszenia aluminium.

Główne wady związane z procesem karbotermicznym to ograniczony wybór materiałów odpornych na ciekły oksywęglik i gazy w temperaturach do 2100°C, trudność w skutecznym kontrolowaniu i utrzymaniu wysokiej temperatury pracy, niemożność zapewnienia czystości metalu z powodu zanieczyszczeń w koksie naftowym i niepełnej dekarbonizacji powstałego aluminium.

Znana metoda chlorkowa do produkcji aluminium (patent US 3893899, publikacja 08.07.1975). Wykorzystuje AlCl 3 jako surowiec, rozpuszczony w stopionych chlorkach metali alkalicznych. Proces można prowadzić w niskich temperaturach elektrolizy (~700 ° C). Zaletami tej metody są wysokie gęstości prądu, ponieważ w stopie znajduje się tylko jeden rodzaj anionów, które mogą ulec utlenieniu na anodzie, brak utleniania chlorem anod węglowych, co czyni je niezdatnymi do użytku.

Wady metody obejmują konieczność wytwarzania i transportu czystego odwodnionego AlCl3. Zawartość tlenków i wodorotlenków musi być niska, aby uniknąć utleniania elektrod grafitowych i gromadzenia się szlamu tlenochlorków, które są słabo rozpuszczalne w elektrolicie chlorkowym. Wysokie ciśnienia cząstkowe par różnych składników elektrolitu, dlatego wymagane jest oczyszczenie chloru uwalnianego podczas elektrolizy z oparów elektrolitu i zawrócenie uwięzionych chlorków do elektrolizera. Najskuteczniejszą próbę wdrożenia tego procesu podjęła firma Alcoa. Pomimo wysokiej wydajności (ok. 13 t Al/dobę) dla jednego elektrolizera i niskiego jednostkowego zużycia energii (ok. 9 kWh/kg Al, nie licząc zużycia energii na proces chlorowania), metoda ta ma kilka zawiłości. problemy techniczne, które nadal wykluczają jego komercyjne wykorzystanie.

Znana jest alternatywna produkcja aluminium z jego siarczku (patent NL 20080202939, publikacja 28.08.2008). Ponadto z tlenku glinu otrzymuje się bezwodny siarczek glinu o wysokiej czystości elektrolitycznie rozkłada się na glin i siarkę w kąpieli wielobiegunowej. Przy wydajności prądowej 90% jednostkowe zużycie energii wyniesie tylko 5,24 kWh/kg Al.

Główną wadą jest konieczność produkcji i stworzenia oddzielnego etapu technologicznego w celu uzyskania bardzo czystego Al 2 S 3, co powoduje, że technologia jest niemożliwa do zrealizowania przemysłowo, a także złożoność samego urządzenia.

Znany sposób wytwarzania aluminium metodą elektrolizy stopu (patent RU 2415973 C2, publikacja 10.04.2011). Metoda obejmuje elektrolizę stopionego KF-NaF-AlF 3 z dodatkami Al 2 O 3 w temperaturze elektrolitu 700-900°C i utrzymywanie stosunku kriolitu (KF+NaF)/AlF 3 od 1,1 do 1,9. Elektrolizę prowadzi się przy gęstości prądu anodowego nie większej niż 1,0 A/cm2 i gęstości prądu katodowego nie większej niż 0,9 A/cm2. Zapewnia wzrost produktywności przy jednoczesnym zmniejszeniu jednostkowego zużycia energii i taniej znany sposób elektrolityczna produkcja aluminium i niska szybkość korozji materiałów elektrodowych, w szczególności obojętnych anod. Temperatura elektrolizy przy ich stosowaniu nie przekracza 150°C, co zmniejsza wymagania dotyczące materiałów ogniwa, dostosowując skład elektrolitu oraz zmniejsza obciążenie środowiska dla środowiska.

Wadą tej metody jest wysoki koszt elektrolitu, brak możliwości bezpośredniego wykorzystania tlenku glinu jako surowca, niskie gęstości prądu obniżają konkurencyjność ekonomiczną procesu. Jony potasu biorące udział w procesie elektrolizy znacznie obniżają wartość wydajności prądowej.

Znana przyjęta jako prototypowa metoda ekstrakcji metali z katalizatorów zawierających metal na bazie tlenków glinu lub krzemu w piecach plazmowych (patent RU 2075526, op. - ogrzewanie łukowe w temperaturze 1600-1650°C przez dostarczenie środka redukującego zawierającego węgiel i żelazo, a następnie przedmuchiwanie powstałego stopu gazem obojętnym.

Wadą metody ekstrakcji jest niszczenie elektrod w wysokich temperaturach topnienia łuku elektrycznego. Oddziaływanie pyłu węglowego i fragmentów z ciekłym metalem prowadzi do wystąpienia odwrotnych reakcji termicznych z powstawaniem węglików. Proces jest energochłonny i nieopłacalny ekonomicznie, wymaga stosowania drogich materiałów ogniotrwałych do wykładania. Aby wydobyć metal, wymagane jest całkowite opróżnienie pieca i tymczasowe zatrzymanie procesu.

Rezultatem technicznym proponowanej metody jest uproszczenie dotychczasowego sposobu wytwarzania aluminium oraz obniżenie kosztów materiałowych i energetycznych jego wytwarzania przy wysokich wskaźnikach techniczno-ekonomicznych procesu oraz przyjazności dla środowiska.

Wynik techniczny uzyskuje się dzięki temu, że aluminium uzyskuje się przez topienie stale dostarczanego tlenku glinu w stopie ciekłego elektrokorundu podczas nagrzewania łukiem plazmowym w reaktorze w zakresie temperatur 1300-1500°C ze stopniem próżni 1,1-1,3 10 -4 Pa, po czym następuje osadzanie pierwotnego aluminium na powierzchni elektrokorundu w komorze elektrostrącania poprzez przepuszczenie przez stopiony materiał prądu stałego o natężeniu 150-200 A i jego rafinację. Gdy to ciekłe aluminium osadza się i zbiera na powierzchni elektrokorundu w temperaturze 850-900°C.

Istotę proponowanej metody ilustruje rys.1.

W przestrzeni reakcyjnej pieca wysokotemperaturowego z węglowym układem grzewczym i termoizolacyjnym, który posiada podwójny korpus chłodzony wodą 1, wytwarzana jest próżnia do ciśnienia resztkowych gazów ochronnych 100-150 Pa za pomocą jednoczesnego działanie dyfuzyjnej pompy próżniowej 3 i pompy próżni wstępnej 4. Tlenek glinu jest ładowany na powierzchnię stopionego materiału za pomocą dozownika 2. Następnie tlenek glinu jest równomiernie ogrzewany aż do uzyskania białego stopionego elektrokorundu. Do ogrzewania i topienia części tlenku glinu łuk plazmowy palnika plazmowego 5 jest używany przy prądzie stałym o „prostej polaryzacji”. Warunek konieczny Stabilność łuku elektrycznego to obecność źródła zasilania o specjalnych właściwościach. Powstały stop wypełnia komorę elektroprecypitacji 6, przepływając przez przegrodę 7. Pierwotne aluminium osadza się na powierzchni elektrokorundu przez przepuszczenie przez stop prądu stałego o natężeniu 150-200 A za pomocą anody węglowo-grafitowej 8 i katody 9. Ciekłe aluminium 10 znajduje się na powierzchni stopu, działając jako katoda, gdy obliczony poziom zostanie osiągnięty przez system bramkowania, za pomocą górnego odpływu 11 jest przesyłany do komory rafinacyjnej 12 w celu oczyszczenia.

Najbardziej racjonalna metoda wydobycia z punktu widzenia obrabianego obiektu metalowe aluminium z tlenku glinu jest ogrzewanie łukiem plazmowym. W tym przypadku, w zastrzeżonych warunkach, tlenek glinu jest stopem białego elektrokorundu. Temperatura topnienia tlenku glinu w stopniu odgazowania - 1,1-1,3,10-4 PA zostaje obniżona do 1300-1500°C. Powstały stop elektrokorundu przepływa zgodnie z zasadą naczynia łączącego do komory elektrostrącania przez rozdzielającą przegrodę membranową. Gdy prąd elektryczny przepływa przez stopiony materiał na granicy faz w komorze, następuje elektrochemiczna redukcja jonów z utworzeniem aluminium.

W szczelinie międzyelektrodowej tlenek glinu jest stopem składającym się z tlenku glinu w stanie amorficznym, o rozwiniętej wewnętrzna powierzchnia które adsorbują aniony O 2 i kationy Al 3+ na elektrodach. Od góry na powierzchni katody zachodzi reakcja redukcji aluminium Al 3+ -3e=Al, a na anodzie powstaje tlen cząsteczkowy O2-2e=O2, który jest transportowany w górę powierzchni katody.

Ciekły metal znajduje się na powierzchni wytopu o temperaturze 850-900°C, ponieważ ma gęstość 2,30-2,35 g/cm3, a gęstość wytopu białego elektrokorundu wynosi 3,70-3,95 g/cm3. Aluminium przepływa przez otwór przelewowy do komory rafineryjnej wraz ze wzrostem poziomu.

Przykład wdrożenia rozwiązania technicznego

100 kg tlenku glinu gatunku G00 załadowano do przestrzeni reakcyjnej elektrycznego pieca próżniowego. W wyniku przerobu uzyskano 52,7 kg ciekłego aluminium klasy A5, co odpowiada współczynnikowi jednostkowego zużycia tlenku glinu 1895 kg/t Al według reakcji rozkładu. Jak wynika z analizy otrzymanych wyników, najlepszą wydajność uzyskuje się utrzymując temperaturę stopu na poziomie 1430-1450°C, przy szybkości dostarczania tlenku glinu na powierzchnię stopu w strefie topienia 5 kg/sek.

Zaproponowana metoda z powodzeniem rozwiązuje problem złożonej ekonomicznej obróbki tlenku glinu hutniczego w celu wydobycia aluminium, zmniejszenia zużycia materiałów i energii elektrycznej oraz zapewnienia wymagań środowiskowych dla procesu.

Prawo

1. Sposób wytwarzania aluminium, obejmujący przetwarzanie tlenku glinu przez topienie z zastosowaniem nagrzewania łukowo-plazmowego, charakteryzujący się tym, że stale napływający tlenek glinu topi się w stopie ciekłego elektrokorundu podczas nagrzewania łukiem plazmowym w reaktorze w zakresie temperatur 1300 -1500 °C ze stopniem próżni 1,1-1,3·10 -4 Pa, a następnie osadzał aluminium pierwotne na powierzchni elektrokorundu w komorze elektrostrącania przepuszczając przez stop prąd stały 150-200 A i rafinowany w komorze rafinacyjnej.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ciekłe aluminium osadza się i zbiera na powierzchni elektrokorundu w temperaturze 850-900°C.

Imię i nazwisko wynalazcy: Bazhin Vladimir Yuryevich (RU), Feshchenko Roman Yuryevich (RU), Patrin Roman Konstantinovich (RU), Vlasov Alexander Anatolyevich (RU)
Imię i nazwisko właściciela patentu: budżet państwa federalnego instytucja edukacyjna wyższy kształcenie zawodowe„Narodowy Uniwersytet Minerałów i Surowców Górny” (RU)

Zamknięte

Gość_alum_* 23 wrz 2007

W garażu lub pomieszczenie gospodarcze możesz wyprodukować własne aluminium w dowolnej ilości.

Proponuję samemu zająć się produkcją aluminium.
Jak się okazało, wydobycie aluminium z gliny tą technologią to prosta procedura, którą można przeprowadzić w domu. Ale bardziej celowe jest korzystanie z garażu lub lokalu niemieszkalnego.

Niezbędne warunki do pracy:

dostępność energii elektrycznej 220 woltów, 1,5 kW.

transport w celu dostarczenia gliny i wywiezienia odpadów.

Metal otrzymany tą metodą ma postać spiekanych brył, nie różni się właściwości fizyczne z aluminium wydobywanego w tradycyjny sposób.

Od lat 90. aktywnie skupowano metale nieżelazne. Co więcej, dostawa metalu jest tak aktywna, że ​​obecnie nie ma praktycznie nic do sprzedania.

Aluminium, w przeciwieństwie do innych metali, zawarte jest w glinie w ilości od 40 do 60%.

Glinki najbogatsze w aluminium to boksyty. Zawartość glinu w nich wynosi do 70%, ale każda glina zawiera wystarczającą ilość glinu, aby wydobyć z niej metal. Od 10 kg. glina obrobiona w specjalny sposób, wydobywa się (minimum) 4 kg. aluminium.

W ten sposób w zwykłym miejskim garażu udaje mi się wyprodukować w 1 dzień roboczy

180-200 kg. metal.

Koszty transportu: Transportuję glinę w workach samochodem Niva z kamieniołomu do garażu o wadze 500 kg każdy.

4 litry benzyny x 17 rubli = 68 rubli.

Do gliny dodaje się kolejny obowiązkowy składnik, którego koszt to 30 rubli. za kilogram.

Zużycie 1 kg. składnik na 10 kg. glina.

10 kg. składnik x 30 rubli. = 300 rubli.

Dziesięć kilogramów składnika wystarczy do przetworzenia stu kilogramów gliny.

10kg. składnik + 100 kg. glina = 40 kg. aluminium

1 kg. aluminium kosztuje 30 rubli. (do 55 rubli przy sprzedaży metalu przedsiębiorstwom).

40 kg. metal x 30 rubli. = 1200 rubli.

1200 rubli. - 300 rubli. (wydatki) \u003d 900 rubli. ( zysk netto od 100 kg. glina).

W dzień przy kompaktowym sprzęcie, który można umieścić w standardowym garażu, można przerobić 500 kg. glina

Łącznie 200 kg metalu = 6000 rubli. dziennie - składnik 50 kg (1500 rubli) + benzyna 68 rubli.

6000 rubli - 1568 rubli = 4432 rubli Przez cały dzień.

Guest_Winky_* 02 paź 2007

Myślę, że to kwas solny. Ale ciekawe, jaki sprzęt jest używany. Proces jest złożony i energochłonny. Jeśli to możliwe, więcej informacji.

31 października 2007 r.

I jest możliwe bardziej szczegółowo, jaki rodzaj dodatku. komponent, jaki sprzęt jest używany i gdzie można go kupić.

tak, to wszystko bzdury. Kupowanie aluminium w domu jest absurdem. Spróbuj go najpierw stopić. I nie może być komponentu. Umieść elektrolizer w domu - cóż, co najmniej podstację 10 kV, a następnie spadek do 3-5 V. Siła prądu wzrośnie nierealistycznie. Jakie okablowanie domowe wytrzyma? Owszem, w starożytności podejmowano próby zdobycia grama liczonego. Do którego głowa została odkręcona. Pytanie brzmi jak?
- Ale na próżno spalona biblioteka w Aleksandrii... Szkoda...

Guest_napTu3aH_* 07 lis 2007

ciekawa propozycja, ale co to za składnik?

ale problem polega na tym, że jest zawarty w glinkach na poziomie molekularnym, tj. nie wyciągniesz go stamtąd żadnym chemicznym, fizycznym sposobem, jak komuś się uda i dadzą mu NOBLA...

Gdyby to była prawda, towarzysz nie napisałby, że przecina NIVA i nosi 500 kg każdy, ale już by coś zarobił za więcej ...

07 listopada 2007 r.

Pracuję dla firmy wydobywczej.
Tak, rzeczywiście zawartość glinu w glinkach, jak wspomniano powyżej, mamy jeszcze więcej, bo aż 87%,
ale problem polega na tym, że jest zawarty w glinkach na poziomie molekularnym, tj. bez chemicznego, fizycznego
w żaden sposób go stamtąd nie wyciągniesz, jak komuś się uda i dadzą mu NOBLA...

Gdyby to była prawda, towarzysz nie napisałby, że przecina NIVA i nosi 500 kg każdy, ale już by zarobił
na coś więcej...

A tak przy okazji, odpowiedzialność karna może i boleśnie przyjść za nielegalne użytkowanie podglebia….
(więc myślę, że to oszustwo...)

tylko elektroliza. Ale jak zorganizować IT w domu? Podejrzewam, że ludzie chcieli wybić pieniądze na element, który nie istnieje. A może po prostu, jak noblista-prafesar.
:-)

29 paź 2008

Technologia produkcji aluminium

Jak pozyskuje się aluminium?

Aluminium jest wszędzie - zawiera go dwieście pięćdziesiąt minerałów. Ale nie z jakiegokolwiek minerału, nie z jakiejkolwiek gliny, opłaca się go wydobywać. Jeśli jedna dziesiąta gliny to aluminium, nie powinieneś się bawić. Wypuszczenie go jest zbyt drogie. Ale jeśli z dwóch kilogramów gliny można uzyskać kilogram aluminium w połączeniu z tlenem - to inna sprawa. Są takie gliny (czasem kamienie) bogate w aluminium. A w naszym kraju mamy ich bardzo dużo. Nazywają się BOXITES.

Przede wszystkim tlenek glinu musi być pozyskiwany z boksytów. Tlenek glinu ma inną nazwę - tlenek glinu.

Znasz niektóre rodzaje tlenku glinu. Na przykład szmergiel, który czyści noże. Są to ziarna niezwykle twardego kamienia - korundu. Służy do ostrzenia narzędzi stalowych, noży. Korund to tlenek glinu, tlenek glinu.

Wydobywanie tlenku glinu z boksytu to złożona i długa praca. Przeprowadzany jest w sklepach chemicznych zakładów aluminium. Ale wydobycie tlenku glinu to tylko połowa sukcesu. Aby uzyskać aluminium, tlen musi również zostać usunięty z tlenku glinu. W tym celu stopiony tlenek glinu wlewa się do kąpieli grafitowych i przepuszcza przez niego dużą siłę. Elektryczność. Potrzeba dużo. Dlatego fabryki do produkcji aluminium są zawsze budowane w pobliżu potężnych elektrowni.

Jedna bardzo wątpliwa legenda mówi, że pewnego razu do rzymskiego cesarza Tyberiusza (42 pne - 37 ne) przybył człowiek z metalową, niezniszczalną misą. Materiał miski został rzekomo uzyskany z tlenku glinu (Al2O3) i dlatego musiał być wykonany z aluminium. Obawiając się, że taki metal zrobiony z gliny może zdewaluować złoto i srebro, Tyberiusz na wszelki wypadek kazał odciąć głowę mężczyźnie. Oczywiście trudno w tę historię uwierzyć: rodzime aluminium nie występuje w przyrodzie, a w czasach Cesarstwa Rzymskiego nie było środków technicznych, które pozwoliłyby na wydobycie aluminium z jego związków.

Pod względem rozpowszechnienia w przyrodzie aluminium zajmuje pierwsze miejsce wśród metali; jego zawartość w skorupa Ziemska wynosi 7,45%. Jednak pomimo szerokiego rozpowszechnienia w przyrodzie, aluminium późny XIX wiek należał do liczby metali rzadkich. W czystej postaci aluminium nie występuje ze względu na jego wysoką aktywność chemiczną. Występuje głównie w postaci związków z tlenem i krzemem – glinokrzemianów.

Tylko skały bogate w tlenek glinu (Al2O3) i osadzone w dużych masach na powierzchni ziemi mogą służyć jako rudy aluminium. Do skał tych należą boksyty, nefeliny - (Na, K)2O? Al2O 3 ? 2SiO2, ałunity - (Na, K) 2SO4 ? Al2(SO4)3? 4Al(OH)3 i kaoliny (glinki), skaleń (ortoklaz) - K2O ? Al2O3? 6SiO2.

Główną rudą do produkcji aluminium jest boksyt. Zawierają glin w postaci wodorotlenków Al(OH), AlOOH, korundu Al2O3 oraz kaolinitu Al2O3? 2SiO2? 2H2O. Skład chemiczny boksyt jest złożony: 28-70% tlenku glinu; 0,5-20% krzemionki; 2-50% tlenku żelaza; 0,1-10% tlenku tytanu. W ostatnie czasy nefelin i ałunit zaczęto używać jako rudy.

Duże złoża boksytów znajdują się na Uralu, w okręgu Tichwińskim w regionie Leningradu, w regionach Ałtaju i Krasnojarska.

Nefelin (K ≈ Na2O ≈ Al2O3 ≈ 2SiO2) jest częścią skał apatytowo-nefelinowych (na Półwyspie Kolskim).
Po raz pierwszy w postaci wolnej glin został wyizolowany w 1825 r. przez duńskiego fizyka Oersteda poprzez działanie amalgamatu potasu na chlorek glinu. W 1827 r. niemiecki chemik Wöhler udoskonalił metodę Oersteda, zastępując amalgamat potasu metalicznym potasem: AlCl3 + 3K > 3KCl + Al (reakcja przebiega z wydzieleniem ciepła).
Schemat produkcji tlenku glinu metodą Bayera

W 1854 r. Sainte-Clair Deville we Francji jako pierwsza zastosowała metodę Wehlera dla produkcja przemysłowa aluminium, stosując tańszy sód zamiast potasu, a zamiast higroskopijnego chlorku glinu - bardziej odporny podwójny chlorek glinu i sodu. W 1865 roku rosyjski fizykochemik N. N. Beketov wykazał możliwość zastąpienia aluminium magnezem ze stopionego kriolitu. Ta reakcja została wykorzystana w 1888 roku do produkcji aluminium w pierwszej niemieckiej fabryce w Gmelingen. Produkcję aluminium tymi tak zwanymi „chemicznymi” metodami prowadzono w latach 1854-1890. W ciągu 35 lat przy użyciu tych metod uzyskano łącznie około 20 ton aluminium.

Pod koniec lat 80. ubiegłego wieku metody chemiczne zastąpiły metodę elektrolityczną, co pozwoliło drastycznie obniżyć koszty aluminium i stworzyło warunki do szybkiego rozwoju przemysłu aluminiowego. W 1886 roku twórcy nowoczesnej elektrolitycznej metody produkcji aluminium, Héroult we Francji i Hall w USA, niezależnie złożyli prawie podobne wnioski patentowe dotyczące metody wytwarzania aluminium przez elektrolizę tlenku glinu rozpuszczonego w stopionym kriolicie. Od czasu pojawienia się patentów Héroult i Hall rozpoczął się nowoczesny przemysł aluminiowy, który w ciągu ponad 115 lat swojego istnienia wyrósł na jedną z największych gałęzi metalurgii.

Proces technologiczny otrzymywania aluminium składa się z trzech głównych etapów:

jeden). Otrzymywanie tlenku glinu (Al2O3) z rud aluminium;

2). Otrzymywanie aluminium z tlenku glinu;

3). rafinacja aluminium.

Pozyskiwanie tlenku glinu z rud.

Tlenek glinu pozyskiwany jest na trzy sposoby: zasadowy, kwaśny i elektrolityczny. Najpopularniejsza jest metoda alkaliczna (metoda K. I. Bayera, opracowana w Rosji pod koniec ubiegłego wieku i stosowana do przetwarzania wysokogatunkowego boksytu z niewielką ilością (do 5-6%) krzemionki). Odkąd wdrożenie techniczne został znacznie ulepszony. Schemat produkcji tlenku glinu metodą Bayera pokazano na ryc. jeden.

Istota metody polega na tym, że roztwory glinu szybko rozkładają się po wprowadzeniu do nich wodorotlenku glinu, a roztwór pozostały z rozkładu po jego odparowaniu w warunkach intensywnego mieszania w temperaturze 169-170 ° C może ponownie rozpuścić tlenek glinu zawarty w boksytach. Ta metoda składa się z następujących głównych operacji:

jeden). Przygotowanie boksytu polegające na jego kruszeniu i mieleniu w młynach; młyny są dostarczane z boksytem, ​​kaustycznymi alkaliami i nie duża liczba wapno, które poprawia uwalnianie Al2O3; uzyskana miazga jest podawana do ługowania;

2). Ługowanie boksytu (ostatnio stosowane dotychczas okrągłe bloki autoklawowe zostały częściowo zastąpione przez autoklawy rurowe, w których ługowanie następuje w temperaturze 230-250 °C (500-520 K), co polega na jego chemicznym rozkładzie w wyniku oddziaływania z roztwór wodny zasady; hydraty tlenku glinu podczas interakcji z alkaliami przechodzą do roztworu w postaci glinianu sodu:

AlOOH+NaOH → NaAlO2+H2O

Al(OH)3+NaOH → NaAlO2+2H2O;

SiO2+2NaOH → Na2SiO3+H2O;

w roztworze glinian sodu i krzemian sodu tworzą nierozpuszczalny glinokrzemian sodu; tlenki tytanu i żelaza przechodzą do nierozpuszczalnej pozostałości, nadając pozostałości czerwony kolor; ta pozostałość nazywana jest czerwonym błotem. Po zakończeniu rozpuszczania uzyskany glinian sodu rozcieńcza się wodnym roztworem zasady, obniżając temperaturę o 100°C;

3). Oddzielenie roztworu glinianu od czerwonego szlamu, zwykle przeprowadzane przez mycie w specjalnych zagęszczaczach; w wyniku tego czerwone błoto osiada, a roztwór glinianu jest spuszczany, a następnie filtrowany (klarowany). W ograniczonych ilościach szlam stosuje się np. jako dodatek do cementu. W zależności od gatunku boksytu, 0,6-1,0 tony czerwonego szlamu (suchej pozostałości) na 1 tonę uzyskanego tlenku glinu;

cztery). Rozkład roztworu glinianu. Jest filtrowany i pompowany do dużych pojemników z mieszadłami (rozkładnikami). Wodorotlenek glinu Al(OH)3 ekstrahuje się z przesyconego roztworu po ochłodzeniu do 60°C (330 K) i ciągłym mieszaniu. Ponieważ proces ten przebiega powoli i nierównomiernie, a tworzenie i wzrost kryształów wodorotlenku glinu mają bardzo ważne podczas jego dalszej obróbki do rozkładników dodaje się dużą ilość wodorotlenku stałego - nasiona:

Na2O ּ Al2O3+4H2O → Al(OH)3+2NaOH;

5). Przydział wodorotlenku glinu i jego klasyfikacja; dzieje się tak w hydrocyklonach i filtrach próżniowych, gdzie osad zawierający 50-60% cząstek Al(OH) jest oddzielany od roztworu glinianu. Znaczna część wodorotlenku wraca do procesu rozkładu jako materiał siewny, który pozostaje w obiegu w niezmienionych ilościach. Pozostałość po przemyciu wodą przechodzi do kalcynacji; filtrat jest również zawracany do obiegu (po zatężeniu w wyparkach - do wymywania nowych boksytów);

6). Odwodnienie wodorotlenku glinu (kalcynacja); jest to ostatnia operacja produkcji tlenku glinu; odbywa się w rurowych piecach obrotowych, a ostatnio także w piecach z turbulentnym ruchem materiału w temperaturze 1150-1300°C; surowy wodorotlenek glinu przechodzący przez piec obrotowy, suszony i odwadniany; po podgrzaniu następują kolejno następujące przekształcenia strukturalne:

Al(OH)3 → AlOOH → γ-Al2O3 → α-Al2O3
Płynne aluminium uwalniane na dnie pełniące rolę katody jest cięższe niż stopiona sól elektrolityczna, dlatego jest gromadzone na podłożu węglowym, skąd jest okresowo wypompowywane

Końcowy kalcynowany tlenek glinu zawiera 30-50% α-Al2O3 (korund), reszta to γ-Al2O3.

Ta metoda ekstrahuje 85-87% całego wyprodukowanego tlenku glinu. Powstały tlenek glinu jest mocny związek chemiczny o temperaturze topnienia 2050 °C.

Pozyskiwanie aluminium z jego tlenku

Elektroliza tlenku glinu

Elektrolityczne odzyskiwanie tlenku glinu rozpuszczonego w stopie na bazie kriolitu prowadzi się w temperaturze 950-970°C w elektrolizerze. Ogniwo składa się z wanny wyłożonej blokami węglowymi, do której dna doprowadzany jest prąd elektryczny. Płynne aluminium uwalniane na dnie pełniące funkcję katody jest cięższe od stopionej soli elektrolitu, dlatego jest gromadzone na podłożu węglowym, skąd jest okresowo wypompowywane (rys. 2). Od góry w elektrolicie zanurzone są anody węglowe, które spalają się w atmosferze tlenu uwalnianego z tlenku glinu, uwalniając tlenek węgla (CO) lub dwutlenek węgla (CO2). W praktyce stosuje się dwa rodzaje anod:

a) samopieczelne anody Zederberg, składające się z brykietów, tzw. „chlebów” masy Zederberg (węgiel niskopopiołowy z 25-35% paku smołowego), upchanych w osłonie aluminiowej; pod działaniem wysokiej temperatury masa anodowa jest wypalana (spiekana);

b) wypiekane lub „ciągłe” anody z dużych bloków węglowych (na przykład 1900 × 600 × 500 mm, ważące około 1,1 tony).

Natężenie prądu na elektrolizerach wynosi 150 000 A. Są one połączone szeregowo z siecią, to znaczy uzyskuje się układ (serię) - długi rząd elektrolizerów.

Napięcie robocze na kąpieli, które wynosi 4-5 V, jest znacznie wyższe niż napięcie, przy którym rozkłada się tlenek glinu, ponieważ straty napięcia w procesie są nieuniknione. różne części systemy. Bilans surowców i energii przy produkcji 1 tony aluminium przedstawiono na ryc. 3.

Bilans surowców i energii przy produkcji 1 tony aluminium

Elektroliza chlorku glinu (metoda Alcoa)

W naczyniu reakcyjnym tlenek glinu jest najpierw przekształcany w chlorek glinu. Następnie w szczelnie izolowanej kąpieli następuje elektroliza AlCl3 rozpuszczonego w stopionych solach KCl, NaCl. Uwolniony w tym procesie chlor jest odsysany i kierowany do recyklingu; aluminium osadza się na katodzie.

Zaletami tej metody nad istniejącą elektrolizą ciekłego stopionego kriolit-tlenek glinu (Al2O3 rozpuszczony w kriolicie Na3AlF6) są: oszczędność do 30% energii; możliwość zastosowania tlenku glinu, który nie nadaje się do tradycyjnej elektrolizy (np. Al2O3 o wysokiej zawartości krzemu); zastąpienie drogiego kriolitu tańszymi solami; eliminacja ryzyka emisji fluorków.

Odzysk chlorku glinu za pomocą manganu (metoda Totha)

Po redukcji za pomocą manganu glin jest uwalniany z chlorku glinu. Zanieczyszczenia związane z chlorem są uwalniane ze strumienia chlorku manganu za pomocą kontrolowanej kondensacji. Po uwolnieniu chloru chlorek manganu utlenia się do tlenku manganu, który jest następnie redukowany do manganu odpowiedniego do wtórnego wykorzystania. Informacje w dostępnych publikacjach są bardzo niedokładne, więc w tym przypadku konieczne będzie zaniechanie oceny metody.

Uzyskanie rafinowanego aluminium

W przypadku aluminium rafinacja elektrolizy z rozkładem wodnych roztworów soli nie jest możliwa. Ponieważ dla niektórych celów stopień oczyszczenia aluminium przemysłowego (Al 99,5 - Al 99, otrzymywany przez elektrolizę stopionego kriolit-tlenek glinu, jest niewystarczający, jeszcze bardziej czyste aluminium (Al 99, 99 R) uzyskuje się z przemysłowych odpadów aluminiowych lub metalowych przez rafinację Najbardziej znana metoda rafinacji - elektroliza trójwarstwowa.

Rafinacja przez trójwarstwową elektrolizę

Pokryta blachą stalową, działającą na prąd stały (pokazano na rys. 4), kąpiel rafinacyjna składa się z paleniska węglowego z przewodami prądowymi i termoizolacyjnej wykładziny magnezytowej. W przeciwieństwie do elektrolizy stopionego kriolit-tlenek glinu, anoda jest tutaj z reguły roztopionym metalem rafinowanym (dolna warstwa anody). Elektrolit składa się z czystych fluorków lub mieszaniny chlorku baru i fluorków glinu i sodu (warstwa środkowa). Aluminium rozpuszczające się z warstwy anodowej w elektrolicie uwalnia się nad elektrolitem (górna warstwa katodowa). Czysty metal służy jako katoda. Prąd dostarczany jest do warstwy katodowej przez elektrodę grafitową.

kąpiel rafinacyjna

Kąpiel pracuje w temperaturze 750-800°C, pobór mocy wynosi 20 kW ּ h na 1 kg czyste aluminium, tj. nieco wyższy niż w konwencjonalnej elektrolizie aluminium.

Metal anodowy zawiera 25-35% Cu; 7-12% Zn; 6-9% Si; do 5% Fe i niewielka ilość manganu, niklu, ołowiu i cyny, reszta (40-55%) to aluminium. Wszystkie metale ciężkie i krzem pozostają w warstwie anodowej podczas rafinacji. Obecność magnezu w elektrolicie prowadzi do niepożądanych zmian w składzie elektrolitu lub do jego silnego żużlowania. Aby usunąć magnez, żużle zawierające magnez poddaje się działaniu topników lub gazowego chloru.

W wyniku rafinacji otrzymuje się czyste aluminium (99,99%) oraz produkty segregacji (produkt Zigera), które zawierają metale ciężkie i krzem i są izolowane w postaci roztworu alkalicznego oraz krystalicznej pozostałości. Roztwór alkaliczny jest odpadem, a stałą pozostałość wykorzystuje się do odkwaszania.

Rafinowane aluminium ma zwykle następujący skład, %: Fe 0,0005-0,002; Si 0,002-0,005; Cu 0,0005-0,002; Zn 0,0005-0,002; ślady magnezu; Odpocznij.

Rafinacja przez glinoorganiczne złożone związki i topienie stref

Aluminium o wyższej klasie czystości A1 99,99 R można otrzymać przez rafinację elektrolizy czystego lub komercyjnie czystego aluminium przy użyciu złożonych związków glinoorganicznych glinu jako elektrolitu. Elektroliza odbywa się w temperaturze około 1000°C pomiędzy stałymi elektrodami aluminiowymi i jest zasadniczo podobna do elektrolizy rafinacji miedzi. Charakter elektrolitu dyktuje potrzebę pracy bez powietrza i przy niskiej gęstości prądu.

Ten rodzaj elektrolizy rafinacyjnej, stosowany początkowo tylko w skali laboratoryjnej, jest już przeprowadzany na małą skalę przemysłową – produkuje się kilka ton metalu rocznie. Nominalny stopień oczyszczenia powstałego metalu wynosi 99,999-99,9999%. Potencjalne obszary zastosowań metalu o tej czystości to kriogeniczna elektrotechnika i elektronika.

Możliwe jest zastosowanie rozważanej metody rafinacji w galwanotechnice.

Jeszcze wyższą czystość - nominalnie do A1 99,99999 - można uzyskać przez kolejne strefowe topienie metalu. Przetwarzając aluminium o wysokiej czystości w półprodukt, blachę lub drut, należy, biorąc pod uwagę niską temperaturę rekrystalizacji metalu, podjąć szczególne środki ostrożności. Niezwykłą właściwością rafinowanego metalu jest jego wysoka przewodność elektryczna w zakresie temperatur kriogenicznych.

Uzyskanie wtórnego aluminium

Recykling surowców wtórnych i odpadów produkcyjnych jest korzystny ekonomicznie. Powstałe stopy wtórne zaspokajają około 25% całkowitego zapotrzebowania na aluminium.

Najważniejszym obszarem zastosowania stopów wtórnych jest produkcja odlewów kształtowych z aluminium. W DIN 1725, arkusz 2, obok standardowych gatunków stopów, wymieniono liczne gatunki stopów produkowanych przez odlewnie. Lista stopów produkowanych przez te fabryki zawiera, oprócz standardowych, niektóre stopy niestandardowe.

Bezbłędne przeróbki złomu aluminiowego w różnych proporcjach można przeprowadzić tylko w specjalnie wyposażonych hutach. Ideę złożonego procesu pracy w takim zakładzie przedstawiono na ryc. 5.

Uzyskanie wtórnego aluminium

Odpady są ponownie przetapiane po wstępnym sortowaniu wstępnym. Zawarte w tych odpadach żelazo, nikiel lub miedź, których temperatura topnienia jest wyższa niż temperatura topnienia aluminium, pozostaje w trakcie topienia w piecu progowym topienia i aluminium jest przetapiane. Do usuwania wtrąceń niemetalicznych, takich jak tlenki, azotki, węgliki lub gazy z odpadów, stosuje się obróbkę roztopionego metalu solami lub (co jest bardziej racjonalne) przedmuchiwanie gazem - chlorem lub azotem.

Aby usunąć zanieczyszczenia metalowe ze stopu, znane są różne metody, na przykład dodatek magnezu i próżnia - metoda Beckschego; dodanie cynku lub rtęci, a następnie opróżnienie – metoda subhalogenowa. Usuwanie magnezu jest ograniczone przez wprowadzenie chloru do stopionego metalu. Wprowadzając dodatki, ściśle określone składem wytopu, uzyskuje się dany stop odlewniczy.

Produkcja aluminium klasy przemysłowej

Metoda elektrolityczna jest jedyną stosowaną na świecie do produkcji technicznego aluminium. Wszystkie inne metody (termiczna cynkowa, karbidowa, podchlorkowa, azotkowa itp.), za pomocą których aluminium można ekstrahować z rud aluminium, zostały opracowane na skalę laboratoryjną i pilotażową, ale nie znalazły jeszcze praktycznego zastosowania.

Do otrzymywania stopów aluminiowo-krzemowych z powodzeniem stosuje się metodę elektrotermiczną, która po raz pierwszy została opracowana i wdrożona na skalę przemysłową w ZSRR. Składa się z dwóch etapów: w pierwszym etapie pierwotny stop aluminiowo-krzemowy o zawartości 60-63% Al otrzymuje się przez bezpośrednią redukcję rud aluminiowo-krzemowych w kruszco-termicznych piecach elektrycznych; w drugim etapie stop pierwotny jest rozcieńczany handlowym aluminium, otrzymując silumin i inne odlewane i przerabiane plastycznie stopy aluminium-krzem. Trwają badania nad wydobyciem aluminium o czystości technicznej ze stopu pierwotnego.

Ogólnie produkcja aluminium metodą elektrolityczną obejmuje produkcję tlenku glinu (tlenku glinu) z rud aluminium, produkcję soli fluorkowych (kriolit, fluorek glinu i fluorek sodu), produkcję masy anodowej węglowej, wypalanej anody węglowej i katody bloki i inne materiały okładzinowe, a także właściwa elektrolityczna produkcja aluminium, która jest ostatnim etapem nowoczesnej metalurgii aluminium.

Charakterystyczne dla produkcji tlenku glinu, soli fluorkowych i produktów węglowych jest wymóg maksymalnego stopnia czystości tych materiałów, ponieważ wytopy kriolityczne-tlenek glinu poddawane elektrolizie nie powinny zawierać zanieczyszczeń pierwiastków bardziej elektropozytywnych niż aluminium, które uwalniają się przy katoda w pierwszej kolejności zanieczyściłaby metal.

W gatunkach tlenku glinu G-00, G-0 i G-1, stosowanych głównie w elektrolizie, zawartość SiO2 wynosi 0,02-0,05%, a Fe2O3 - 0,03-0,05%. Kriolit zawiera średnio 0,36-0,38% SiO2 i 0,05-0,06% Fe2O3, fluorek glinu 0,30-0,35% (SiO2 + Fe2O3). Masa anodowa zawiera nie więcej niż 0,25% SiO2 i 0,20% Fe2O3.

Najważniejszą rudą aluminium, z której pozyskuje się tlenek glinu, jest boksyt. W boksycie glin występuje w postaci wodorotlenku glinu. W Związku Radzieckim oprócz boksytu ze skały nefelinowej wytwarza się tlenek glinu - glinokrzemian sodu i potasu, a także skałę ałunitową, w której aluminium występuje w postaci jego siarczanu. Surowce do produkcji masy anodowej i wypalanych bloków anodowych są węglowe czyste materiały- koks naftowy lub pakowy oraz pak ze smoły węglowej jako spoiwo, a do produkcji kriolitu i innych soli fluorkowych - fluorek wapnia (fluorspar).

W elektrolitycznej produkcji tlenku glinu Al2O3 rozpuszczony w stopionym kriolicie Na3AlF6 jest rozkładany elektrochemicznie z wyładowaniem kationów glinu na katodzie (aluminium ciekłe) i jonów zawierających tlen (jony tlenu) na anodzie węglowej.

Według współczesnych koncepcji kriolit w stanie stopionym dysocjuje na jony i:, a tlenek glinu - na jony złożone i:, które są w równowadze z jonami prostymi:,.

Głównym procesem zachodzącym na katodzie jest redukcja trójwartościowych jonów glinu: Al3+ + 3e → Al (I).

Wraz z procesem głównym możliwe jest niecałkowite wyładowanie trójwartościowych jonów glinu z utworzeniem jonów jednowartościowych: Al3+ + 2e → Al+ (II) i ostatecznie wyładowanie jonów jednowartościowych z uwolnieniem metalu: Al+ + e → Al (III ).

W pewnych warunkach (stosunkowo wysokie stężenie jonów Na+, wysoka temperatura itp.) jony sodu mogą być rozładowywane z uwolnieniem metali: Na+ + e → Na (IV). Reakcje (II) i (IV) powodują spadek wydajności prądowej aluminium.

Jony tlenu są wyładowywane na anodzie węglowej: 2O2– – 4e → O2. Jednak tlen nie jest uwalniany w postaci wolnej, ponieważ utlenia węgiel anody, tworząc mieszaninę CO2 i CO.

Całą reakcję zachodzącą w elektrolizerze można przedstawić równaniem Al2O3 + xC ↔ 2Al + (2x–3)CO + (3–x)CO2.

Skład elektrolitu przemysłowych elektrolizerów aluminiowych, oprócz głównych składników - kriolitu, fluorku glinu i tlenku glinu, zawiera niewielkie ilości (łącznie do 8-9%) niektórych innych soli - CaF2, MgF2, NaCl i LiF ( dodatki), które poprawiają niektóre właściwości fizykochemiczne elektrolitu, a tym samym zwiększają wydajność elektrolizerów. Maksymalna zawartość tlenku glinu w elektrolicie wynosi zwykle 6-8%, zmniejszając się podczas elektrolizy. Gdy elektrolit wyczerpuje się z tlenku glinu, wprowadzana jest do niego kolejna porcja tlenku glinu. W przypadku normalnej pracy elektrolizerów aluminiowych stosunek NaF:AlF3 w elektrolicie jest utrzymywany w zakresie 2,7-2,8 przez dodanie porcji kriolitu i fluorku glinu.
W produkcji aluminium stosuje się elektrolizery z samopieczącymi się anodami węglowymi i bocznym lub górnym zasilaniem prądem, a także elektrolizery z wstępnie wypalonymi anodami węglowymi. Najbardziej obiecująca jest konstrukcja ogniw elektrolitycznych z wypalonymi anodami, która umożliwia zwiększenie mocy jednostkowej urządzenia, zmniejszenie jednostkowego zużycia prądu stałego do elektrolizy, uzyskanie czystszego metalu, poprawę warunków sanitarno-higienicznych pracy oraz zmniejszenie emisja szkodliwych substancji do atmosfery.

Aluminium pierwotne wyekstrahowane z elektrolizerów (aluminium surowe) zawiera szereg zanieczyszczeń, które można podzielić na trzy grupy: niemetaliczne (sole fluoru, tlenek glinu α- i γ, węglik i azotek glinu, cząstki węgla porywane mechanicznie podczas wylewania metalu z elektrolizer ); metal (żelazo, krzem) pochodzący z surowców, materiałów węglowych i elementów konstrukcyjnych ogniwa elektrolitycznego; gazowy - głównie wodór, który powstaje w metalu w wyniku rozkładu elektrolitycznego wody, która dostanie się do elektrolitu wraz z surowcem.

Spośród zanieczyszczeń metalowych, oprócz żelaza i krzemu, zawiera największą ilość galu, cynku, tytanu, manganu, sodu, wanadu, chromu, miedzi.

Głównym źródłem śladowych zanieczyszczeń metalicznych w aluminium jest tlenek glinu, który w zależności od rodzaju surowca może zawierać gal, cynk, potas, fosfor, siarkę, wanad, tytan i chrom. Materiały węglowe (masa anodowa, wypiekane anody, produkty katodowe) służą jako źródło mikrozanieczyszczeń takich jak np. wanad, tytan, mangan, cynk.

Poprzez elektrolizę stopionego kriolit-tlenek glinu, pod warunkiem użycia czystych materiałów wyjściowych (przede wszystkim tlenku glinu i materiałów węglowych), możliwe jest otrzymanie surowego aluminium o gatunkach A85 i A8 (99,85 i 99,80%). Największy udział metali z tych gatunków (60-70% całkowitej produkcji) uzyskuje się na elektrolizerach z wypalonymi anodami oraz na elektrolizerach z bocznym doprowadzeniem prądu (do 70% całkowita produkcja). W elektrolizerach z samospiekającymi się anodami i górnym doprowadzeniem prądu, wydajność surowego aluminium klasy A8 jest niska (1-3%), a metalu klasy A85 nie można uzyskać z powodu znacznych zanieczyszczeń żelazem wchodzących do aluminium z materiałów niesurowcowych (anoda kołki, żeliwne sekcje kolektorów gazu, narzędzie technologiczne, zespół katodowy).

Stopione aluminium pierwotne, ekstrahowane z ogniw elektrolitycznych za pomocą kadzi próżniowej, trafia do oddziału odlewni w celu oczyszczenia z zanieczyszczeń niemetalicznych i gazowych oraz dalszego przetworzenia na produkty nadające się do sprzedaży (świnie, wlewki cylindryczne i płaskie, walcówka itp.). Surowe aluminium przed wylaniem utrzymywane jest w stanie stopionym w elektrycznych piecach oporowych (mieszadłach) lub w gazowych piecach rewerberacyjnych. W tych piecach przeprowadza się nie tylko racjonalne mieszanie porcji ciekłego aluminium o różnych składach, ale także częściowo oczyszczane z wtrąceń niemetalicznych, filmów tlenkowych i sodu.

Wlewanie aluminium z mieszalnika do wlewków odbywa się za pomocą maszyn odlewniczych typu przenośnikowego; Cylindryczne i płaskie wlewki są wytwarzane przez odlewanie półciągłe, a do produkcji walcówki stosuje się specjalne kombinowane jednostki odlewania i walcowania.

W krajowych zakładach aluminiowych podczas odlewania wlewków aluminium pochodzące z mieszalnika do formy maszyny odlewniczej poddawane jest najprostszemu rodzajowi rafinacji - filtracji stopionej przez siatkę szklaną o wielkości komórek od 0,6×0,6 do 1,7×1,7 mm . Ta metoda pozwala na czyszczenie aluminium tylko z bardzo grubych wtrąceń tlenkowych; bardziej doskonała metoda filtrowania stopu przez szklaną siatkę w górę. Dzięki tej metodzie filtrowania cząstki wtrąceń tlenkowych zderzające się z siatką nie są wychwytywane przez strumień stopu, lecz osadzają się na dnie rynny odlewniczej.

Do jednoczesnego oczyszczania aluminium, zarówno z zanieczyszczeń niemetalicznych, jak iz wodoru, z powodzeniem stosuje się metodę filtracji przez filtr topnikowy w połączeniu z przedmuchiwaniem azotem. Kwaśny elektrolit elektrolizerów aluminiowych może być stosowany jako topnik. W wyniku takiego oczyszczania zawartość wodoru w aluminium zmniejsza się z 0,22 do 0,16 cm3 na 100 g metalu.

W aluminium pierwotnym stosowanym do produkcji stopów układu Al-Mg zawartość sodu nie powinna przekraczać 0,001%. Wynika to z faktu, że obecność sodu w tych stopach pogarsza właściwości mechaniczne i inne eksploatacyjne wyrobów stosowanych w wielu sektorach gospodarki narodowej.

Bardzo skuteczna metoda jednoczesna rafinacja aluminium z zanieczyszczeń sodowych, wodorowych i niemetalicznych polega na przedmuchiwaniu stopionego metalu mieszaniną gazową azotu z 2-10% chloru, wprowadzaną do wytopu w postaci małych pęcherzyków za pomocą specjalnych urządzeń. Ta metoda rafinacji umożliwia obniżenie zawartości sodu w aluminium do 0,0003-0,001% przy zużyciu mieszanki gazowej od 0,8 do 1,5 m3/t metalu.

Zużycie energii elektrycznej do produkcji 1 tony nadającego się do sprzedaży aluminium z surowca przy użyciu pieców elektrycznych wynosi 150-200 kW ּ h; nieodwracalne straty metalu w odlewni wynoszą 1,5-5%, w zależności od rodzaju produktu handlowego.

Zdobywanie aluminium wysoka czystość

W celu uzyskania aluminium o wysokiej czystości (gatunki A995-A95), aluminium pierwotne o czystości technicznej jest rafinowane elektrolitycznie. Umożliwia to zmniejszenie zawartości zanieczyszczeń metalowych i gazowych w aluminium, a tym samym znaczne zwiększenie jego przewodności elektrycznej, ciągliwości, odbicia i odporności na korozję.

Rafinacja elektrolityczna aluminium odbywa się metodą elektrolizy stopionych soli metodą trójwarstwową. Istota metody jest następująca. W komorze rafinacyjnej znajdują się trzy stopione warstwy. Niższy, najcięższy, leży na przewodzącym dnie i służy jako anoda; nazywa się to stopem anodowym i jest stopem rafinowanego aluminium z miedzią, która jest wprowadzana w celu zwiększenia grubości warstwy. Warstwa środkowa to stopiony elektrolit; jego gęstość jest mniejsza niż gęstość stopu anodowego i wyższa niż gęstość czystego rafinowanego (katodowego) aluminium znajdującego się nad elektrolitem (górna, trzecia warstwa cieczy).

Podczas rozpuszczania anodowego wszystkie zanieczyszczenia bardziej elektrododatnie niż aluminium (Fe, Si, Ti, Cu itp.) pozostają w stopie anodowym bez przechodzenia do elektrolitu. Anodowo rozpuści się tylko aluminium, które przechodzi do elektrolitu w postaci jonów Al3+: Al – 3e → Al3+.

Podczas elektrolizy jony glinu są przenoszone na katodę, gdzie są rozładowywane: Al3+ + 3e → Al. W rezultacie na katodzie gromadzi się warstwa stopionego rafinowanego aluminium.

Jeżeli w stopie anodowym znajdują się zanieczyszczenia bardziej elektroujemne niż aluminium (np. Ba, Na, Mg, Ca), to można je elektrochemicznie rozpuścić na anodzie razem z aluminium i przejść do elektrolitu w postaci jonów. Ponieważ zawartość zanieczyszczeń elektroujemnych w surowym aluminium jest niska, nie gromadzą się one w znacznej ilości w elektrolicie. Wyładowanie tych jonów na katodzie praktycznie nie występuje, ponieważ ich potencjał elektrody bardziej elektroujemny niż aluminium.

Jako elektrolit w elektrolitycznej rafinacji aluminium w Związku Radzieckim i w większości krajów stosuje się elektrolit fluorkowo-chlorkowy, którego skład wynosi 55-60% BaCl2, 35-40% AlF4 + NaF i 0-4% NaCl . Stosunek molowy nośnika NaF:AlF3 1,5-2,0; temperatura topnienia elektrolitu 720-730°C; temperatura procesu elektrolizy wynosi około 800°C; gęstość elektrolitu 2,7 g/cm3.

Stop anodowy wytwarzany jest z pierwotnego aluminium i czystej miedzi (99,90-99,95% Cu), która jest wprowadzana do metalu w ilości 30-40%. Gęstość ciekłego stopu anodowego o tej kompozycji wynosi 3-3,5 g/cm3; gęstość czystego stopionego aluminium katodowego wynosi 2,3 g/cm3. Przy takim stosunku gęstości powstają warunki niezbędne do dobrego oddzielenia trzech stopionych warstw.

W układzie czwartorzędowym Al-Cu-Fe-Si, do którego należy stop anodowy, powstaje eutektyka o temperaturze topnienia 520°C. Chłodząc stop anodowy zawierający zanieczyszczenia żelaza i krzemu w ilościach powyżej stężeń eutektycznych, możliwe jest rozdzielenie żelaza i krzemu do fazy stałej w postaci związków międzymetalicznych FeSiAl5 i Cu2FeAl7. Ponieważ temperatura stopu anodowego w kieszeniach ogniwa jest o 30-40°C niższa niż temperatura stopu anodowego w przestrzeni roboczej wanny, uwalniają się w nich stałe osady międzymetaliczne (ponieważ żelazo i krzem gromadzą się w anodzie stop). Poprzez okresowe usuwanie tych osadów stop anodowy jest oczyszczany (bez wymiany) z zanieczyszczeń żelaza i krzemu. Ponieważ gal jest skoncentrowany w stopie anodowym, wytrącony z elektrolizera (30-40 kg na 1 tonę aluminium) może służyć jako źródło otrzymywania tego metalu.

Do rafinacji elektrolitycznej stosuje się elektrolizery, które konstrukcyjnie przypominają elektrolizery z wypalonymi anodami do elektrolitycznej produkcji aluminium pierwotnego, ale mają inne połączenie biegunów: palenisko służy jako anoda, a Górny rząd elektrody - katoda. Nowoczesne elektrolizery do elektrolitycznej rafinacji aluminium przeznaczone są do prądów do 75 kA.

Wydajność prądowa elektrochemiczna liczona z metalu wylewanego z elektrolizera wynosi 97-98%. Rzeczywista wydajność prądowa, obliczona na podstawie ilości metalu handlowego, wynosi 92-96%.

Głównym czynnikiem, który zmniejsza wydajność prądową, oprócz strat prądu stałego w celu wyładowania większej liczby jonów elektroujemnych, strat metalu z powodu jego utleniania i strat mechanicznych aluminium, jest praca elektrolizerów z uwalnianiem metalu pozagatunkowego, który jest ponownie zawracany do stopu anodowego w celu dalszej rafinacji. Te okresy pracy ogniw elektrolitycznych mają miejsce podczas rozruchu elektrolizerów i naruszeń reżimu technologicznego.

Rafinacja elektrolityczna aluminium jest procesem bardzo energochłonnym. Zużycie energii elektrycznej w prądzie przemiennym, w tym energia zużyta na przygotowanie elektrolitu i stopu anodowego, eksploatacja urządzeń wentylacyjnych i pojazdów, a także straty na zamianę prądu przemiennego na prąd stały, wynosi 18,5-21,0 tys. kW ּ h na 1 tonę aluminium. Sprawność energetyczna elektrolizerów rafinacyjnych nie przekracza 5-7%, tj. 93-95% energii zużywane jest w postaci strat ciepła, uwalnianego głównie w warstwie elektrolitu (około 80-85% całkowitego dopływu ciepła) . Dlatego głównymi sposobami dalszego obniżenia jednostkowego zużycia energii podczas elektrolitycznej rafinacji aluminium jest poprawa izolacji termicznej elektrolizera (zwłaszcza górnej części konstrukcji) oraz zmniejszenie warstwy elektrolitu (zmniejszenie odległości międzyelektrodowej).

Czystość aluminium rafinowanego metodą trójwarstwową 99,995%; zależy to od różnicy z pięcioma głównymi zanieczyszczeniami - żelazem, krzemem, miedzią, cynkiem i tytanem. Ilość otrzymanego metalu tego gatunku może wynosić 45-48% całkowitej produkcji (bez jego mieszania z niższymi gatunkami).

Należy jednak zauważyć, że aluminium rafinowane elektrolitycznie zawiera mniej zanieczyszczeń innych metali, co zmniejsza bezwzględną czystość takiego aluminium. Analiza radioaktywacji umożliwia wykrycie do 30 zanieczyszczeń w elektrolitycznie rafinowanym aluminium, którego łączna zawartość wynosi około 60 ּ 10–4%. Dlatego czystość rafinowanego aluminium w porównaniu z tymi zanieczyszczeniami wynosi 99,994%.

Oprócz zanieczyszczeń przewidzianych przez GOST (patrz tabela 1.1), najczęstsza marka (A99) elektrolitycznie rafinowanego aluminium zawiera%: Cr 0,00016; V 0,0001; Ga 0,0006; Pb 0,002; Sn 0,00005; Ca 0,002-0,003; Na 0,001-0,008; Mn 0,001-0,007; Mg 0,001-0,007; Jak<0,0001; Sb<0,00002; Bi<0,00001; Cd<0,000001; S 0,0007.

Jednym ze źródeł zanieczyszczenia katodowego aluminium są grafitowe przewody odprowadzające zawierające tlenek żelaza i krzemu i pozostające w stałym kontakcie z rafinowanym aluminium. W przypadku doprowadzenia prądu do katody aluminium bezpośrednio przez aluminiowe szynoprzewody i użycia narzędzia wykonanego z bardzo czystego grafitu, możliwe jest uzyskanie metalu o czystości 99,999% różnicy z wykrywalnymi zanieczyszczeniami (Fe, Si, Cu, Zn i Ti ). Ten metal zawiera średnio %: Si 0,0002; Fe 0,00032; Cu 0,0002; Zn 0,0002 i Ti 0,00005. Jednak ze względu na trudności techniczne ten sposób zasilania prądem nie znalazł jeszcze szerokiego zastosowania przemysłowego.

Uzyskanie aluminium o wysokiej czystości

Aluminium o wysokiej czystości (gatunek A999) można uzyskać na trzy sposoby: topienie strefowe, destylacja przez podhalogenki oraz elektroliza związków glinoorganicznych. Spośród powyższych metod wytwarzania aluminium o wysokiej czystości metoda topienia strefowego znalazła praktyczne zastosowanie w ZSRR.

Zasada topienia strefy polega na wielokrotnym przejściu strefy stopionej wzdłuż wlewka aluminiowego. Zgodnie z wartością współczynników podziału K=Stv/Szh (gdzie Stv to stężenie zanieczyszczeń w fazie stałej, a Cf – w fazie ciekłej), które w dużej mierze decydują o skuteczności oczyszczania z zanieczyszczeń, zanieczyszczenia te można podzielić na trzy grupy. Pierwsza grupa obejmuje zanieczyszczenia obniżające temperaturę topnienia aluminium; oni mają<1, при зонной плавке концентрируются в расплавленной зоне и переносятся ею к конечной части слитка. К числу этих примесей принадлежат Ga, Sn, Be, Sb, Ca, Th, Fe, Co, Ni, Ce, Te, Ba, Pt, Au, Bi, Pb, Cd, In, Na, Mg, Cu, Si, Ge, Zn. Ко второй группе принадлежат примеси, повышающие темпера­туру плавления алюминия; они характеризуют­ся К>1 i podczas topienia strefy są skoncentrowane w stałej (początkowej) części wlewka. Zanieczyszczenia te obejmują Nb, Ta, Cr, Ti, Mo, V. Trzecia grupa obejmuje zanieczyszczenia o współczynniku dystrybucji bardzo bliskim jedności (Mn, Sc). Zanieczyszczenia te praktycznie nie są usuwane podczas topienia strefowego aluminium.

Aluminium przeznaczone do topienia strefowego poddawane jest pewnemu przygotowaniu, które polega na filtracji, odgazowaniu i wytrawieniu. Filtracja jest konieczna, aby usunąć z aluminium ogniotrwałą i trwałą warstwę tlenku rozproszonego w metalu. Tlenek glinu obecny w roztopionym aluminium może tworzyć centra krystalizacji podczas jego krzepnięcia, co prowadzi do wytworzenia wlewka polikrystalicznego i zakłócenia efektu redystrybucji zanieczyszczeń pomiędzy metalem stałym a strefą roztopionego. Glin jest filtrowany w próżni (ciśnienie resztkowe 0,1-0,4 Pa) przez otwór w dnie tygla grafitowego o średnicy 1,5-2 mm. Wstępne odgazowanie aluminium przed stopieniem strefy (również ogrzewanie w próżni) ma na celu zapobieganie rozpryskiwaniu się metalu podczas topienia strefy w przypadku procesu prowadzonego w wysokiej próżni. Ostatnim etapem przygotowania aluminium do topienia strefowego jest wytrawienie jego powierzchni mieszaniną stężonego kwasu solnego i azotowego.

Ponieważ aluminium ma znaczną aktywność chemiczną, a zwłaszcza czysty grafit jest używany jako główny materiał na pojemniki (łodzi), topienie strefowe aluminium odbywa się w próżni lub w atmosferze gazu obojętnego (argon, hel).

Topienie strefowe w próżni zapewnia wysoką czystość aluminium ze względu na ulatnianie się niektórych zanieczyszczeń podczas odkurzania (magnez, cynk, kadm, metale alkaliczne i ziem alkalicznych), a także wyklucza zanieczyszczenie oczyszczonego metalu zanieczyszczeniami w wyniku zastosowania ochronne gazy obojętne. Strefowe topienie aluminium w próżni może odbywać się przy ciągłym opróżnianiu rurki kwarcowej, w której umieszczona jest grafitowa łódź z wlewkiem aluminiowym, a także w zamkniętych ampułkach kwarcowych, z których powietrze jest wstępnie usuwane do resztkowego ciśnienia około 1 10–3 Pa.

Aby stworzyć strefę stopionego wlewka aluminiowego podczas jego topienia, można zastosować ogrzewanie za pomocą małych pieców oporowych lub prądów o wysokiej częstotliwości. Zasilanie elektrycznych pieców oporowych nie wymaga skomplikowanego wyposażenia, piece są łatwe w obsłudze. Jedyną wadą tej metody ogrzewania jest mały przekrój czyszczonego wlewka aluminiowego.

Nagrzewanie indukcyjne prądami o wysokiej częstotliwości jest idealnym sposobem na utworzenie strefy stopionej na wlewku w strefie topienia. Metoda nagrzewania o wysokiej częstotliwości (oprócz tego, że umożliwia strefowe topienie wlewków o dużych przekrojach) ma tę ważną zaletę, że stopiony metal jest stale mieszany w strefie; ułatwia to dyfuzję atomów zanieczyszczeń z frontu krystalizacji w głąb stopu.

Po raz pierwszy przemysłowa produkcja aluminium o wysokiej czystości poprzez topienie strefowe została opanowana w Zakładzie Aluminium Wołchowa w 1965 roku przy użyciu jednostki UZPI-3 opracowanej przez VAMI. Układ ten był wyposażony w cztery podgrzewane indukcyjnie retorty kwarcowe, z ruchomymi cewkami i nieruchomymi metalowymi pojemnikami. Jego wydajność wynosiła 20 kg metalu na cykl czyszczenia. Następnie stworzono bardziej wydajną całkowicie metalową instalację UZPI-4, którą w 1972 r. Oddano do komercyjnej eksploatacji w fabryce aluminium w Wołchowie.

Efektywność oczyszczania aluminium podczas topienia strefy można scharakteryzować za pomocą następujących danych. Jeżeli całkowita zawartość zanieczyszczeń w aluminium rafinowanym elektrolitycznie (30÷60) 10–4%, to po stopieniu strefy spada do (2,8–3,2) ּ 10–4%, czyli 15–20 jednorazowo. Odpowiada to szczątkowej rezystancji elektrycznej aluminium ρ ○ (w temperaturze ciekłego helu 4,2 K) odpowiednio (20÷40) ּ 10–10 i (1,8÷2,1) ּ 10–10 lub czystości 99,997-99,994 i 99, 9997 %. W tabeli. 1.4 (patrz poniżej) przedstawia dane z analizy radioaktywacji na zawartość niektórych zanieczyszczeń w aluminium oczyszczonym strefowo i rafinowanym elektrolitycznie. Dane te wskazują na silne zmniejszenie zawartości większości zanieczyszczeń, chociaż zanieczyszczenia takie jak mangan i skand praktycznie nie są usuwane podczas topienia strefy.

W ostatnich latach firma VAMI opracowała i przetestowała w warunkach przemysłowych technologię wytwarzania aluminium o czystości 99,9999% metodą kaskadowego topienia strefowego. Istotą metody topienia strefy kaskadowej jest to, że oczyszczanie pierwotnego aluminium o czystości A999 odbywa się poprzez kolejne powtarzanie cykli (kaskad) pręta strefy. W tym przypadku materiałem źródłowym każdej kolejnej kaskady jest środkowa, najczystsza część wlewka uzyskana w wyniku poprzedniego cyklu czyszczenia.

Aby uzyskać metal o czystości 99,9999% wystarczy przeprowadzić dwie kaskady topienia stref. Dalszy wzrost liczby stopni nie zwiększa czystości aluminium, chociaż zwiększa ogólną wydajność metalu o czystości 99,9999%.

Innym możliwym sposobem otrzymywania aluminium o wysokiej czystości jest jego destylacja przez podhalogenki, w szczególności przez podfluorek glinu.

Prężność par nasyconych metalicznego aluminium nie jest wystarczająco wysoka, aby przeprowadzić jego bezpośrednią destylację z praktycznie akceptowalnymi szybkościami. Jednak po podgrzaniu w próżni (w 1000–1050°C) za pomocą AlF3, aluminium tworzy wysoce lotny subfluorek AlF, który jest destylowany do zimnej strefy (800°C), gdzie ponownie rozkłada się (nieproporcjonalnie) z uwolnieniem czystego aluminium.

Możliwość głębokiego oczyszczenia aluminium z zanieczyszczeń wynika głównie z faktu, że prawdopodobieństwo powstania podzwiązków glinu jest znacznie większe niż prawdopodobieństwo powstania podzwiązków zanieczyszczeń.

Zawartość zanieczyszczeń w aluminium destylowanym przez subfluorek jest odwrotnie proporcjonalna do masy powstałych wlewków. We wlewkach o masie 1,5-1,7 kg całkowita zawartość zanieczyszczeń (Si, Fe, Cu, Mg) wynosi 11 ּ 10–4%, a zawartość gazów 0,007 cm3/100 g. Właściwa rezystancja resztkowa (ρ ○) przy temperatura cieczy hel dla takiego metalu wynosi (1,7 ÷ 2,0) ּ 10–10 Ω ּ cm Destylacja aluminium przez podfluorek ma wiele wad (stosunkowo niska wydajność, niewystarczająco głębokie oczyszczanie z magnezu itp.), więc metoda nie otrzymał rozwoju przemysłowego.

Opracowano również metody otrzymywania aluminium o wysokiej czystości przez elektrolizę złożonych związków glinoorganicznych, różniących się składem elektrolitu. Na przykład w Niemczech stosuje się metodę elektrolizy 50% roztworu NaF ּ 2Al (C2H5)3 w toluenie. Rafinacja odbywa się w temperaturze 100°C, napięciu elektrolizera 1,0-1,5 V i gęstości prądu 0,3-0,5 A/dm2 przy użyciu elektrod aluminiowych. Sprawność prądowa katody 99%. Rafinacja elektrochemiczna w elektrolitach glinoorganicznych znacznie zmniejsza zawartość manganu i skandu, które praktycznie nie są usuwane podczas czyszczenia stref. Wadami tej metody są jej niska wydajność i duże zagrożenie pożarowe.

W celu głębszego oczyszczenia aluminium i uzyskania metalu o czystości 99,99999% lub większej można zastosować kombinację powyższych metod: elektrolizę związków glinoorganicznych lub sublimację przez subfluorek, a następnie topienie strefowe otrzymanego aluminium. Na przykład, przez wielokrotną rafinację strefową aluminium otrzymanego przez elektrolizę związków glinoorganicznych, możliwe jest uzyskanie metalu o wysokiej czystości o zawartości zanieczyszczeń ×10–9%: Fe 50; Si<500; Cu 10; Mg 30; Mn 5; Ti <500; Cr 20; Zn <50; Co <1; Ag <5; Sb <1 и Se 3.

Aplikacja

Połączenie właściwości fizycznych, mechanicznych i chemicznych aluminium determinuje jego szerokie zastosowanie w niemal wszystkich dziedzinach techniki, zwłaszcza w postaci jego stopów z innymi metalami. W elektrotechnice aluminium z powodzeniem zastępuje miedź, zwłaszcza w produkcji masywnych przewodników, na przykład w liniach napowietrznych, kablach wysokiego napięcia, szynach rozdzielczych, transformatorach (przewodność elektryczna aluminium osiąga 65,5% przewodności elektrycznej miedzi, a jest ponad trzy razy lżejszy od miedzi, przy przekroju zapewniającym taką samą przewodność masa drutów aluminiowych jest o połowę mniejsza niż drutów miedzianych). Ultraczyste aluminium wykorzystywane jest do produkcji kondensatorów elektrycznych i prostowników, których działanie opiera się na zdolności folii tlenku glinu do przesyłania prądu elektrycznego tylko w jednym kierunku. Ultraczyste aluminium oczyszczone metodą topienia strefowego wykorzystywane jest do syntezy związków półprzewodnikowych typu AIII BV stosowanych do produkcji urządzeń półprzewodnikowych. Czyste aluminium wykorzystywane jest do produkcji różnego rodzaju luster odblaskowych. Aluminium o wysokiej czystości służy do ochrony powierzchni metalowych przed korozją atmosferyczną (okładzina, farba aluminiowa). Przy stosunkowo niskim przekroju absorpcji neutronów aluminium jest stosowane jako materiał konstrukcyjny w reaktorach jądrowych.

Aluminiowe cysterny o dużej pojemności magazynują i transportują gazy płynne (metan, tlen, wodór itp.), kwas azotowy i octowy, czystą wodę, nadtlenek wodoru i oleje jadalne. Aluminium znajduje szerokie zastosowanie w urządzeniach i aparaturze przemysłu spożywczego, do pakowania żywności (w postaci folii), do produkcji różnego rodzaju artykułów gospodarstwa domowego. Gwałtownie wzrosło zużycie aluminium do dekoracji budynków, obiektów architektonicznych, komunikacyjnych i sportowych.

W metalurgii aluminium (oprócz stopów na jego bazie) jest jednym z najczęstszych dodatków stopowych w stopach na bazie Cu, Mg, Ti, Ni, Zn i Fe. Aluminium stosuje się również do odtleniania stali przed wlaniem do formy, a także w procesach otrzymywania niektórych metali metodą aluminotermiczną. Na bazie aluminium metodą metalurgii proszków powstał SAP (spiekany proszek aluminiowy), który charakteryzuje się wysoką odpornością cieplną w temperaturach powyżej 300°C.

Aluminium wykorzystywane jest do produkcji materiałów wybuchowych (amonal, alumotol). Szeroko stosowane są różne związki glinu.
Produkcja i zużycie aluminium stale rośnie, znacznie przewyższając pod względem tempa wzrostu produkcję stali, miedzi, ołowiu i cynku.
Tak, autor ma rację, wszystko jest bardzo proste ...

Wyhodował kolejną...
PS - powodzenia..