Aluminium, produksi aluminium: teknologi, proses lan gambaran

Aluminium wis akèh fitur sing nggawe iku salah siji bahan paling digunakake ing donya. Iku iki digunakake mbagekke ing alam, njupuk Panggonan pisanan ing antarane logam. Punika badhe koyone sing kangelan karo produksi ora arep. Nanging kegiatan kimia dhuwur saka logam ndadékaké kanggo kasunyatan sing ora ketemu, lan gawé murni - iku angel, larang regane lan energi intensif.

bahan mentahan kanggo produksi

Saka kang bahan mentahan aluminium? produksi aluminium kabeh mineral ngemot iku, larang lan uneconomic. Extract saka bauxite, kang ngemot nganti 50% oksida aluminium lan setor langsung ing lumahing bumi masal gedhe.

Iki biji aluminium duwe komposisi kimia rodo Komplek. Padha ngemot alumina ing jumlah 30-70% abot, silicas, kang bisa nganti 20% saka wesi oxide ing sawetara saka 2 kanggo 50%, titanium (nganti 10%).

Aluminas, lan Alumina iki dumadi saka hidrokarbon, corundum lan kaolinite.

Bubar alumina disiapake saka nephelines baja kang ngemot uga sodium, kalium oxide, silika, lan alunite.

Kanggo produksi 1 ton saka aluminium murni kudu kira-kira rong ton saka Alumina, kang, ing siji, disiapake saka kira-kira 4,5 ton saka bauxite.

bauxite

cadangan Limited of bauxite ing donya. Ing ndonya ing kabeh pitu kecamatan, karo jinis celengan. Iku Guinea ing Afrika, Brazil, Venezuela lan Suriname ing Amérika Kidul, Jamaika, Karibia, Australia, India, China, Yunani lan Turki menyang Mediterania lan Rusia.

Ing negara ngendi ana celengan sugih saka bauxite, bisa dikembangaké lan produksi aluminium. tambang Rusia bauxite ing Urals, Altai lan Krasnoyarsk Territories, ing salah siji saka kecamatan saka wilayah Leningrad, nepheline - ing Semenanjung Kola.

Celengan sugeh diduweni dening UC RUSAL perusahaan digabung Russian. Punika ngiring dening raksasa Rio Tinto (Australia-Inggris), wis teamed munggah karo Kanada Singen lan CVRD. Ing panggonan papat perusahaan Chalco saka China, banjur perusahaan US-Australian Alcoa, kang uga prodhusèn aluminium paling gedhé.

Asal saka produksi

fisikawan Danish Oersted diparengake aluminium pisanan ing wangun free in 1825. Reaksi kimia njupuk Panggonan karo aluminium klorida lan kalium amalgam, tinimbang kang rong taun sawisé kimiawan Jerman Wohler nggunakake kalium metallic.

Kalium - materi larang, ananging wonten ing produksi industri saka aluminium Frenchman St. Clair Deville 1854 ing panggonan kalium sodium godu digunakake, unsur punika Ngartekno luwih murah, lan kaping pindho aluminium klorida tahan lan sodium.

Russian ilmuwan NN Beketov bisa mindhahake aluminium saka Magnesium cryolite molten. Ing eighties pungkasan abad padha reaksi kimia digunakake dening Jerman ing smelter aluminium pisanan. Ing setengah kapindho XVIII abad iki dijupuk dening kimia tegese bab 20 ton logam murni. Iku aluminium banget larang.

Produksi aluminium electrolysis asalé ing 1886, nalika loro padha aplikasi paten meh podho rupo ngajokake cara ngedekke sarjana Amerika iki dening Hall lan proses Frenchman Heroult. Padha ana kanggo dissolve alumina ing cryolite molten lan banjur electrolysis diwenehi aluminium.

Kanthi iki wiwit industri aluminium, kang wis dadi luwih saka abad siji saka cabang paling gedhé saka industri.

Ing orane tumrap sekolah utama teknologi produksi

Umumé, teknologi Manufaktur aluminium wis ora diganti wiwit tumitah.

Proses kapérang saka telung tahap. Ing biji aluminium pisanan utawa bauxite apa nephelines dijupuk alumina - aluminium oxide Al ₂ O _3.

Banjur, saka hydroxide aluminium industri didhewekaken karo kemurnian 99.5%, kang cukup kanggo sawetara tujuan.

Mulane, ing tataran pungkasan olahan aluminium. produksi aluminium wis rampung reresik kanggo 99.99%.

nggayuh alumina

Ana telung cara nggayuh alumina saka bijih:

- asam;

- Manganese;

- alkalin.

Cara migunakaké - paling umum, dikembangaké bali ing abad XVIII padha, nanging wis awit wis bola-bali diubah lan Ngartekno apik, digunakake kanggo Processing saka bauxite dhuwur-bahan. Mangkono iki dijupuk bab 85% alumina.

cara alkali RINGKASAN iku solusi aluminium decompose ing kacepetan dhuwur nalika lagi ngenalaken menyang aluminium hydroxide. Solusi isih iki nguwab sawise reaksi ing suhu dhuwur watara 170 ° C lan maneh digunakake kanggo pembubaran alumina;

First Dat ulig lan lemah ing pabrik karo caustic jeruk lan banjur ing autoclave ing Suhu nganti 250 ° C, bosok saka kimia lan sodium sawijining aluminate wis kawangun, kang wis diencerke solusi alkalin wis ing suhu ngisor - 100 ° C kabeh solusi aluminate wis sakabeheng ing thickeners khusus, kapisah saka endhot. Banjur ana sawijining kemudunan. Solution iki dikompa liwat saringan sing ing a stirrer kanggo aduk dadi komposisi menyang kang wiji iki ditambahaké ing hydroxide aluminium ngalangi.

The hydrocyclones lan saringan vakum diparengake aluminium hydroxide, bagean kang wis bali minangka materi wiji, lan bagéyan dadi kanggo calcination. The filtrate isih sawise misahake ing hydroxide, uga ngasilake menyang turnover kanggo leaching kumpulan sabanjure bauxite.

proses Calcination (dehidrasi) hydroxide ing kiln Rotary ing Suhu nganti 1300 ° C.

Kanggo loro ton saka Alumina migunakaken 8.4 kwh listrik.

senyawa kimia kuwat kang suhu leleh iku 2050 ° C, iku ora aluminium. produksi aluminium ahead.

Electrolysis saka Alumina

Peralatan utama kanggo electrolysis punika perlu khusus, diantrekake karo pamblokiran karbon. Kanggo gawe kaget elektrik dheweke. perlu anodes karbon nyemplungaken wis combusted ing persediaan saka murni oksigen lan wangun oksida ulgleroda monoksida lan dioxide. Baths utawa elektrilizery lagi disebut specialists, sing kalebu ing sirkuit listrik ing seri, mbentuk seri. Kakiyatan saiki ing kasus iki 150 ewu amperes.

Anodes bisa dadi rong jinis: Coal murub saka pamblokiran gedhe, kang massa uga luwih saka Söderberg ton lan dumadi saka briquettes coal ing klambi ketat aluminium, kang sintered sak electrolysis ing suhu dhuwur.

voltase pribadi sèl iku biasane watara 5 volt. Butuh menyang akun voltase perlu kanggo proses penguraian oxide lan mundhut diendhani ing jaringan branched.

Saka dipun bibaraken ing molten alumina adhedhasar cryolite- logam molten, kang luwih abot saka uyah elektrolit setor ing basis coal perlu. Periodik ngungsi.

proses produksi aluminium mbutuhake konsumsi listrik gedhe. Diwenehi siji ton saka aluminium saka Alumina, iku perlu nglampahi bab 13.500 kwh saka DC listrik. Mulane, kondisi liyane kanggo nggawe pusat industri gedhe kanggo bisa kajawi tanduran daya kuat.

panyulingan aluminium

Cara sing paling kondhang - a electrolysis telung lapisan. Uga njupuk Panggonan ing siram electrolysis karo hearth coal diantrekake karo magnesite. The anode ing proses dhewe minangka logam molten, kang wis di resiki. Dumunung ing lapisan ngisor ing hearth konduktif. Murni aluminium, kang dissolves menyang elektrolit saka lapisan anode, lagi mangertos munggah lan serves minangka cathode ing. saiki iki diwenehake thereto liwat elektroda grafit.

The elektrolit ing lapisan penengah - iku aluminium florid resik utawa karo Kajaba saka sodium klorit lan barium. Kang digawe panas kanggo 800 ° suhu C.

konsumsi energi sak panyulingan telung lapisan 20 kwh saben kg saka logam, i.e. siji ton kudu 20 ewu KW * h. Pramila, minangka ora produksi saka logam, aluminium mbutuhake ora mung sumber daya listrik, lan tetanduran gedhe ing sacedhake.

Ing aluminium olahan ing jumlah cilik ngandhut wesi, Silicon, tembaga, seng, titanium lan Magnesium.

Sawise panyulingan, aluminium diolah dadi produk marketable. ingot iki lan kabel, lan sheet, lan ingot.

produk pisah dijupuk dening panyulingan, ing sisih, minangka precipitate ngalangi, digunakake kanggo deoxidation, lan manjang sebagian ing wangun solusi alkali.

Pancen aluminium murni diprodhuksi ing logam zona leleh sakteruse ing gas inert utawa vakum. A fitur apik banget doyo dhuwur ing Suhu cryogenic.

Ulang saka bahan mentahan secondary

A waktu saka total dikarepake kanggo aluminium pinanggih ulang bahan mentahan. Saka produk recyclable mili jamur casting.

Pre-ilang bahan mentahan diurutake ing pawon batesan. Ing iku logam gadhah titik leleh sing luwih saka aluminium, contone, nikel lan wesi. Amarga aluminium molten karo khlor utawa nitrogen purge mbusak macem-macem inclusions non-metallic.

impurities logam fusible More sing dibusak dopants Magnesium, seng, utawa Mercury lan evakuasi. Magnesium khlor dibusak saka nyawiji ing.

alloy casting ing predetermined diduweni dening ngenalke aditif kang ditemtokake dening komposisi saka aluminium molten.

pusat produksi aluminium

Ing istilah konsumsi saka aluminium China ditingkat pisanan, ninggalake adoh konco ing liya panggonan sing AS lan pemilik saka telu Jerman.

China - negara lan produksi aluminium, dening wates sudhut ing timbal ing wilayah iki.

Ing ndhuwur sepuluh, kajaba kanggo China, sing Rusia, Kanada, UAE, India, Amerika Serikat, Australia, Norway, Brazil lan Bahrain.

The monopolist Russian ing produksi alumina lan aluminium gabungan perusahaan RUSAL. Iku mrodhuksi nganti 4 yuta ton saka aluminium saben taun lan ekspor produk ing negara pitung puluh iku saiki ing limang bawana ing pitulas negara.

perusahaan Amérika Alcoa ndarbeni loro tetanduran Metallurgical ing Rusia.

Produser aluminium paling gedhé ing China - perusahaan Chalco. Ing kontras kanggo saingan manca, kabeh aset sing klempakan ing negara.

divisi Hydro Aluminium saka Norwegia perusahaan Norsk Hydro ndarbeni smelters aluminium ing Norwegia, Jerman, Slovakia, Kanada, lan Australia.

Australia BHP Billiton ndarbeni produksi aluminium ing Australia, Afrika Kidul lan Amérika Kidul.

Bahrain iku Alba (Aluminum Bahrain BSc) - mbok menawa produksi paling gedhe-ukuran. produser aluminium sing njupuk luwih saka 2% saka volume total "winged" metal diprodhuksi ing donya.

Dadi, summing wiwitan, kita bisa ngomong sing prodhusèn aluminium utama perusahaan internasional karo cadangan bauxite. Lan mung proses-akeh energi kasusun nggayuh alumina saka fluorides biji produksi aluminium, kang kalebu cryolite, tempel karbon anode lan anode karbon, cathode, bahan lining, lan produksi Manganese tepat saka logam murni sing komponèn utama saka aluminium lan baja.