|
Subgalogen jarayon
Ma'lumki, agar galogenid va ifloslangan alyuminiy aralashmasi qizdirilsa, harorat tushirilganda sof alyuminiy ajralib chiqadi. Ushbu kashfiyot alyuminiy-alyuminiy halid tizimlariga qiziqish uyg'otdi. Metall alyuminiy yuqori haroratda AlX3 (bu erda X - galogen) bilan reaksiyaga kirishib, alyuminiy subgaloidini hosil qilishi aniqlandi:
Alyuminiy subhalid gazsimon mahsulot bo'lganligi sababli, harorat pasayganda muvozanat chapga siljiydi. Misol uchun, A1C1 (G) Al va AlC13 dan nisbatan yuqori haroratlarda reaksiya zonasida tayyorlanishi mumkin va keyin bug 'sifatida sof alyuminiy va alyuminiy xloridga nomutanosib bo'lgan sovuqroq zonaga o'tkazilishi mumkin. A1-A1C13 tizimi uchun muvozanat konstantasi A1-A1F3 tizimiga qaraganda yuqori va shuning uchun xlorid tizimi sanoat jarayonlari uchun ishlatilishi mumkin. Subxlorid hosil bo'lish harorati atmosfera bosimida taxminan 1300°C ni tashkil qiladi. Bu jarayon alyuminiyni qotishmalardan ajratish uchun ayniqsa jozibali, chunki alyuminiy halidi alyuminiy bilan reaksiyaga kirishadi va boshqa metallarning ko'pchiligi bilan deyarli o'zaro ta'sir qilmaydi. Qiyinchiliklar faqat FeCl3, MnCl2 va boshqalar kabi uchuvchi ammoniy galogenidlari bilan yuzaga keladi. Ular AlCl3 bilan aralashmalar hosil qilishi va olingan alyuminiyni ifloslantirishi mumkin.
Alcan besh bosqichni o'z ichiga olgan texnologiyani ishlab chiqdi:
1. Karbotermik qaytaruvchi pechda temir-kremniy-alyuminiy kabi xom qotishma ishlab chiqarish.
2. A1 va AJC1 o'rtasidagi o'zaro ta'sir, 1300℃ haroratda konvertorda.
3. Distillash kolonnalarida bug'li galogenidlar va subgalidlarni ajratish.
4. AICI qaytish, xlorid va alyuminiyga boy suyuq qotishma o'rtasidagi reaksiya uchun.
5. A1C1 ning parchalanishi, alyuminiy ishlab chiqarish va rektifikatsiya qilish uchun A1C13 ni qaytarish.
Subxlorid usuli alyuminiy qotishmalarini sanoatda qayta ishlash uchun eng katta qiziqish uyg'otadi.
Thoth usuli bilan alyuminiy olish sxemasi rasmda ko'rsatilgan. Tegishli tayyorgarlikdan so'ng alyuminiy o'z ichiga olgan xom ashyo koks va SiCl4 ishtirokida suyuq qatlamda xlorlanadi. Ikkinchisi SiO2 ning xlorlanish reaktsiyasini bostirish uchun ishlatiladi. Suyultirilgan qatlamli pechlarda (BF) xlorlash natijasida gaz-bug 'aralashmasi (VGM) olinadi, unga AlCl3, FeCl3, TiCl4 va SiCl4 kiradi. Birinchi kondensatorda qattiq holatda FeCl3 ning taxminan 75% PGM dan ajralib chiqadi va oksidlovchi reaktorga yuboriladi, u erda atmosfera kislorodi bilan o'zaro ta'sir qiladi, natijada Fe2O3 va C12 hosil bo'ladi. Xlor xlorlash uchun qaytariladi. Ikkinchi kondensatorda qolgan FeCl3 ajralib chiqadi va A1C13 kondensatsiyalanadi. Uchinchi kondensatorda titan va kremniy xloridlar kondensatsiyalanadi. Ushbu x loridlarni ajratish distillash ustunida amalga oshiriladi.
Thoth usulida alyuminiy olish sxemasi.
Ikkinchi kondensatordan tushirilgan alyuminiy va temir xloridlari isitiladi, kontaktli tozalagichga pompalanadi, u erda ular qattiq alyuminiy zarralarining harakatlanuvchi qatlami bilan qarama-qarshi oqim bilan aloqa qiladilar. Bu yerda reaktsiya sodir bo'ladi:
Tozalangan alyuminiy xlorid metallotermik qaytarilishga beriladi. Alyuminiyga qaraganda xlorga nisbatan ko'proq yaqinlikka ega bo'lgan texnik jihatdan mavjud qaytaruvchi moddalar natriy, magniy va marganetsdir. Biroq, yo'lning dastlabki ikki elementi va ularni ishlab chiqarish juda energiya talab qiladi. Shu sababli, jarayonni ishlab chiquvchilarning fikriga ko'ra, marganetsdan foydalanish ma'lum afzalliklarga ega bo'lib, ular xloriddan karbotermik usulda energiya sarfini ancha past bo'lgan holda qayta tiklanishi mumkin. Alyuminiy xloridni marganets bilan qaytarganda quyidagi reaksiyalar boradi:
MnCl 2 ning reaksiyaga kirishmagan AlCl 3 bilan aralashmasidan alyuminiy siklon ajratgichlarda, marganets va alyuminiy xloridlari esa bug'latgichda ajratiladi. Alyuminiy xlorid alyuminiy ishlab chiqarish uchun reaktorga qaytariladi va marganets xlorid marganets va xlorning qattiq oksidlarini hosil qilish uchun kislorod bilan reaksiyaga kirishadi. Marganets oksidi karbotermik usulda koks va ohaktosh yuklangan shaftli pechlarda metallga qaytariladi. Jarayon davomida yo'qotishlarni qoplash uchun o'choqqa marganets qo'shiladi.
Ushbu jarayonning kamchiliklari, shuningdek, boshqa metallotermik usullar, hosil bo'lgan mahsulotning qaytaruvchi metall bilan ifloslanishi, reduktorni qayta tiklash uchun ishlab chiqarishni tashkil etish zarurati va kapital xarajatlarning ko'payishini o'z ichiga oladi.
1966-1973-yillarda laboratoriya va kengaytirilgan miqyosda marganets bilan qaytarish yoʻli bilan alyuminiy olish boʻyicha ilmiy-tadqiqot ishlari olib borildi. Keyinchalik adabiyotda sanoat rivojlanishi haqida hech qanday ma'lumot yo'q edi bu yo'nalish, bu, aftidan, ushbu murakkab ko'p bosqichli jarayonni texnik jihatdan amalga oshirishdagi sezilarli qiyinchiliklar bilan bog'liq.
Alyuminiy eng keng tarqalgan kimyoviy element yerda. U kislorod va kremniydan keyin uchinchi o'rinda turadi. Uning tarkibi barcha tabiiy resurslarning 8,8 foizini tashkil qiladi.
Do'stlaringiz bilan baham: |
