Hogy van az alumínium

Hogyan lehet előállítani
ALUMÍNIUM

Annak ellenére, hogy az alumínium fémnél a Földön, a Földön nem található a tiszta formában. Mivel a magas kémiai aktivitást alumínium atomok könnyen képeznek vegyületeket más anyagokkal. A „szárnyas fém” nem lehet az olvasztással előállított az ércet a kemencében, mint ahogyan például a vas. A folyamat, mely során timföld jóval összetettebb, és alapjául a használata hatalmas erő áram. Ezért az alumínium kohók mindig épül, közel a legfontosabb a villamos energia - többnyire vízerőművek, nem szennyező. De kezdjük az elején.

Előállítása fém osztva három fő szakaszra oszlik: bauxitbányászat - egy alumínium érc feldolgozása, hogy alumínium-oxid - alumínium-oxid, és végül megszerzése a tiszta fém, segítségével elektrolizáló eljárás - timföld dezintegráció alkotórészeire hatása alatt az elektromos áram. 4-5 tonna bauxit kapott 2 tonna alumínium-oxid, a termelő egy tonna alumínium.

Számos típusú alumínium érc a világon, de az alapanyagot bauxit vannak a termelés a fém. Ez a kőzet főleg alumínium-oxiddal adalékolt egyéb ásványi anyagok. Bauxit tekinthető minőségi, ha több, mint 50% alumínium-oxidot.

Bauxit eltérhetnek egymástól. Szerint a szerkezet, ezek a szilárd és feszes vagy laza és morzsalékos. Szín szerint - jellemzően téglavörös, vöröses vagy barna miatt vas-oxid szennyeződést. Egy kis vastartalma bauxit van egy fehér vagy szürke színű. De néha vannak érc sárga, sötétzöld, és még színes - kék, piros, lila vagy fekete erek.

A legtöbb bauxit lefolytatása, felület - speciális berendezések érc „cut” rétegenként a felszíni és szállítják további feldolgozásra. Ugyanakkor a világon vannak olyan helyek, ahol az alumínium érc jogok nagyon mély, és a termelés során építeni kell a bánya - az egyik legmélyebb bányák a világon „Cheremukhovskoye Deep” Magyarországon van, az Urál, a mélysége -1550 méter.

Bayer eljárás azon alapul, a következő: a kristályos alumínium-hidroxid, része a bauxit jól oldódik magas hőmérsékleten nátrium-hidroxid (maró lúgok, NaOH) nagy koncentrációjú, és a hőmérséklet csökkentésével és az oldat koncentrációját újra átkristályosítjuk. Idegen anyag tartalmazza az összetétel a bauxit (úgynevezett előtét) nem adja át az alatt az oldható formában vagy kristályosítani, és kicsapódnak a kristályosítás előtt az alumínium-hidroxid keletkezik. Ezért, miután a felbomlása alumínium-hidroxid előtét segítségével könnyen elválaszthatók - ez az úgynevezett vörösiszapot.

Nagy alumínium-hidroxid részecskék könnyen elválasztjuk az oldattól szűréssel, azokat vízzel mossuk, szárítjuk és kalcináljuk -, hogy melegítjük a víz eltávolítása céljából. Szóval timföld.

Az alumínium-oxid nincs lejárati dátum, de ne is nehéz, mert a legkisebb lehetőséget, hogy aktívan magába szívja a nedvességet - így a gyártók inkább, mivel a termelés alumínium lehet küldeni gyorsabb. Először is, timföld halmoztak halom akár 30 ezer tonna - kiderül egyfajta réteges torta akár 10-12 méter magas. Ezután a torta „cut”, és betöltve a szállítást a vasúti kocsik - átlagosan egy kocsi 60 és 75 tonna (típusától függően az autó).

Alumina viselkedik, mint egy közvetlen forrása fém gyártása során az alumínium. De ahhoz, hogy hozzon létre olyan környezetet, amelyben ez a folyamat kerül sor, szükség van még egy összetevő - jégkő.

Ez egy ritka ásvány csoportjából a természetes fluorid készítmény Na3AlF6. Általában képez színtelen, fehér vagy szürke füst-kristályos klaszter egy pohár csillogás, néha - majdnem fekete vagy vöröses-barna. Kriolit törékeny, és könnyen olvad.

Természetes betétek az ásványi rendkívül kicsi, így a mesterséges kriolit használják az iparban. A modern kohászat azt úgy állítjuk elő a hidrogén-fluorid alumínium-hidroxiddal és szóda.
alumíniumgyártás

Tehát, már kivont bauxit, timföld szállt ki belőle, tele jégkő. Minden készen áll a végső fázisban - az elektrolízis alumínium. Az elektrolízis üzlet szívében alumínium kohó, és nem olyan, mint a többi üzletek kohászati ​​vállalatok termelnek, például öntött vasból vagy acélból. Ez áll több téglalap alakú, amelynek hossza gyakran meghaladja 1 km. Belül sorban telepített több cserépben sorozat masszív vezetékek a villamos energia. A DC feszültség az elektródok egyes fürdő csak a tartományban a 4-6 V, míg az áramerősség 300 kA és 400 kA vagy több. Ez egy elektromos áram van a fő termelési erő - az emberek a boltban nagyon kicsi, az összes folyamat gépesített.

Minden fürdő történik alumínium elektrolízis eljárásban. Kapacitás fürdő töltött olvadt kriolit, amely létrehoz egy elektrolitikus (vezetőképes) környezetben hőmérsékleten 950 ° C-on A szerepe a katód végzi az alján a fürdő, és az anód - belemerül a kriolit szénegységek körülbelül 1,5 méter hosszú és 0,5 méter széles, oldalsó, úgy néznek ki, mint egy kalapács lenyűgöző méretű.

Félóránként egy automatikus adagoló rendszer alumínium a fürdőben tölteni egy új darab anyag. Hatása alatt a villamos áram közötti kapcsolat az alumínium és oxigén van törve - alumínium rakódik az alján a fürdő, és egy réteget alkot a 10-15 cm-es, és az oxigén kombinálja azzal a szénatommal, amely része anód blokkokat, és szén-dioxidot.

Körülbelül minden 2-4 napon eltávolított alumínium a fürdő segítségével vákuum üstben. A megszilárdult fürdő kéreg az elektrolit felületén lyukasztás, amelybe a cső lesüllyed. A folyékony alumínium átszívatjuk be az üst, amelyből az előre kiürítették. Átlagban, egy fürdő szivattyúzzák körülbelül 1 tonna fém, és egy vödör illeszkedik körülbelül 4 tonna olvadt alumínium. Továbbá, a vödör megy az öntödében.
Minden tonna alumínium kiosztott 280.000 m3 gáz. Ezért minden elektrolitikus cella annak felépítésétől függetlenül van szerelve gáz adatgyűjtési rendszer, amely összegyűjti a felszabaduló gázokból az elektrolízis során, és elküldi őket a gáz tisztító rendszer. Modern „száraz” gáztisztító rendszert csapdázó káros fluorozott alkalmazott vegyületek, vagy hogy egyéb, és alumínium-oxid. Ezért, mielőtt használt alumínium előállítására, timföld valójában részt vesz az első gáztisztítás amelyek során képződött fém termelés előtt. Itt egy ördögi kör.

Alumínium elektrolízis folyamata megköveteli hatalmas mennyiségű elektromos áram, így fontos, hogy a megújuló és a nem szennyező energiaforrások. Leggyakrabban használt erre vízerőmű -, hogy elegendő kapacitással, és nincs kibocsátás. Például, Magyarországon, 95% alumínium-hidro kapacitást biztosított. Vannak azonban olyan helyek a világon, ahol a szénalapú energiatermelés régóta uralják - különösen Kínában, számviteli 93% alumínium termelés. Ennek eredményeként a termelés 1 tonna alumínium alkalmazásával hydro jut a légkörbe több mint 4 tonna szén-dioxid és a szén felhasználása generáció - ötször nagyobb - 21,6 tonna.

A megolvadt alumínium az üstben szállítják az öntödei kohó. Ebben a szakaszban, a fém még tartalmazott kis mennyiségű szennyeződések vas, szilícium, réz, és más elemeket. De még egy százaléka tulajdonítható a szennyező anyagok tulajdonságait is megváltoztathatja az alumínium, ezért itt azokat eltávolították megolvasztjuk egy speciális kemencében hőmérsékleten, 800 ° C-on Az így kapott tiszta alumínium öntjük speciális formájú, amelyben a fém veszi szilárd formájában.
A legkisebb alumínium bugák nevű sertés, hogy van egy súlya 6 és 22,5 kg. Miután megkapta alumínium bugák, a fogyasztók újra megolvasztjuk, és így a készítmény és a formáját, amelyek szükségesek a saját célra.

A legnagyobb veretlen - 30 tonnás hasáb 11,5 méter hosszú. Anyaguk speciális formája, így a földön mintegy 13 méter. Hot alumíniumot öntünk, hogy két órán át - öntvényből „növekszik” egy jégcsap, mint formában, de az ellenkező irányban. Ugyanakkor azt vízzel lehűtjük és a befejezése időpontjában ömlött kész a további szállítás. Négyszögletes keresztmetszetű rudakat nevezett lemezek (az angol lapok.) - ezeket használják a gördülő vékony lemezek és gyártása alumínium fólia dobozok italokhoz, vagy például, az autóipar számára.

Alumínium formájában tuskó eléri a hossza 7 méter - ezeket használják extrudálás, azaz a kihúzás a nyíláson keresztül a kívánt formát. Ez tette annyira az alumínium termékeket.

Az öntödei alumínium ad nem csak a különböző formák, hanem a készítmény. Az a tény, hogy a tiszta formájában, ez a fém használjuk sokkal ritkábban, mint az ötvözetek formájában.

Az ötvözeteket úgy állítjuk elő, különböző fémek alumínium (ún dópoló) - az egyik növeli annak keménysége, más sűrűség, a harmadik vezető egy változás a hővezető képessége, stb A felhasznált adalékok bór, vas, szilícium, magnézium, mangán, réz, nikkel, ólom, titán, króm, cink, cirkónium, lítium, szkandium, ezüst, és mások. Amellett, hogy ezeket az elemeket alumíniumötvözetek lehetnek jelen még körülbelül tíz dópoló mint például a stroncium, a foszfor és mások, amely jelentősen növeli a lehetséges számát ötvözetek. A mai napig, az ipar használja több mint 100 márka alumínium ötvözetek.

Alumínium gyártók folyamatosan fejlesztik a technológiát annak érdekében, hogy megtanulják, hogyan kell a legjobb minőségű fém a legalacsonyabb áron, és minimális hatással van a környezetre. Már megépített és működési sejt, a hatalom a jelenlegi ereje, amely 400 és 500kA, modernizált elektrolízis az előző generációk.

Az egyik a világ legelső fejlesztése - gyártása fém inert anód. Ez az egyedülálló forradalmi technológia lehetővé teszi az alumínium gyártók elveti a szén anódot. Inert anód, egyszerűen, örök, de ami a legfontosabb -, ha azt használják a szén-dioxid nem szabadul fel a légkörbe, és a tiszta oxigén. 1 Az elektrolízis fürdő képes ugyanazokat az oxigén mennyisége 70 hektár erdő. Bár ez a technológia titokban, és fut az ipari vizsgálatokat, de ki tudja - talán a jövőben is készült alumínium ipar van néhány tüdő bolygónkon.

Alumínium van egy szép jellegzetessége - nem veszíti el tulajdonságait használja, így a termékek készülnek akkor lehet, hogy olvadt le, és visszavezetjük az új termékek már. Ez lehetővé teszi, hogy mentse a hatalmas energia a termelés alumínium először.

A számítások szerint a Nemzetközi Alumínium Intézet 1880 óta, a világ termelt csaknem 1 milliárd tonna alumínium és háromnegyede ez a mennyiség még mindig használatban van. Mintegy 35% épületekben, 30% - elektromos vezetékek és berendezések 30% - a közlekedésben.

Szerte a világon, összegyűjti alumínium hulladék - a mindennapi életben leginkább alumínium dobozokat ital. Úgy becsülik, hogy 1 kg összegyűjtjük és helyezték kannák megtakarítja feldolgozás bauxit 8 kg, 4 kg különböző fluoridok és 14 kW / h elektromos. Ezen felül, akkor jelentősen csökkenti a környezeti károkat minden bimbózó hulladéklerakók. A fejlesztés a környezeti felelősség teszi az egyre népszerűbb ötlet a szelektív hulladékgyűjtés a világon.