|
Ikki asr davomida yengil metall dunyoni zabt eta oldi. Va yigirma birinchi asr, barcha hisob-kitoblarga ko'ra, alyuminiy asrini va'da qilmoqda.
Alyuminiy ko'plab xususiyatlarga ega bo'lib, uni dunyodagi eng ko'p ishlatiladigan materiallardan biriga aylantiradi. U tabiatda keng tarqalgan bo'lib, metallar orasida birinchi o'rinni egallaydi. Ko'rinishidan, uni ishlab chiqarishda hech qanday qiyinchiliklar bo'lmasligi kerak. Ammo metallning yuqori kimyoviy faolligi uni sof holda topib bo'lmasligiga olib keladi, lekin uni ishlab chiqarish qiyin, energiya talab qiladi va qimmatga tushadi.
Ishlab chiqarish uchun xom ashyo
Alyuminiy qanday xom ashyodan tayyorlanadi? O'z ichiga olgan barcha minerallardan alyuminiy ishlab chiqarish qimmat va foydasizdir. U 50% gacha bo'lgan va sezilarli massalarda to'g'ridan-to'g'ri er yuzasida yotadigan boksitlardan qazib olinadi.
Bular ancha murakkab Kimyoviy tarkibi. Ular tarkibida umumiy massaning 30-70% miqdorida alumina, 20% gacha bo'lishi mumkin bo'lgan kremniy oksidi, 2 dan 50% gacha bo'lgan temir oksidi, titan (10% gacha) mavjud.
Alyuminiy oksidi va bu alyuminiy oksidi gidroksidlar, korund va kaolinitdan iborat.
Yaqinda nefelinlardan alyuminiy oksidlari olindi, ular tarkibida natriy, kaliy, kremniy va alunit oksidlari ham mavjud.
1 tonna sof alyuminiy ishlab chiqarish uchun ikki tonnaga yaqin alyuminiy oksidi kerak bo'ladi, bu esa o'z navbatida 4,5 tonna boksitdan olinadi.
Boksit konlari
Dunyoda boksit zahiralari cheklangan. Butun dunyoda uning boy konlariga ega bo'lgan yettita hududi bor. Bular Afrikadagi Gvineya, Janubiy Amerikadagi Braziliya, Venesuela va Surinam, Karib dengizidagi Yamayka, Oʻrta yer dengizidagi Avstraliya, Hindiston, Xitoy, Gretsiya va Turkiya va Rossiyadir.
Boksitning boy konlari mavjud mamlakatlarda alyuminiy ishlab chiqarish ham rivojlanishi mumkin. Rossiya Uralda, Oltoy va Krasnoyarsk o'lkasida, tumanlardan birida boksitlarni qazib oladi. Leningrad viloyati, nefelin - Kola yarim orolida.
Eng boy konlar Rossiya birlashgan UC RUSAL kompaniyasiga tegishli. Undan keyin Kanadaning Alcan va CVRD bilan birlashgan Rio Tinto (Angliya-Avstraliya) gigantlari bormoqda. To'rtinchi o'rinda Xitoyning "Chalco" kompaniyasi, ikkinchi o'rinda esa yirik alyuminiy ishlab chiqaruvchilari bo'lgan Amerika-Avstraliya korporatsiyasi Alcoa. Daniyalik fizik Oersted 1825 yilda birinchi bo'lib erkin alyuminiyni ajratib oldi. Kimyoviy reaktsiya kaliy amalgam bilan sodir bo'ldi, uning o'rniga, ikki yil o'tgach, nemis kimyogari Wöhler metall kaliydan foydalangan.
Kaliy juda qimmat materialdir, shuning uchun ham sanoat ishlab chiqarish 1854 yilda frantsuz Sent-Kler Devil kaliy o'rniga natriyni, ancha arzon element va alyuminiy va natriyning barqaror qo'sh xloridini ishlatgan.
Rus olimi N. N. Beketov alyuminiyni eritilgan kriolitdan magniy bilan siqib chiqara oldi. Xuddi shu asrning saksoninchi yillarining oxirida, bu kimyoviy reaksiya birinchi alyuminiy zavodida nemislar tomonidan ishlatilgan. XVIII asrning ikkinchi yarmida kimyoviy usullar bilan 20 tonnaga yaqin sof metall olindi. Bu juda qimmat alyuminiy edi.
Elektroliz yordamida alyuminiy ishlab chiqarish 1886 yilda paydo bo'lgan, o'shanda deyarli bir xil patent talabnomalari ushbu usulning asoschilari amerikalik olim Xoll va frantsuz Eru tomonidan bir vaqtning o'zida berilgan. Ular alyuminiy oksidini eritilgan kriolitda eritib, so'ngra elektroliz yo'li bilan alyuminiy ishlab chiqarishni taklif qilishdi.
Bu bir asrdan ortiq tarix davomida metallurgiyaning eng yirik tarmoqlaridan biriga aylangan alyuminiy sanoatining boshlanishi edi.
Ishlab chiqarish texnologiyasining asosiy bosqichlari
Umuman olganda, alyuminiy ishlab chiqarish texnologiyasi yaratilganidan beri o'zgarmadi.
Jarayon uch bosqichdan iborat. Alyuminiy rudalarining birinchisida, xoh boksit, xoh nefelin, alyuminiy oksidi olinadi - alyuminiy oksidi Al 2 O 3.
Keyin oksiddan ajratib olinadi sanoat alyuminiy 99,5% tozalash darajasi bilan, bu ba'zi maqsadlar uchun etarli emas.
Shuning uchun alyuminiy oxirgi bosqichda tozalanadi. Alyuminiy ishlab chiqarish uning 99,99% gacha tozalanishi bilan yakunlanadi.
Aluminiy olish Rudalardan alyuminiy oksidi olishning uchta usuli mavjud:
Kislota; Elektrolitik; Ishqoriy.
Oxirgi usul eng keng tarqalgan bo'lib, xuddi shu 18-asrda ishlab chiqilgan, ammo o'sha paytdan beri qayta-qayta o'zgartirilgan va sezilarli darajada yaxshilangan va yuqori sifatli boksitni qayta ishlash uchun ishlatiladi. Aluminaning 85% ga yaqini shu tarzda olinadi.
Ishqoriy usulning mohiyati shundan iboratki, alyuminiy eritmalari bilan yuqori tezlik ularga alyuminiy gidroksid kiritilganda parchalanadi. Reaksiyadan keyin qolgan eritma taxminan 170°C yuqori haroratda bug'lanadi va yana aluminani eritish uchun ishlatiladi;
Birinchidan, boksit maydalanadi va gidroksidi va ohakli tegirmonlarda maydalanadi, so'ngra avtoklavlarda 250°C gacha bo'lgan haroratda kimyoviy parchalanadi va natriy aluminat hosil bo'ladi, u allaqachon pastroq haroratda ishqoriy eritma bilan suyultiriladi - faqat 100℃. Aluminat eritmasi maxsus quyuqlashtiruvchi moddalarda yuviladi, loydan ajratiladi. Keyin uning parchalanishi sodir bo'ladi. Eritma filtrlar orqali kompozitsiyani doimiy aralashtirish uchun aralashtirgichli idishlarga quyiladi, unda ekish uchun qattiq alyuminiy gidroksid qo'shiladi.
Gidrosiklonlarda va vakuum filtrlarida alyuminiy gidroksid chiqariladi, uning bir qismi urug'lik materiali sifatida qaytariladi, bir qismi esa kalsinatsiyaga o'tadi. Gidroksid ajratilgandan keyin qolgan filtrat ham boksitlarning keyingi partiyasini yuvish uchun aylanmaga qaytariladi.
Aylanadigan pechlarda gidroksidni kalsinatsiyalash (suvsizlantirish) jarayoni 1300℃ gacha bo'lgan haroratda sodir bo'ladi.
Ikki tonna alyuminiy oksidi olish uchun 8,4 kVt/soat elektr energiyasi sarflanadi.
Bardoshli kimyoviy birikma, erish nuqtasi 2050°C bo'lsa, bu hali alyuminiy emas. Oldinda alyuminiy ishlab chiqarish.
Do'stlaringiz bilan baham: |
