Aluminum, aluminum produksyon: teknolohiya, proseso ug paghulagway

Aluminum adunay usa ka daghan sa mga bahin nga sa paghimo niini nga usa sa mga labing gigamit nga mga materyales sa kalibutan. kini kaylap nga-apod-apod diha sa kinaiyahan, nga sa unang dapit sa taliwala sa mga metal. Kini daw nga ang mga kalisdanan uban sa iyang produksyon nga dili kinahanglan nga. Apan ang hatag-as nga kemikal nga kalihokan sa mga metal nga modala ngadto sa sa kamatuoran nga wala kini sa pagsugat, ug og putli - kini mao ang lisud nga, mahal ug kusog intensive.

Hilaw nga materyales alang sa produksyon

Gikan sa nga hilaw nga materyales mao ang aluminum? Aluminum produksyon sa tanan nga mga minerales nga adunay sulod niini, mahal ug uneconomic. Kinuha kini gikan sa bauxite, nga naglakip sa 50% aluminum oxide ug gibutang direkta sa ibabaw sa nawong sa yuta daku masa.

Kini nga mga aluminum ore adunay hinoon komplikado kemikal nga komposisyon. sila naglakip alumina sa usa ka kantidad sa 30-70% pinaagi sa gibug-aton, silicas, nga mahimong sa 20% nga puthaw oxide sa laing gikan sa 2 ngadto sa 50%, titanium (sa 10%).

Aluminas, ug kini nga alumina gilangkuban sa hydroxides, corundum ug kaolinite.

Bag-ohay lang alumina nga giandam gikan sa steel nephelines nga naglangkob usab sa sodium, potassium oxide, silica, ug alunite.

Alang sa produksyon sa 1 ton sa lunsay nga aluminum kinahanglan gibana-bana nga sa duha ka tonelada nga alumina, nga, sa baylo, nag-andam gikan sa gibana-bana nga 4.5 tonelada sa bauxite.

bauxite

Limited reserves sa bauxite sa kalibotan. Sa tibuok kalibutan diha sa tanan nga pito ka mga distrito, uban sa iyang mga dato deposito. Kini Guinea sa Aprika, Brazil, Venezuela ug sa Suriname sa South America, Jamaica, sa Caribbean, Australia, India, China, Gresya ug Turkey sa Mediteranyo ug sa Russia.

Sa mga nasud diin adunay mga dato deposito sa bauxite, mahimong naugmad ug ang produksyon sa aluminum. Russian nga bauxite minahan sa Urals, Altai ug Krasnoyarsk Territories, sa usa sa mga distrito sa rehiyon Leningrad, nepheline - sa Kola Peninsula.

Ang adunahan deposito nga gipanag-iya sa UC RUSAL mao ang usa ka Russian nga gilakip sa kompaniya. Kini gisundan sa mga higante sa Rio Tinto (Australia-England), misakmit sa uban sa Canada Alcan ug CVRD. Sa ikaupat nga dapit mao ang Chalco nga kompanya gikan sa China, nan ang US-Australia korporasyon Alcoa, nga mao usab ang kinadak-ang producers aluminum.

Ang sinugdanan sa produksyon

Danish nga pisiko Oersted gigahin unang aluminum sa libre nga porma sa 1825. Ang kemikal nga reaksyon nahitabo sa aluminum chloride ug potassium kombinasyon, inay nga duha ka tuig sa ulahi German nga chemist Wohler sa paggamit sa metal potassium.

Potassium - sa usa ka mahal nga materyal, Apan sa industriyal nga produksyon sa aluminum Pranses St. Clair Deville 1854 sa dapit sa potassium sodium godu gigamit, ang elemento mao ang kamahinungdanon mas barato, ug double resistant aluminum chloride ug sodium.

Russian nga siyentista NN Beketov nga mabalhin ang aluminum gikan sa tinunaw nga cryolite magnesium. Sa ulahing bahin sa eighties sa sa mao gihapon nga siglo ang kemikal nga reaksyon nga gigamit sa mga Aleman sa unang aluminum magtutunaw. Sa ikaduha nga katunga sa sa siglo XVIII nga nakuha pinaagi sa kemikal nga nagpasabot sa mga 20 ka tonelada nga putli metal. Kini mao ang kaayo mahal aluminum.

Ang produksyon sa aluminum pinaagi sa electrolysis naggikan sa 1886, sa diha nga ang duha hapit susama nga gisang-at patente aplikasyon sa niini nga paagi founders American nga eskolar sa Hall ug sa mga Pranses Heroult proseso. Sila nanaghalad sa pag-dissolve alumina sa tinunaw nga cryolite ug unya electrolysis sa pag-angkon aluminum.

Uban niini nga nagsugod ang aluminum industriya, nga nahimong alang sa labaw pa kay sa usa ka siglo sa usa sa mga kinadak-ang mga sanga sa industriya.

Ang nag-unang mga hugna sa teknolohiya sa produksyon

Sa kinatibuk-an, aluminum manufacturing teknolohiya wala mausab sukad sa paglalang.

Ang proseso naglangkob sa tulo ka mga ang-ang. Sa unang aluminum ore o bauxite kon kini nephelines nakuha alumina - aluminum oxide Al ₂ Oh _3.

Unya, gikan sa sa industriya aluminum hydroxide-inusara uban sa usa ka kaputli sa 99.5%, nga mao ang dili igo alang sa pipila ka mga katuyoan.

Busa, diha sa katapusan nga yugto mao ang refined aluminum. Aluminum produksyon ang nahuman sa iyang pagpanglimpyo sa 99,99%.

angkon alumina

Adunay tulo ka mga paagi sa pag-angkon alumina gikan sa oro:

- acid;

- electrolytic;

- alkaline.

Ang ulahing pamaagi - ang labing komon nga, naugmad balik sa mao usab nga XVIII nga siglo, apan sukad nga balik-balik nga revised ug kamahinungdanon milambo, gigamit alang sa pagproseso sa mga high-grade bauxite. Mao kini ang nakuha sa mga 85% alumina.

KATINGBANAN alkali pamaagi mao nga ang aluminum solusyon decompose sa hatag-as nga speed sa diha nga sila gipaila-ila ngadto sa aluminum hydroxide. Ang nahabilin nga solusyon nga evaporated human sa reaksiyon sa usa ka taas nga temperatura sa bahin sa 170 ° C ug sa pag-usab nga gigamit alang sa pagkabungkag sa alumina;

Unang bauxite nahugno ug yuta diha sa galingan sa caustic apog ug dayon sa usa ka autoclave sa temperatura ngadto sa 250 ° C, ang kadugta sa iyang kemikal ug sodium aluminate ang nag-umol, nga lasaw uban sa usa ka alkaline nga solusyon na sa usa ka ubos nga temperatura - 100 ° C sa tanan nga mga aluminate nga solusyon mao ang nahugasan sa espesyal nga thickeners, nga mibulag gikan sa lamak. Unya anaa ang iyang mga pagkaubus. Solusyon nga pumped pinaagi sa mga pagsala sa usa ka sudlanan uban sa usa ka stirrer alang sa padayon nga makapadasig sa komposisyon sa nga ang binhi gidugang ngadto sa lig-on nga aluminum hydroxide.

Ang hydrocyclones ug vacuum pagsala gigahin aluminum hydroxide, usa ka bahin sa nga mibalik ingon nga ang mga binhi nga materyal, ug bahin moadto sa calcination. Ang filtrate nabilin nga human sa panagbulag sa sa hydroxide, usab mobalik sa turnover alang sa sunod nga batch leaching sa bauxite.

Calcination proseso (dehydration) hydroxide sa usa ka rotary tapahan sa temperatura ngadto sa 1300 ° C.

Sulod sa duha ka tonelada nga alumina-ut-ut 8.4 kWh sa kuryente.

Lig-on nga kemikal compound kansang nagkahilis temperatura mao ang 2050 ° C, kini dili aluminum. Aluminum produksyon sa unahan.

Electrolysis sa alumina

Ang nag-unang mga ekipo alang sa electrolysis mao ang usa ka espesyal nga si Bath, lined uban sa mga bloke sa carbon. Sa iyang electric kakurat. Ang carbon anodes nalingaw bath ang combusted sa alokasyon sa lunsay nga oxygen ug porma oxide ulgleroda monoxide ug dioxide. Bato o elektrilizery ingon nga sila gitawag espesyalista, ang nalakip diha sa electric sirkito sa sunod-sunod nga, pagtukod sa usa ka sunod-sunod nga. Ang kasamtangan nga intensity sa niini nga kaso mao ang 150 ka libo ka mga amperes.

Anodes mahimong sa duha ka matang: Coal nagpabuto gikan sa dako nga mga bloke, kansang masa mahimong mas dako pa kay sa Söderberg tonelada ug naglangkob sa mga briquettes coal sa aluminum sakoban, nga sintered sa panahon sa electrolysis sa hatag-as nga temperatura.

Himan cell boltahe mao ang kasagaran sa palibot 5 volts. Nagkinahanglan kini og ngadto sa asoy sa boltahe nga gikinahanglan alang sa kadugta sa oxide ug dili malikayan nga pagkawala sa usa ka branched network.

Gikan sa dissolved sa cryolite-based nga tinunaw alumina tinunaw nga metal, nga mao ang mas bug-at pa kay sa electrolyte asin gideposito sa coal basehan Bath. Kini matag gipabakwit.

aluminum produksyon nga proseso nagkinahanglan og usa ka dako nga electric nga gahum konsumo. Sa pag-angkon sa usa ka tonelada sa aluminum gikan sa alumina, kini mao ang gikinahanglan nga mogahin sa mga 13.500 kWh sa kuryente DC. Busa, sa laing kahimtang alang sa paglalang sa dako nga sentro sa industriya mao ang sa pagtrabaho uban sa gamhanan nga tanom nga gahum.

aluminum tunawan

Ang labing iladong nga pamaagi - ang usa ka sa tulo ka-layer electrolysis. usab kini nga dapit sa electrolysis bato uban sa coal abohan lined uban sa magnesite. Ang anode sa proseso sa iyang kaugalingon nag-alagad ingon sa tinunaw nga metal, nga gilimpyohan. Kini nahimutang sa ubos nga layer sa usa ka conductive bagahan. Putli aluminum, nga dissolves sa electrolyte gikan sa anode layer, kini nasabtan ug nag-alagad ingon sa Cathode. kasamtangan ang naghatag niini pinaagi sa usa ka graphite electrode.

Ang electrolyte sa intermediate layer - mao ang aluminum fluoride o putli o uban sa Dugang pa sa sodium chloride ug barium. Kini mao ang naandan nga kainit ngadto sa 800 ° C temperatura.

Energy konsumo sa panahon sa tulo ka-layer sa paglunsay mao ang 20 kWh matag kg sa metal, pananglitan sa usa ka tonelada nga kinahanglan 20 ka libo ka KW * h. Mao nga, ingon nga walay produksyon sa metal, aluminum nagkinahanglan dili lamang sa usa ka tinubdan sa kuryente, ug ang usa ka dako nga nga planta sa palibot.

Ang lunsay nga aluminum sa kaayo nga gagmay nga mga natapok naglangkob sa puthaw, silicon, tumbaga, zinc, titanium ug magnesium.

Human sa pagdalisay, aluminum ang proseso sa marketable mga produkto. Kini nga Ingot ug sa wire, ug sa usa ka Sheet, ug bareta.

mga produkto sa segregation nakuha pinaagi sa tunawan nga, sa bahin, ingon sa usa ka lig-on nga precipitate, gigamit alang sa deoxidation, ug extend partially diha sa porma sa usa ka alkali nga solusyon.

Hingpit nga putli aluminum nga gihimo sa usa ka sunod-sunod nga zone matunaw metal sa usa ka inert gas o kahaw-ang. Usa ka talagsaong bahin mao ang sa iyang mga hatag-as conductivity sa cryogenic nga temperatura.

Recycle sa secondary hilaw nga materyales

Usa ka quarter sa kinatibuk-ang panginahanglan alang sa aluminum ang nahimamat recycle hilaw nga materyales. Sa mga produkto recyclable nagapaagay agup-op hulmahan.

Pre-nangatunaw hilaw nga materyales lainlainon sa lusaranan hudno. Sa kini nga mga metal nga may usa ka mas taas nga matunaw punto kay sa aluminum, alang sa panig-ingnan, nickel ug puthaw. Tungod kay ang mga tinunaw nga aluminum uban sa klorin o sa nitroheno paghinlo removes sa nagkalain-laing non-metallic unod.

Dugang fusible metal hugaw nga gikuha dopants magnesium, zinc, o mercury ug sa evacuation. Magnesium klorin nga gikuha gikan sa matunaw.

Ang gitino nang daan pagsalikway subong nga nakuha pinaagi sa pagpaila sa additives nga determinado sa komposisyon sa mga tinunaw nga aluminum.

aluminum produksyon centers

Sa termino sa aluminum konsumo sa China pwesto una, nga nagbilin sa halayo sa luyo sa ikaduhang dapit mao ang US ug ang tag-iya sa ikatulo nga dapit sa Alemanya.

China - sa usa ka nasud ug sa produksyon sa aluminum, pinaagi sa usa ka halapad nga kilid sa pagpanguna sa niini nga dapit.

Sa ibabaw sa napulo ka, gawas alang sa China, mao ang Russia, Canada, UAE, India, USA, Australia, Norway, Brazil ug Bahrain.

Ang Russian nga monopolist sa produksyon sa alumina ug sa aluminum mao ang hiniusa nga kompaniya sa RUSAL. Kini og sa 4 ka milyon nga tonelada sa aluminum matag tuig ug gatumod sa iyang mga produkto sa kapitoan ka mga nasud ug mao ang karon sa lima ka mga kontinente sa napulo ug pito ka mga nasud.

American nga kompanya Alcoa tag-iya sa duha ka mga pagtunaw sa metal sa mga tanom sa Russia.

Ang kinadak-ang aluminum producer sa China - ang mga panon sa Chalco. Sukwahi sa mga langyaw nga kompetensya, ang tanan sa mga kabtangan niini tingub diha sa panimalay nasud.

Hydro Aluminium division sa Norwegian nga panon sa Norsk Hydro tag-iya aluminum smelters sa Norway, Germany, Slobakya, Canada, ug Australia.

Australian BHP Billiton tag-iya sa aluminum produksyon sa Australia, South Africa ug South America.

Bahrain mao ang Alba (Aluminium Bahrain BSc) - tingali ang labing dako nga-scale produksyon. Aluminum prodyuser nga mas labaw pa kay sa 2% sa kinatibuk-ang gidaghanon sa "pak-an nga" metal nga gipatungha sa kalibutan.

Busa, pagsumada, makaingon kita nga ang mga nag-unang producers aluminum mga internasyonal nga mga kompaniya sa mga reserves sa bauxite. Ug ang bugtong enerhiya-nga nagaut-ut proseso naglangkob sa pag-angkon alumina gikan sa aluminum ore fluoride produksyon, nga naglakip sa cryolite, carbon anode Paste ug carbon anode, Cathode, paglinya mga materyales, ug sa hustong electrolytic produksyon sa lunsay nga metal nga mao ang nag-unang nga sangkap sa aluminum ug asero.