Alyuminiy sanoatining rivojlanish tarixi

TOSHKENT KIMYO TEXNOLOGIYA INSTITUTI

KURS ISHI

Alyuminiy, alyuminiy ishlab chiqarish: texnologiyasi, jarayoni va tavsifi. Elektrolitik alyuminiy ishlab chiqarish

Kirish
Alyuminiy eng muhim metall bo'lib, uni ishlab chiqarish hajmi boshqa barcha rangli metallar ishlab chiqarishidan ancha yuqori va po'lat ishlab chiqarishdan keyin ikkinchi o'rinda turadi. Alyuminiy ishlab chiqarishning yuqori o'sish sur'atlari uning noyob fizik-kimyoviy xususiyatlari bilan bog'liq bo'lib, u elektrotexnika, aviatsiya va avtomobilsozlik, transport, ishlab chiqarishda keng qo'llanilishini topdi. maishiy texnika, qurilish, qadoqlash oziq-ovqat mahsulotlari va boshqalar.
Rossiya alyuminiy sanoati Sovet davri, mamlakatda rangli metallar ishlab chiqarishda ustun mavqeni egallaydi va metall ishlab chiqarish bo'yicha dunyoda ikkinchi o'rinda turadi. DA o'tgan yillar, ma'lum sabablarga ko'ra alyuminiy ishlab chiqarish uskunalari amalda modernizatsiya qilinmagan, elektroliz texnologiyasi yaxshilanmagan, hajm ilmiy tadqiqot qabul qilib bo'lmas darajada qisqardi va ilg'or mamlakatlardan sezilarli darajada orqada qolmoqda. Shu bilan birga, xorijda uskunalar keng miqyosda modernizatsiya qilinmoqda, texnologiya takomillashtirilmoqda, bu esa ularni keskin oshirish imkonini berdi. iqtisodiy samaradorlik va alyuminiy ishlab chiqarishning ekologik xavfsizligi.
So'nggi paytlarda mashinasozlik engil metallarni, ayniqsa samolyotsozlik va temir yo'l transportida tobora ko'proq talab qilmoqda. Shuning uchun alyuminiy ishlab chiqarishning yangi va yanada tejamkor usullarini ishlab chiqish va allaqachon takomillashtirish mavjud usullar katta ahamiyatga ega.

Alyuminiy sanoatining rivojlanish tarixi
Hozirgi vaqtda alyuminiy rangli metallar orasida ishlab chiqarish hajmi bo'yicha birinchi o'rinda turadi va uni ishlab chiqarish doimiy ravishda kengayib bormoqda.
Tarixiy jihatdan, metall alyuminiy haqida birinchi eslatma I asr Rim yozuvlarida bo'lgan. Mashhur "Historia naturalis" ensiklopediyasida topish mumkin keyingi hikoya. Kunlarning birida Rim zargariga imperator Tiberiyga yangi metalldan tayyorlangan taom likopchasini ko'rsatishga ruxsat berildi. Tovoq juda yengil va kumushdek porlab turardi. Zargar imperatorga metallni oddiy loydan ajratib olganini aytdi. Shuningdek, u imperatorni loydan metall olishni faqat u va xudolar bilishiga ishontirdi. Imperator juda qiziqdi. Biroq, agar odamlar bu engil metallni loydan ishlab chiqarishni boshlasalar, uning oltin va kumushdan iborat butun xazinasi parchalanishini darhol angladi. Shuning uchun zargar kutgan mukofot o'rniga uning boshi kesilgan.
Bu hikoya qanchalik haqiqat ekanligi noma'lum, ammo tasvirlangan voqealar insoniyat tomonidan alyuminiy ishlab chiqarish usuli kashf etilishidan 2000 yil oldin sodir bo'lgan. Bu 1825 yilda daniyalik fizigi X. Oersted alyuminiy xloridni kaliy amalgam bilan termal qaytarilish yo'li bilan bir necha milligramm metall alyuminiy olganida sodir bo'ldi.
Alyuminiy olishda jiddiy qiyinchiliklar quyidagi omillar tufayli yuzaga keldi:
Alyuminiyning kislorodga yuqori yaqinligi. Alyuminiyni uglerod oksidi bilan taxminan 2000°C haroratda kamaytirish mumkin. Biroq, allaqachon 1200°C da, uglerod alyuminiy bilan o'zaro ta'sir qiladi, karbid beradi;
Alyuminiyning yuqori elektrokimyoviy salohiyati (-1,67V). Suvli eritmalardan alyuminiy olish mumkin emas, chunki katodda vodorodning ajralib chiqish jarayoni (suvning parchalanishi) amalda davom etadi;
Aluminaning yuqori erish nuqtasi (2050°C), bu eritilgan aluminani elektroliz qilish imkoniyatini istisno qiladi.
Alyuminiyning sanoat ishlab chiqarilishi frantsuz Anri Sen-Kler Devil nomi bilan bog'liq. U 1827 yilda alyuminiy donalarini ajratib olishga muvaffaq bo'lgan G.Oersted va boshqa olim F.Vehlerning tajribalarini yaxshi bilardi. F. Wöhlerning muvaffaqiyatsizligining sababi shundaki, havodagi bu donalar darhol alyuminiy oksidining eng nozik plyonkasi bilan qoplangan.
Avvalo, A.S.-K. Devil, metall olish jarayonida kaliyni arzonroq natriy bilan almashtiradi va keng miqyosda laboratoriya tajribalarini o'tkazadi. Olingan alyuminiy xlorid katta yuklangan po'lat quvur, unda metall natriy bilan to'ldirilgan idishlar bir-biridan teng masofada joylashgan. Isitish jarayonida alyuminiy xlorid gaz fazasida natriy bilan o'zaro ta'sir qildi va alyuminiy zarralari trubaning tubiga joylashdi. Reaktsiya natijasida hosil bo'lgan donalar ehtiyotkorlik bilan to'plangan, eritilgan va metall ingotlari olingan.
Alyuminiy ishlab chiqarishning yangi usuli juda ko'p mehnat talab qiladi. Bundan tashqari, alyuminiy xlorid bug'ining natriy bilan o'zaro ta'siri ko'pincha portlash bilan davom etadi. Laboratoriya sharoitida bu jiddiy xavf tug'dirmadi, lekin zavod sharoitida bu falokatga olib kelishi mumkin edi. A.S.-K. Devil alyuminiy xloridni NaCl bilan AlCl₃ aralashmasi bilan almashtirdi. Endi reaksiya ishtirokchilari erigan holatda edi. Portlashlar to'xtadi, lekin, eng muhimi, qo'lda to'planishi kerak bo'lgan kichik metall granulalar o'rniga ular sezilarli miqdorda suyuq alyuminiy oldi.
Javel zavodidagi tajribalar muvaffaqiyat bilan yakunlandi. 1855 yilda 6-8 kg og'irlikdagi metallning birinchi ingoti olingan.
Kimyoviy usullar bilan alyuminiy ishlab chiqarish estafetasini rus olimi N. N. Beketov davom ettirdi. U kriolit (Na₃AlF₆) va magniy o'rtasidagi o'zaro ta'sir reaktsiyasini amalga oshirdi. N. N. Beketov usuli A.S.-K usulidan kam farq qilardi. Devil, lekin osonroq edi. 1885 yilda Germaniyaning Gmelingem shahrida N. N. Beketov usuli bo'yicha zavod qurildi, u erda besh yil ichida 58 tonna alyuminiy olindi - 1854 yildan boshlab kimyoviy usullar bilan butun dunyo metall ishlab chiqarishning to'rtdan bir qismidan ko'prog'i. 1890 yilgacha.
Alyuminiyni kimyoviy yo'l bilan olish sanoatni arzon metall bilan ta'minlay olmadi. Bu unumsiz edi va aralashmalarsiz sof alyuminiy bermadi. Bu tadqiqotchilarga yordam berdi turli mamlakatlar alyuminiy ishlab chiqarishning yangi usullarini izlash uchun dunyo.
Olimlarning yordamiga elektr toki keldi. 1808-yilda G.Deyvi kuchli elektr akkumulyatori yordamida aluminiy oksidini parchalashga urinib ko‘rdi, ammo hech qanday natija bermadi. Deyarli 50 yil o'tgach, R. Bunsen va A.S.-K. Devil alyuminiy va natriy xloridlar aralashmasining elektrolizini mustaqil ravishda amalga oshirdi. Ular avvalgilariga qaraganda omadliroq edilar va alyuminiyning kichik tomchilarini olishga muvaffaq bo'lishdi. Biroq, o'sha kunlarda elektr energiyasining arzon va etarlicha kuchli manbalari hali ham yo'q edi. Shuning uchun alyuminiyni elektroliz qilish faqat nazariy qiziqish uyg'otdi.
1867 yilda dinamo ixtiro qilindi va tez orada ular uzoq masofalarga elektr energiyasini uzatishni o'rganishdi. Sanoatga elektr energiyasi kirib kela boshladi.
1886-yilda Fransiyada P.Héroult va AQSHda C. Holl deyarli bir vaqtda alyuminiy ishlab chiqarishning zamonaviy usuliga asos solib, uni eritilgan kriolitda erigan aluminiy oksidini elektroliz qilish yoʻli bilan olishni taklif qilishdi (Hall-Hérault usuli). Shundan buyon; hozirdan boshlab yangi yo'l alyuminiy ishlab chiqarish jadal rivojlana boshlaydi, bunga elektrotexnikani takomillashtirish, shuningdek alyuminiy rudalaridan aluminiy oksidini olish usullarini ishlab chiqish yordam berdi. Alumina ishlab chiqarishni rivojlantirishga rus olimlari K.I.Bayer, D.A.Penyakov, A.N.Kuznetsov, E.I.Jukovskiy, A.A.Yakovkin va boshqalar katta hissa qoʻshdilar.Chor Rossiyasining oʻziga xos alyuminiy sanoati yoʻq edi. Biroq alyuminiy elektrolizi sohasidagi birinchi nazariy tadqiqotlar taniqli rus olimi, mamlakatimizda rangli metallar elektrometallurgiyasining asoschisi prof. P.P. Fedotiev. 1912 yilda V.P. Ilyinskiy "Eksperimental; Alyuminiy elektrometallurgiya bo'yicha tadqiqotlar" asarini nashr etdi, u darhol ko'plab xorijiy tillarga tarjima qilindi va butun dunyo metallurglari uchun ma'lumotnomaga aylandi. P.P. Fedotiev va Ilyinskiy Sankt-Peterburg Politexnika Institutida (Sankt-Peterburg Davlat Texnika Universiteti) elektrolitning optimal tarkibini tanlash bo'yicha chuqur tadqiqotlar olib bordilar, shuningdek, aluminaning kriolitda eruvchanligi va qo'shilishning kristallanish harorati qanday ekanligini aniqladilar. natriy, alyuminiy va kaltsiy ftoridlari.
1929 yil 28 martda "Leningradskaya pravda" gazetasida maqola e'lon qilindi, unda Krasniy Vyborjets zavodining tajriba zavodida birinchi marta bir vannadan 8 kg alyuminiy metall olinganligi haqida xabar berilgan. Bu bizning alyuminiy sanoatimizning boshlanishi edi.
1931 yilda Alyuminiy-magniy sanoati ilmiy-tadqiqot instituti (VAMI) 1932 yilda tashkil etilgan. Volxovskiy ishga tushirildi va 1933 yilda. - Dnepr alyuminiy zavodlari. beri alyuminiy sanoati mamlakatning turli hududlarida rivojlana boshladi.