Совет 1: Как получают алюминий

Алюминий принадлежит к легким металлам. Главным алюминиевыми рудами являются нефелины, бокситы и алуниты.



Получают алюминий технологическим путем, включающим два основных этапа: изготовление глинозема из мелкой руды алюминия и дальнейшее получения легкого металла из глинозема.

Глинозем представляет собой кристаллическую окись из алюминия. Глинозем можно получить, применяя три метода: щелочной, кислотный и электролитический. Самым распространенным считается щелочной метод, который был открыт Байером и в будущем получил называние Байер-процесс. Сначала мелкую руду алюминия нагревают при помощи автоклавы, добавляя натром, после чего дают алюминиевой руде остыть. Далее выделяют из жидкости твердый осадок называемый «красный шлам». Затем из этого раствора получают гидроокись алюминия и сразу ее прокаливают, чтобы вывести чистый глинозем.

Очищенную окись легкого металла подвергают электролизу. В ходе реакции она расплавляется, распадаясь на отдельные составляющие. В результате электролиза выделяется сам алюминий, составляющие примерно четверть первоначального веса боксита.

Глинозем имеет второе название корунд, в качестве минерала. Сейчас кристаллы ювелирного корунда производят искусственным путем, однако в природе все еще можно встретить натуральные камни. Как правило, корунд используют в огнеупорном материале.

Получают алюминий путем вторичной переработки лома. Результатом большинства крупных алюминиевых предприятий становятся различные отходы, которые включают в себя оксид железа, алюминий, титан и многие другие металлы. Такие отходы получили название - красные шламы, которые содержат большое число ценных компонентов, выделение большинства из них может быть вполне рентабельным производством. Однако в настоящее время данный процесс имеет большие финансовые затраты, поэтому шлам хранят на хорошо изолированных территориях. Увозят его потому, что красный шлам, из которого выделена окись алюминия, содержит большую концентрацию щелочи и представляет огромную опасность для всей окружающей природы, включая человека: при соприкосновении с кожей начинает ее разъедать.

Совет 2: Как получают алюминий в промышленности

Алюминий — один из важнейших цветных металлов, занимающий лидирующие позиции среди цветных и других металлов по выпуску и потреблению. Этот металл широко применяется в виде сплавов и в чистом виде в различных отраслях промышленности.

Сырье для промышленного выпуска алюминия



В зависимости от используемого сырья и по способу производства алюминий делится на группы:

- первичный;
- вторичный.

Первичный алюминий производится из минеральных руд, содержащих оксид алюминия и различающихся составом и его концентрацией. Содержанием оксида алюминия в минералах:

- бокситы. Основная алюминиевая руда, содержащая до 50% оксида алюминия;
- нефелины (до 30%);
- алуниты (до 20%).

Для производства вторичного алюминия и сплавов используется алюминиевые и лом (высечка и обрезь листов, труб и лент, проволока, фольга, проводники тока, стружка и прочие отходы).

Производство первичного алюминия



Технология производства металлического алюминия из рудных материалов представляет собой сложную технологическую схему, состоящую из несколько подразделений, производящих:

- глинозем;
- фтористые соли и криолит;
- угольные изделия (блоки футеровки, электроды);
- электролитический алюминий.

Главные элементы технологической цепочки — это производства глинозема (оксида алюминия) и электролитического алюминия. Основным методом промышленного получения алюминия является метод электролиза глиноземного расплава в криолите. Электролитическое восстановление алюминия — это энергозатратное производство, поэтому алюминиевые заводы расположены в районах с ГЭС (дешевая электроэнергия), а производства глинозема — около месторождений алюминиевой руды.

Основным устройством для получения алюминия служит алюминиевая ванна или электролизер. В процессе электролиза алюминий, имеющий более высокую плотность, чем криолит, отделяется от расплава криолитоглинозема и опускается на дно ванны, где собирается и извлекается при помощи сифонов или вакуумных ковшей, засасывающих алюминий через трубу, введенную через слой электролита в жидкий алюминий. После этого алюминий очищают (хлорируют) и отливают в слитки.

Алюминий высокой чистоты вырабатывают путем дополнительного рафинирования (до 99,99% чистоты) или при помощи субсоединений (до 99,9995% чистоты).

Выплавка вторичного алюминия



Вторичный алюминий с необходимыми характеристиками получают путем выплавки алюминиевого лома и отходов в специальных печах с топливным или электрическим способами плавки. Перед плавкой отходы сортируют и подвергают холодной переработке (разделке) для удаления металлических и неметаллических примесей. Затем лом подают в непосредственно в расплав алюминия в ванной печи с принудительным погружением в него для предотвращения окисления. Разливка готового продукта производится в литейные чушки различной формы и другие литые изделия.
Источники:
  • Лекции
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500
к
Honor 6X Premium
новая премиальная версия
узнать больше