Aluminium to jeden z najczęstszych pierwiastków występujących w przyrodzie:
Ze względu na wysoką aktywność chemiczną aluminium w przyrodzie,
herbaty tylko w związana forma. Liczba minerałów zawierających aluminium,
bardzo duże: według akademika A.E. Fersmana takich minerałów jest wiele
okazuje się być około 250.
Poniżej znajdują się najważniejsze z tych minerałów, wskazując zawartość
Te przestoje, zmniejszając moce produkcyjne, wpływają na rentowność zakładu. Gdy jednostki były małe, a sprzęt był szczątkowy i tani, takie zagrożenia były możliwe bez narażania przyszłości firm, a koszty obiektów, takie jak koszty przestoju i ponownego uruchomienia, pozostały ograniczone. Oprócz, siła robocza był sezonowy i niestabilny, a w Alpach robotnikami byli często włoscy imigranci, a przerwa w działalności przemysłowej podczas zimy pozwoliła im wrócić do swoich domów.
Nierównomierność zasilania nie jest jednak problemem charakterystycznym dla okresu pionierów aluminium i elektryczności, ale pozostaje istotna, choć zwykle nie jest zauważalna dla odbiorców krajowych. których dostarczenie jest priorytetem. Jednak w nowoczesnych fabrykach całkowite zaprzestanie produkcji wydaje się nie do pomyślenia: zagrażałoby to przyszłości zakładu lub nawet całego łańcucha produkcyjnego w regionie, nawet częściowe zamknięcie obejmujące tylko kilka zbiorników zmienia charakterystykę finansową jednostki.
w nich Al2O3, %:
Korund Al2O3 100
Diaspora, bemit Al2O3 H2O 85,0
Spinel Al2O3 MgO 71,0
Gibbsyt (hydrargillit) Al2O3 3H2O 65,4
Cyjanit, andaluzyt, sylimanit Al2O3 SiO2 63,0
Kaolinit Al2O3 2SiO2 2H2O 39,5
Serycyt, muskowit K2O 3Al2O3 6SiO2 2H2O 38,4
Alunit K 2 S0 4 Al 2 (S04) 3 4Al(OH) 3 37,0
Anortyt CaO Al 2 O 3 2SiO 2 36,7
Nefelina (Na, K) 2O Al 2 O 3 2SiO 2 32,3÷35,9
Leucyt K 2 O Al 2 O 3 4SiO 2 23,5
Jedyne dopuszczalne przerwy w dostawie prądu są bardzo krótki czas, a producenci aluminium musieli dostosować się do surowych ograniczeń nakładanych na dystrybutorów energii, zwłaszcza w okresach szczytowego zużycia. Ponieważ podaż krajowa jest priorytetem, dostawcy energii elektrycznej mogą zmniejszać moce w obiektach, gdy popyt zbytnio zbliża się do podaży z wyprzedzeniem. Akceptacja tych opcji przez Klienta Electric Intensive w negocjacjach taryfowych dla energii elektrycznej pozwala na uzyskanie znacznych obniżek cen, ale wymaga to doskonałej koordynacji.
Albit Na 2 O Al 2 O 3 6SiO 2 19,3
Ortoklaza K 2 O AlO 3 6SiO 2 18,4
de glinokrzemiany: skalenie (ortoklaz, albit), nefelin, minerały
grupy sylimanitowe, leucyt itp. Te glinokrzemiany mają
pochodzenia i są głównym składnikiem wielu wulkanów
rodzaj. Związki chemiczne tlenku są również pochodzenia pierwotnego.
Obecne przerwy są różnej wielkości dla hut hydroelektrycznych na obszarach geograficznych o dużej zmienności geograficznej. W Stanach Zjednoczonych regiony północno-zachodnie doświadczają wyjątkowo suchych okresów. pod koniec dekady. Słabo zaludnione i zaopatrzone w potężne elektrownie wodne, dzięki wielkim rzekom, takim jak Kolumbia, były terenem pochyłości przemysł aluminiowy od dużych instalacji, które istnieją od tamtego czasu Nowa umowa: susze doprowadziły do zmniejszenia produkcji energii elektrycznej, aw konsekwencji do wzrostu jej ceny.
aluminium z tlenkami innych metali (spinele) i korundem. Przejrzyste czasy
Odmiany korundu, zabarwione tlenkami innych metali lub bezbarwne, to kamienie szlachetne (rubin, szafir, leukozafir).
Pod wpływem zmian temperatury roztwory kwaśne i zasadowe
rów, dwutlenek węgla to niszczenie skał pierwotnego pochodzenia
Dystrybutorzy energii doświadczyli ograniczenia cen sprzedaży, podczas gdy ceny zakupu od wytwórców gwałtownie wzrosły. Bankructwa były nieuniknione, a zmniejszenie władzy dotknęło nawet krajowych konsumentów. Ta wyjątkowa konfiguracja doprowadziła do zamknięcia instalacji elektrolizy. Spowodowało to długotrwałą utratę zaufania do producentów i dostawców energii w regionie i poważnie wpłynęło na konkurencyjność sektora aluminiowego w Stanach Zjednoczonych, zagrażając jego przyszłości.
Jeśli sytuacja w Stanach Zjednoczonych jest ekstremalna, ponieważ ostatecznie pociągnie za sobą przekierowanie przemysłu aluminiowego, częstszym zjawiskiem są lokalne niedobory energii, w tym postoje zbiorników. Zakład znajduje się w Kamerunie, w Edei, nad wodospadem Sanaga. Wielka rzeka kraju znajduje się 60 km od jej ujścia.
żyjący. W wyniku takiego zniszczenia liczne wtórne
skały naturalne, które charakteryzują się wyższą zawartością oksy-
tak aluminium. W składzie tych skał wtórnych aluminium ma postać
wodorotlenki (boksyty), kaolinit (glinki, kaoliny, łupki), alu-
nita (skały ałunitowe). Z rudy aluminium z reguły najpierw otrzymuje się tlenek glinu (tlenek glinu). Nie wszystkie skały zawierające aluminium można wykorzystać do produkcji tlenku glinu.
Tama na Sanaga miała zapewnić bez wielki problem taki strumień. Roślina i dolna część basenu Sanaga znajdują się w wilgotnej strefie tropikalnej Zatoki Gwinejskiej, ale bardziej suche obszary tropikalne występują w górnym biegu rzeki. Dlatego przepływ Sanagi podlega silnym wahaniom między porą deszczową a porą suchą.
Z powodu chronicznych niedoborów mocy związanych z nieregularnymi przepływami, producenci aluminium mogli próbować zdywersyfikować swoje źródła energii. Prawie zawsze woleli inny sposób: dostarczanie energii hydroelektrycznej poprzez uregulowanie cieków wodnych. W zależności od ram prawnych, możliwości finansowych i celów strategicznych robią to bezpośrednio lub we współpracy z producentami energii. W ostatni przypadek uprzywilejowani po II wojnie światowej, zobowiązują się kupować przez długi czas określoną ilość energii elektrycznej, która przyniesie zysk dla inwestycji hydroelektrycznych.
Oceniając jakość rudy aluminium, bierze się pod uwagę szereg czynników:
skład chemiczny i mineralogiczny rudy, możliwość wydobycia z niej tlenku glinu znanymi metodami, a także warunki występowania rudy, oddalenie złoża od linii komunikacyjnych, dostępność źródeł paliwa, wody, i wiele innych. Obecnie jako rudy aluminium wykorzystuje się boksyty, nefelin i ałunit, kaoliny i skały cyjanitowe. Możliwymi surowcami do produkcji tlenku glinu są również serycyty, popiół wysokoglinowy powstający podczas spalania węgla, żużel hutniczy oraz odpady ze wzbogacania węgla.
Ogólnie rzecz biorąc, wytwarzanie energii elektrycznej przez te firmy stanowiło 16% francuskiej produkcji, ale odpowiadały one za 27% krajowej produkcji hydroelektrycznej. Skala tych liczb pokazuje ważną rolę przemysłowców w urządzeniach hydroelektrycznych. Oczywiście Peschine, producent energii elektrycznej, był sam ze swoimi hutami aluminium, jego pierwszym klientem. Jednak udział produkcji przypisany do sieci krajowej był duży i mógł się zmieniać w zależności od sytuacji gospodarczej.
W okresach niskie ceny w przypadku metali często bardziej interesująca była sprzedaż energii elektrycznej dystrybutorom, ponieważ konsumpcja krajowa nie zmieniła się tak bardzo jak przemysł. Rysunek 6: Zapora Bissort w Maurienne, duży projekt hydroenergetyczny w Pechin.
Najważniejszą rudą aluminium jest boksyt. Udział boksytów wynosi
znaczna część światowej produkcji tlenku glinu. Przemysł aluminiowy w innych krajach prawie całkowicie działa tylko na boksytach.
W naszym kraju wraz z boksytem do produkcji tlenku glinu w dużym stopniu
Rudy nefelinu i ałunitu są używane w dużych ilościach.
Źródło: Ministerstwo Przemysłu. Główne struktury kontroli przepływu zostały zbudowane w okresie międzywojennym i głęboko zmieniły krajobrazy i geografię energii w krajach rozwiniętych, zwłaszcza we Francji. Rysunek 6 przedstawia ramę zapory: dolinę, mały pępek polodowcowy, na dużej wysokości.
Tama Chambon ma dużą pojemność w Bissort, 51 milionów metrów sześciennych, ale spadek jest mniejszy, ponieważ zbiornik znajduje się na dnie doliny. Stanowią jednak bardzo ważną inwestycję dla firm i stanowią najbardziej dobra robota ukończona w tym czasie, a wysoka zapora skalna, taka jak Bissort, była inżynierskim wyczynem, który wzbudzał entuzjazm i pytania. długoterminową opłacalność, dzięki czemu zostały zaprojektowane w sposób zrównoważony i faktycznie pozostają do dziś, ponad 70 lat po ich budowie i bez znaczących przekształceń, istotnymi szczegółami wyposażenia hydroelektrycznego francuskich Alp.
Boksyt to złożona skała, w której znajduje się aluminium
występuje w postaci wodorotlenków – diaspor i bemitu (tlenki jednowodne), gibbsytu
lub hydrargillit (trójwodny tlenek). Wraz z wodorotlenkami część glinu
minium można znaleźć w boksytach w postaci korundu, kaolinitu i innych minerałów. Dodatkowo skład boksytu w postaci różnych związki chemiczne zawiera żelazo, krzem, tytan i inne pierwiastki. Żelazo można znaleźć w boksytach w postaci hematytu Fe2O3, getytu 2Fe 2 0 3 .H 2 O, syderytu FeCO 3, pirytu FeS 2, szamozytu 4FeO Al 2 O 3 3SiO 2 4H 2 O oraz szeregu innych związków. Krzem występuje w boksytach w postaci kwarcu, opalu, chalcedonu (różne modyfikacje).
Po osiągnięciu kontroli przepływu przez tamy, przemysł aluminiowy po raz kolejny jako pierwszy stworzył sieci wysokiego napięcia, aby połączyć swoje zakłady nawet na duże odległości. W ten sposób najdalej mogą skorzystać z wkładu dużych zapór. Znaczenie producentów aluminium w rozwoju energetyki wodnej we Francji zostało docenione w świecie energetycznym. Kiedy firmy aluminiowe były w stanie zachować własność swoich zasobów energetycznych, miały znaczną przewagę nad konkurentami pod względem kosztów energii elektrycznej, a tym samym metalu.
kation SiO2), kaolinit, szamozyt i kilka innych minerałów. Główny
minerały tytanu w boksytach: anataz i rutyl TiO 2 oraz ilmenit FeO·TiO 2 . W
boksyty mogą również zawierać węglany wapnia CaCO3 i magnez
MgCO3, związki organiczne, związki siarki, fosforu, chromu i inne
elementy. Siarka występuje w boksytach głównie w postaci pirytu i jej ilości
Wynika to w szczególności z rozwoju Perikonki, rzeki o długości 451 km schodzącej z płaskowyżu Labrador. W przeciwieństwie do sytuacji w okresie międzywojennym, przemysł aluminiowy rzadko może dysponować jednostkami zaopatrującymi go w energię, ponieważ zbudowane i posiadane przez niego zapory i elektrownie skutkowały koncesjami. Woda rzeczna jest dobrem publicznym, a jej majątek w ścisłym znaczeniu należy do narodu, który przez pewien czas oddaje go przemysłowcowi w użytkowanie za wynagrodzeniem i zobowiązaniami określonymi w umowie koncesyjnej.
odmiana loidalna - melnikowit, fosfor - w postaci apatytu
3Ca 3 (PO 4) 2 CaF 2. W niewielkich ilościach boksyty często zawierają związki
kombinacje rzadkich pierwiastków: wanadu, galu, cyrkonu, niobu itp.
skład boksytów w postaci różnych znalezionych związków 42 chemicznych
element. Skład chemiczny boksytów, a także ich właściwości fizyczne są bardzo różne. Zawierają Al 2 O 3 35 ÷ 70%, SiO 2 - od dziesiątych do 25%, Fe 2 O 3 2 ÷ 40%, TiO 2 - od śladowych do 11%. Zawartość szeregu pierwiastków w boksycie mierzy się w setnych, a nawet tysięcznych procenta, np. wanad 0,025÷0,15%, gal 0,001÷0,007%.
Ale po drugiej wojnie światowej wielki ruch racjonalizacji i zawłaszczania przez naród wszystkich infrastruktur, które wydawały się monopolistami, uderzył w prawie wszystkie państwa. Modele nacjonalizacji w skali globalnej niewiele się zmieniły, chociaż lobby przemysłowe czasami były w stanie zachować własność swoich obiektów podczas nacjonalizacji. Grupa aluminiowa otrzymała nawet odnowienie koncesji w bardzo korzystne warunki wywołując spore kontrowersje w kraju. Ta dynamika również wymknęła się spod kontroli z powodu wszystkich duże sumy niezbędne do budowy infrastruktury hydroelektrycznej.
Z wyglądu boksyty często wyglądają jak glina, ich kolor jest od białego do ciemnoczerwonego (najczęściej czerwonego z różnymi odcieniami). Struktura boksytów może być gęsta i porowata. Ich gęstość wynosi od 1,2 do 3,5 g/cm3, twardość od 2 do 7 (w skali Mohsa).
Występują boksyty kamieniste, sypkie i gliniaste, które wyróżniają:
Xia nie tylko dzięki swoim właściwościom fizycznym, ale także chemicznym i mineralnym
Już teraz koszt wykonania dużych zapór we Francji w okresie międzywojennym był najwyższy z możliwych wsparcie finansowe przemysłowcy, pomimo wsparcia państwa. Rozwój elektrowni wodnej Drak, którego typowym przykładem jest tama Sauthet, pokazuje postępujący odwrót przemysłowców, jeszcze przed nacjonalizacją. Główny dystrybutor miał 42%, podczas gdy Houts Fourno de Chassé pozostał.
Jednak w skali globalnej nacjonalizacja i skala inwestycji w hydroenergetykę, zwłaszcza w okresach kryzysu, skłoniła przemysł aluminiowy do ułatwienia hurtowego zakupu energii elektrycznej od producentów-dystrybutorów w formie umów długoterminowych lub stosunków umownych z dostawca energii posiadający udziały w spółce będącej właścicielem fabryki aluminium. Te udziały firm energetycznych lub państw, które są ich właścicielami, podkreślają zainteresowanie producentem energii z odbiorcą energochłonnym, zwłaszcza w regionie rozwijającym się.
skład hymiczny. Kamieniste boksyty są na ogół bogate w żelazo; zawartość w nich tlenku krzemu jest zwykle niska. Luźne pudełko
Od kamienistych różni Cię przede wszystkim większa zawartość kaolinitu przy zmniejszonej ilości wodorotlenku glinu. Boksyty gliniane charakteryzują się wysoką zawartością kaolinitu i niską zawartością tlenków żelaza.
Kiedy kraj na południu, taki jak Kamerun, chce zbudować urządzenia do wytwarzania energii, aby zelektryfikować kraj, nie może znaleźć wystarczająco dużej bazy wypłacalnych klientów krajowych, aby jego projekt był opłacalny finansowo. wspierać kilku dużych klientów przemysłowych, którzy zdobędą wystarczającą ilość duża liczba energii elektrycznej, aby infrastruktura była opłacalna, tak aby przemysł aluminiowy odgrywał centralną rolę w wyposażeniu niektórych krajów.
W zależności od mineralogicznej postaci wodorotlenków
aluminium znajduje się w boksytach, dzielą się na diaspory, bemity,
gibbsite i mieszane. Mieszane boksyty zawierają jednocześnie dwie formy wodorotlenku glinu (diaspora-behmit, gibbsyt-behmit
boksyty). Największy wpływ na jakość boksytów ma zawartość boksytów.
W związku z tym przemysł aluminiowy pełni rolę startera w krajowym sprzęcie elektrycznym. Jednak wraz z szybkim wzrostem konsumpcji krajowej zaostrza się konkurencja między potrzebami fabryk, które wymagają obfitej i taniej energii elektrycznej, a potrzebami domowymi, dla których energia elektryczna może być droższa. Jeśli konkurencja jest zbyt silna, ceny gwałtownie rosną, a przemysł aluminiowy dusi się w materialnie. Ten bardzo uproszczony proces tłumaczy jego upadek w krajach Europy Zachodniej, takich jak Francja, podczas gdy, przeciwnie, przemysł jest uważany za ważny dla bogactwa narodowego i utrzymania długoterminowego podstawowego zużycia energii elektrycznej, zapewniając zasoby, niezależnie od kaprysów gospodarki, a następnie nowy urządzenia będą budowane w celu zaspokojenia popytu i utrzymania cen akceptowalnych przez przemysłowca.
tlenki glinu i krzemu. Stosunek zawartości Al2O3 w boksycie do ko-
zawierający SiO2 (w masie) nazywany jest modułem krzemiennym boksytu. Jak
im większy moduł krzemienia, tym wyższa jakość boksytu.
Według GOST 972-84, w zależności od rodzaju zużycia, boksyt
podzielone na 7 marek:
EB-1 i EB-2 - Produkcja elektrokorundu
TsB-1 – Produkcja cementu glinowego
CB-2 – Produkcja cementu
OB – Produkcja materiałów ogniotrwałych
GB - Produkcja tlenku glinu
MB - Produkcja stali martenowskich
Kompleksowy wskaźnik jakości boksytu przerabianego na glinę
zem (marka GB), zależy od schematu technologicznego jego przetwarzania oraz zawartości w nim A12O3, SiO2 i innych składników, które wpływają na wydajność przetwarzania. Większość światowych rezerw boksytu koncentruje się w osadach
depozyty. Są to główne złoża Afryki, Półwyspu Hindustan, Ameryki Środkowej i Południowej oraz Australii.
Rozpoznane złoża boksytu w naszym kraju są stosunkowo niewielkie i
ich jakość jest ogólnie niska. Ponadto niektóre złoża znajdują się na terenach trudnych do zagospodarowania i nienadających się do efektywniejszego wydobycia odkrywkowego.
Najważniejszym jest złoże boksytu Severouralskoye w
Region Swierdłowska. Szereg złóż boksytów bemitu-diaspory
typ został odkryty na południowym Uralu w regionie Czelabińska i Bashkir ASSR.
Boksyty południowego Uralu charakteryzują się wysoką zawartością
bez ziemi i tlenku węgla (IV), a także o wysokiej twardości. Są również wydobywane pod ziemią. Wydobyte boksyty zawierają średnio % (według
masa): Al2O3 50÷53; SiO2 5÷10 i Fe2О3 21÷22. W północnym Kazachstanie (w rejonie koryta Turgai) znanych jest wiele złóż boksytów gibbsytowych: Amangeldinskoe, Krasnooktyabrskoe, Belinskoe, Ayatskoe i inne.
boksyty są głównie typu średniego żelaza, mają stosunkowo wysoką zawartość kaolinitu i niski moduł krzemienia. Wydobywa się boksyty Turgai otwarta droga. Masa gruntowa boksytu zawiera średnio 42÷44% Al2O3, 9÷11% SiO2 i 16÷20% Fe2O3 przy module krzemiennym 4÷5.
Złoże gibbsytu w Tichwinie znajduje się w obwodzie leningradzkim.
boksyt bemitu. Skład chemiczny i właściwości fizyczne Tichwinu
boksyty są bardzo zróżnicowane, ale generalnie ich jakość jest niska. W teraźniejszości
Na razie zasoby boksytów z Tichwinu zostały w dużej mierze wyczerpane. W Archaniele
region w rejonie Północnej Onegi, pole jest w trakcie zagospodarowania
boksyty gibbsytowo-behmitowe. Boksyty North Onega charakteryzują się:
lez (6÷9%), ale mają niski średni moduł krzemienia - około trzech. Boksyty North Onega, w przeciwieństwie do boksytów z innych złóż, zawierają stosunkowo dużą ilość chromu (0,5÷0,8%. Сr2O3); krzemionka (16÷20%) występuje w boksycie głównie w postaci kaolinitu. Boksyt wydobywany jest w odkrywce. Zagraniczny przemysł aluminiowy pracuje głównie na wysokiej jakości boksytach typu gibbsite. Tylko w niektórych krajach
(Francja, Grecja itd.) istnieją zakłady działające na boksytach bemitowych.
Duże złoża boksytów znajdują się w Australii, na afrykańskim wybrzeżu
kontynentu (Gwinea, Ghana), w krajach Ameryki Południowej (Surinam, Gujana,
Jamajka, Brazylia). Azja ma duże zasoby boksytu
w Indiach, Indonezji, Chinach, Malezji. Na kontynencie europejskim duże
złoża boksytu znajdują się we Francji, na Węgrzech, w Jugosławii i Grecji.
cji. Kraje europejskie, takie jak Niemcy, Norwegia, Szwecja i Anglia, mają
ze stosunkowo rozwiniętym przemysłem aluminiowym, własnym
Nie mają prawie żadnych złóż boksytów i wykorzystują importowane surowce (tlenek glinu i boksyty). Stany Zjednoczone znaczna część przetwarzania
Moje boksyty sprowadzane są z innych krajów. Kanada, która ma rozwinięte aluminium
przemysł, nie posiada własnych boksytów i eksportuje surowce
(boksyt i tlenek glinu) z wielu krajów Ameryki i Afryki.
W naszym kraju przetwarza się również pewną ilość boksytu,
pochodzi z obce kraje: Gwinea, Jugosławia, Grecja. Robię-
Boksyt gibbsytowy z Gwinei ma następujący skład, % (masowo):
Al 2 O 3 45÷48; Fe 2 O 3 20÷25; SiO2 1,5÷2,5.
Wraz z boksytami w naszym kraju do produkcji tlenku glinu,
nazywają nefelinami i ałunitami. Zaangażowanie w produkcję nowych rodzajów surowców
pozwoliło nie tylko poszerzyć bazę surowcową przemysłu aluminiowego
sti, ale także bardziej racjonalnie zlokalizować przemysł aluminiowy.
Nefeliny są częścią sjenitów nefelinowych, urtites i innych
rodzaj. Rezerwaty urtites odkryto na Półwyspie Kolskim - w Chi-
góry fasoli. Głównymi składnikami urtytów Kola są apatyt
3Ca 3 (PO 4) 2 CaF 2 i nefelin (Na, K) 2O Al 2 O 3 2SiO 2. Zawartość apatytu w rudzie
średnio 43%, nefelina 38%, reszta - pirokseny, sphene, ti-
tanomagnetyt, skaleń i inne minerały. W naturalnym nefelinie mol-
stosunek SiO2 do Al2O3 jest nieco większy niż 2; skład nefelinu
można wyrazić wzorem (Na,K)2O Al 2 O 3 (2+n) SiO 2, gdzie n = 0÷0,5.
Ruda poddawana jest wzbogacaniu flotacyjnemu. Powoduje to a
koncentrat tytanu, który służy do produkcji fosforu
otręby i odpady nefelinowe. Ogony ponownie poddaje się flotacji (re-
czyszczenie) i zdobądź koncentrat nefelinu - surowiec do produkcji gliny
Koncentrat nefelinowy to kruszony materiał, w
w którym od 20 do 40% frakcji jest mniejsze niż 0,085 mm. Zawartość nefelinu w nefe-
koncentrat linii osiąga 95%.
Zgodnie ze specyfikacją (MRTU 6-12-54-80) koncentrat nefelinu
17,5% (Na2O+K2O). Przeciętny skład chemiczny następny koncentrat, %
(wagowo): AI 2O 3 28,5; SiO2 44; Fe 2 O 3 3,5; (Na 2 O + K 2 O) 18.
W regionie Kemerowo odkryto złoże urtytu Kiya-Shaltyrskoye.
lusty, które charakteryzują się wysoką jakością i w przeciwieństwie do innych znanych rud nefelinowych, mogą być przetwarzane bez wstępnego wzbogacania.
Zgodnie ze specyfikacją techniczną (TU 48-0113−81) ruda nefelinowa tego złoża musi zawierać co najmniej 26,5% Al 2 O 3 i 12,4% (Na 2 O + K 2 O w przeliczeniu na Na 2 O). Ruda to jasnoszara, średnio- i gruboziarnista skała zawierająca średnio 85% nefelinu. Pod względem zawartości tlenku glinu ruda Kiyashaltyr niewiele różni się od koncentratu nefelinu Kola, ale zawiera mniej alkaliów, a więcej tlenku żelaza.
Wraz z tlenkiem glinu w przetwórstwie rud nefelinowych i koncentratów
weź sodę i potaż. Ponadto do produkcji cementu wykorzystuje się odpady z produkcji tlenku glinu - osad belite. W konsekwencji rudy nefelinu są złożonymi surowcami, co sprawia, że ich przetwarzanie jest opłacalne ekonomicznie, pomimo niskiej zawartości tlenku glinu w porównaniu z boksytem. Alunity są częścią skał ałunitowych, których złoża znajdują się w Azerbejdżanie, Kazachstanie, Uzbekistanie i Ukrainie. Mineralogicznie ałunit jest głównym siarczanem glinu i potasu (lub sodu) K 2 SO 4 ·A1 2 (SO 4) 3 4A1 (OH) 3.
Istnieją odmiany ałunitu sodu i potasu: sód - o stosunku cząsteczkowym Na 2 O: K 2 O \u003d (1,76 ÷ 6): 1, potas - Na 2 O: K 2 O \u003d 1: 2. Złoża przemysłowe zwykle zawierają izomorficzną ich mieszaninę
dwie odmiany z przewagą potasu.
Uwzględniono minerały z grupy sylimanitów (cyjanit, sylimanit, andaluzyt)
w skład szeregu skał, których złoża odkryto na Kol-
półwysep, na Syberii, na Uralu. Największym z nich jest złoże cyjanitu na Półwyspie Kolskim. Średnia zawartość cyjanitu w rudzie tego złoża wynosi 30÷40%. Podczas wzbogacania rudy metodą flotacji wyodrębniono koncentrat zawierający do 60% Al 2 O 3 . Koncentrat cyjanitowy jest dobrym surowcem do produkcji stopów aluminiowo-krzemowych oraz wysokoglinowych materiałów ogniotrwałych.
Glinki i kaoliny są najczęstszymi produktami zawierającymi tlenek glinu
rasy. W kraju znajduje się wiele dużych złóż wysokiej jakości
glinki i kaoliny na Uralu i Syberii. Glin występuje w glinach w postaci
wodny glinokrzemian - kaolinit. Czyste glinki o wysokiej zawartości
kaolinit i odpowiednio niska zawartość zanieczyszczeń nazywa się
kaoliny. O jakości kaolinów, jako surowców zawierających aluminium, decydują:
etsya to przede wszystkim zawartość kaolinitu i możliwość ich wzbogacenia.
Kaoliny są obecnie używane do produkcji krzemu-aluminium
stop - krzemoaluminium przez bezpośrednią redukcję; są również możliwymi surowcami do produkcji tlenku glinu w procesach kwasowych i spiekaniu.
Sericyt Ka 2 O 3Al 2 O 3 6SiO 2 2H 2 O - wodny glinokrzemian potasu zawiera
żyje około 10% K 2 O i ponad 39% Al 2 O 3. Podczas wzbogacania flotacyjnego nie
z czego rudy miedzi są uzyskiwane z odpadów przeróbczych o wysokiej zawartości serycytu.
Ponowna flotacja odpadów poflotacyjnych umożliwia wyizolowanie koncentratu składającego się z prawie
z czystego serycytu. Ten koncentrat można wykorzystać do uzyskania
tlenek glinu, alkalia i cement.
Surowcem do produkcji tlenku glinu może być popiół węglowy,
odpady ze wzbogacania twardy węgiel i żużle glinowe, tworzące -
Xia podczas wytapiania redukcyjnego niektórych rud żelaza. Zawartość Al 2 O 3
w popiele ze spalania niektórych węgli, a także w odpadach ze wzbogacania węgla
osiąga 30-40%, reszta to głównie krzemionka.
JAK JEST PRODUKOWANY
ALUMINIUM
Pomimo tego, że aluminium jest najpowszechniejszym metalem na naszej planecie, nie można go znaleźć w czystej postaci na Ziemi. Ze względu na dużą aktywność chemiczną atomy glinu łatwo tworzą związki z innymi substancjami. Jednocześnie „skrzydlatego metalu” nie można uzyskać przez wytop rudy w piecu, jak to ma miejsce np. w przypadku żelaza. Proces pozyskiwania aluminium jest znacznie bardziej skomplikowany i opiera się na wykorzystaniu energii elektrycznej o dużej mocy. Dlatego huty aluminium budowane są zawsze w pobliżu dużych źródeł energii elektrycznej – najczęściej elektrowni wodnych, które nie zanieczyszczają środowiska środowisko. Ale najpierw najważniejsze.
Wydobycie boksytu
Produkcja metalu podzielona jest na trzy główne etapy: wydobycie boksytu - rudy zawierającej aluminium, ich przetwarzanie na tlenek glinu - tlenek glinu i wreszcie produkcję czystego metalu w procesie elektrolizy - rozkład tlenku glinu na jego części składowe pod wpływem prąd elektryczny. Z 4-5 ton boksytu uzyskuje się 2 tony tlenku glinu, z którego powstaje 1 tona aluminium.
Na świecie istnieje kilka rodzajów rud aluminium, ale głównym surowcem do produkcji tego metalu jest boksyt. Jest to skała składająca się głównie z tlenku glinu z domieszką innych minerałów. Boksyt jest uważany za wysokiej jakości, jeśli zawiera więcej niż 50% tlenku glinu.
Boksyty mogą się bardzo różnić od siebie. Ze względu na strukturę są twarde i gęste lub luźne i kruszące się. W kolorze - z reguły ceglastoczerwony, czerwonawy lub brązowy ze względu na domieszkę tlenku żelaza. Przy niskiej zawartości żelaza boksyty mają kolor biały lub szary. Ale czasami są rudy żółtego, ciemnozielony a nawet barwny - z niebieskimi, czerwono-fioletowymi lub czarnymi smugami.
Około 90% światowych zasobów boksytu koncentruje się w krajach strefy tropikalnej i subtropikalnej - 73% z nich znajduje się w pięciu krajach: Gwinei, Brazylii, Jamajce, Australii i Indiach. Gwinea ma najwięcej boksytów – 5,3 mld ton (28,4%), podczas gdy one Wysoka jakość, zawierać minimalna ilość zanieczyszczenia i leżą prawie na powierzchni.
Najczęściej boksyt wydobywany jest w sposób otwarty – za pomocą specjalnego sprzętu ruda jest „odcinana” warstwa po warstwie z powierzchni ziemi i transportowana do dalszego przerobu. Są jednak miejsca na świecie, w których ruda aluminium leży bardzo głęboko i trzeba budować kopalnie, aby ją wydobywać - jedna z najgłębszych kopalni na świecie, Czeremuchowskaja-Glubokaya, znajduje się w Rosji, na Uralu, jej głębokość wynosi 1550 metrów.
Produkcja tlenku glinu
Kolejnym krokiem w łańcuchu produkcyjnym jest przetwarzanie boksytu na tlenek glinu - tlenek glinu Al2O3, który jest białym kruchym proszkiem. Głównym sposobem pozyskiwania tlenku glinu na świecie jest metoda Bayera, odkryta ponad sto lat temu, ale wciąż aktualna – w ten sposób wytwarza się około 90% tlenku glinu na świecie. Metoda ta jest bardzo ekonomiczna, ale można ją stosować tylko przy przetwarzaniu wysokiej jakości boksytu o stosunkowo niskiej zawartości zanieczyszczeń – przede wszystkim krzemionki.
Metoda Bayera opiera się na: krystaliczny wodorotlenek glinu, który jest częścią boksytu, dobrze rozpuszcza się w wysokiej temperaturze w roztworze soda kaustyczna(zasada kaustyczna, NaOH) o wysokim stężeniu, a gdy temperatura i stężenie spadają, ponownie krystalizuje. Outsiderzy wchodzące w skład boksytu (tzw. balast) nie przechodzą do postaci rozpuszczalnej, czyli nie ulegają rekrystalizacji i wytrącaniu przed krystalizacją wodorotlenku glinu. Dlatego po rozpuszczeniu wodorotlenku glinu balast można łatwo oddzielić – nazywa się to błotem czerwonym.
Duże cząstki wodorotlenku glinu łatwo oddziela się od roztworu przez filtrację, myje się je wodą, suszy i kalcynuje – czyli podgrzewa w celu usunięcia wody. W ten sposób uzyskuje się tlenek glinu.
Tlenek glinu nie ma daty ważności, ale nie jest łatwo go przechowywać, ponieważ przy najmniejszej okazji aktywnie pochłania wilgoć - dlatego producenci wolą go wysłać do produkcja aluminium. Najpierw tlenek glinu układa się w stosy o wadze do 30 tysięcy ton - uzyskuje się rodzaj ciasta francuskiego o wysokości do 10-12 metrów. Następnie ciasto jest „cięte” i ładowane do wysłania do wagonów kolejowych – średnio od 60 do 75 ton na wagon (w zależności od typu samego wagonu).
Istnieje inny, znacznie mniej powszechny sposób pozyskiwania tlenku glinu - metoda spiekania. Jego istotą jest zdobycie twarde materiały z proszku w podwyższonej temperaturze. Boksyty są spiekane z sodą i wapieniem - wiążą krzemionkę w nierozpuszczalne w wodzie krzemiany, które łatwo oddzielają się od tlenku glinu. Metoda ta jest droższa od metody Bayera, ale jednocześnie umożliwia przetwarzanie boksytu o wysokiej zawartości szkodliwych zanieczyszczeń krzemionkowych.
Kriolit
Tlenek glinu jest bezpośrednim źródłem metalu w procesie produkcji aluminium. Ale aby stworzyć środowisko, w którym ten proces będzie się odbywał, potrzebny jest jeszcze jeden składnik - kriolit.
To rzadki minerał z grupy fluorków naturalnych o składzie Na3AlF6. Tworzy zwykle bezbarwne, białe lub dymnoszare skupienia krystaliczne o szklistym połysku, czasem prawie czarne lub czerwonobrązowe. Kriolit jest kruchy i łatwo się topi.
Naturalne złoża tego minerału są bardzo nieliczne, dlatego sztuczny kriolit jest wykorzystywany w przemyśle. We współczesnej metalurgii otrzymuje się go w reakcji kwasu fluorowodorowego z wodorotlenkiem glinu i sodą.
Produkcja aluminium
Tak więc wydobyliśmy boksyt, uzyskaliśmy z niego tlenek glinu, zaopatrzyliśmy się w kriolit. Wszystko gotowe do ostatniego etapu - elektrolizy aluminium. Zakład elektrolizy jest sercem huty aluminium i nie przypomina warsztatów innych zakładów metalurgicznych, na przykład produkujących żelazo czy stal. Składa się z kilku prostokątnych budynków, których długość często przekracza 1 km. Wewnątrz w rzędach zainstalowane są setki ogniw elektrolitycznych, połączonych szeregowo masywnymi przewodami z elektrycznością. Stałe ciśnienie na elektrodach każdej kąpieli mieści się w zakresie zaledwie 4-6 woltów, natomiast natężenie prądu wynosi 300 kA, 400 kA i więcej. To prąd elektryczny jest tu główną siłą produkcyjną - w warsztacie jest bardzo mało ludzi, wszystkie procesy są zmechanizowane.
W każdej kąpieli zachodzi proces elektrolizy aluminium. Zbiornik kąpieli wypełniony jest stopionym kriolitem, który tworzy medium elektrolityczne (przewodzące) o temperaturze 950°C. Rolę katody pełni dno wanny, a anodą są zanurzone w kriolicie bloki węglowe o długości około 1,5 metra i szerokości 0,5 metra, z boku wyglądają jak efektowny młot.
Co pół godziny nowa porcja surowców jest ładowana do wanny za pomocą automatycznego systemu podawania tlenku glinu. Pod wpływem prądu elektrycznego następuje zerwanie wiązania aluminium z tlenem – aluminium osadza się na dnie wanny, tworząc warstwę o grubości 10-15 cm, a tlen łączy się z węglem, który jest częścią bloków anodowych, oraz tworzy dwutlenek węgla.
Mniej więcej raz na 2-4 dni aluminium usuwa się z kąpieli za pomocą kadzi próżniowych. W skorupie elektrolitu zamrożonej na powierzchni wanny wybijany jest otwór, do którego opuszczana jest rura. Płynne aluminium jest przez niego zasysane do kadzi, z której wcześniej zostało wypompowane powietrze. Z jednej kąpieli wypompowuje się średnio około 1 tony metalu, aw jednej kadzi można umieścić około 4 tony stopionego aluminium. Następnie ta kadź jest wysyłana do odlewni.
Przy produkcji każdej tony aluminium uwalniane jest 280 000 m3 gazów. Dlatego każdy elektrolizer, niezależnie od swojej konstrukcji, wyposażony jest w system zbierania gazów, który wychwytuje gazy uwalniane podczas elektrolizy i przesyła je do układu oczyszczania gazów. Nowoczesne „suche” systemy oczyszczania gazów wykorzystują jedynie tlenek glinu do wychwytywania szkodliwych związków fluoru. Dlatego tlenek glinu, zanim zostanie użyty do produkcji aluminium, najpierw bierze udział w oczyszczaniu gazów, które powstały podczas wcześniejszej produkcji metalu. Oto takie błędne koło.
Proces elektrolizy aluminium wymaga duża ilość energii elektrycznej, dlatego ważne jest, aby korzystać z odnawialnych i niezanieczyszczających źródeł tej energii. Najczęściej wykorzystuje się do tego elektrownie wodne - mają wystarczającą moc i nie emitują do atmosfery. Na przykład w Rosji 95% produkcji aluminium pochodzi z elektrowni wodnych. Są jednak miejsca na świecie, w których nadal dominuje wytwarzanie węgla – w szczególności w Chinach odpowiada on za 93% produkcji aluminium. W efekcie przy produkcji 1 tony aluminium z wykorzystaniem hydrogeneracji do atmosfery uwalniane jest nieco ponad 4 tony dwutlenku węgla, a przy produkcji węgla – pięciokrotnie więcej – 21,6 tony.
Odlewnia
Stopione aluminium w kadziach dostarczane jest do odlewni huty aluminium. Na tym etapie metal nadal zawiera niewielką ilość zanieczyszczeń żelaza, krzemu, miedzi i innych pierwiastków. Ale nawet ułamki procenta, które można przypisać zanieczyszczeniom, mogą zmienić właściwości aluminium, więc tutaj są one usuwane przez przetopienie w specjalnym piecu w temperaturze 800 ° C. Otrzymane czyste aluminium wlewa się do specjalnych form, w których metal nabiera stałej postaci.
Najmniejsze wlewki aluminiowe nazywane są wlewkami, mają masę od 6 do 22,5 kg. Po otrzymaniu aluminium we wlewkach konsumenci ponownie go topią i nadają mu skład i kształt wymagany do ich celów.
Największe wlewki to 30-tonowe równoległościany o długości 11,5 metra. Wykonane są w specjalnych formach, zagłębiają się w ziemię na około 13 metrów. Gorące aluminium wlewa się do niego przez dwie godziny - wlewek „rośnie” w formie sopla, tylko w przeciwnym kierunku. Jednocześnie jest chłodzony wodą i po zakończeniu nalewania jest już gotowy do dalszego transportu. Prostokątne wlewki nazywane są płytami (od angielskich płyt) - służą do walcowania w cienkie blachy i produkcji folia aluminiowa, puszki po napojach czy np. karoserie samochodowe.
Aluminium w postaci cylindrycznych wlewków osiąga długość 7 metrów - służą one do wyciskania, czyli wyciskania przez otwór o wymaganym kształcie. Tak powstaje większość produktów aluminiowych.
W odlewni aluminium otrzymuje nie tylko różne kształty, ale także skład. Faktem jest, że w czystej postaci metal ten jest używany znacznie rzadziej niż w postaci stopów.
Stopy powstają poprzez wprowadzenie do aluminium różnych metali (tzw. dodatków stopowych) - niektóre zwiększają jego twardość, inne zwiększają jego gęstość, inne prowadzą do zmiany jego przewodności cieplnej itp. Jako dodatki stosuje się bor, żelazo, krzem, magnez, mangan, miedź, nikiel, ołów, tytan, chrom, cynk, cyrkon, lit, skand, srebro itp. Oprócz tych pierwiastków w stopy aluminium może być obecnych kilkanaście innych dodatków stopowych, takich jak stront, fosfor i inne, co znacznie zwiększa możliwą liczbę stopów. Do chwili obecnej w przemyśle stosuje się ponad 100 gatunków stopów aluminium.
Nowe technologie
Producenci aluminium stale doskonalą swoje technologie, aby nauczyć się wytwarzać metal najwyższej jakości przy najniższych kosztach i najmniejszym wpływie na środowisko. Elektrolizery o wydajności prądowej 400 i 500 kA zostały już zaprojektowane i działają, elektrolizery poprzednich generacji są modernizowane.
Jednym z wiodących światowych osiągnięć jest produkcja metalu przy użyciu obojętnej anody. Ta wyjątkowa rewolucyjna technologia pozwoli producentom aluminium zaprzestać stosowania anod węglowych. Obojętna anoda, mówiąc w uproszczeniu, jest wieczna, ale co najważniejsze – podczas jej użytkowania do atmosfery uwalniany jest nie dwutlenek węgla, ale najczystszy tlen. Co więcej, 1 kąpiel elektrolityczna będzie w stanie wyprodukować tyle tlenu, co 70 hektarów lasu. Na razie ta technologia jest tajna i przechodzi testy przemysłowe, ale kto wie – może w przyszłości zmieni przemysł aluminiowy w kolejne płuco naszej planety.
Recykling
Aluminium ma użyteczna nieruchomość- nie tracą swoich właściwości podczas użytkowania, dzięki czemu produkty z niej wytapiane można przetapiać i przetwarzać na nowe produkty. Pozwala to po raz pierwszy zaoszczędzić kolosalną energię zużywaną na produkcję aluminium.
Według wyliczeń Międzynarodowego Instytutu Aluminium od 1880 roku na świecie wyprodukowano prawie miliard ton aluminium, a trzy czwarte tej ilości jest nadal w użyciu. Około 35% w budynkach i konstrukcjach, 30% w kablach i sprzęcie elektrycznym oraz 30% w transporcie.
Odpady aluminiowe zbierane są na całym świecie - w życiu codziennym to głównie puszki aluminiowe po napojach. Szacuje się, że 1 kg zebranych i poddanych recyklingowi puszek pozwala zaoszczędzić 8 kg boksytu, 4 kg różnych fluorków i 14 kWh energii elektrycznej. Ponadto pozwala znacznie ograniczyć szkody środowiskowe wyrządzane przez stale powiększające się składowiska. Rozwój odpowiedzialności za środowisko sprawia, że idea selektywnej zbiórki odpadów jest coraz bardziej popularna na całym świecie.
