Ishlab chiqarish uchun xom ashyo

ALYUMINIY ISHLAB CHIQARISH TEXNOLOGIYASI, ALYUINIY QOTISHMALARI

Alyuminiy uni dunyodagi eng ko'p i hlatiladigan materiallardan biriga aylantiradigan ko'plab xu u iyatlarga

ISHLAB CHIQARISH UCHUN XOM ASHYO

Alyuminiy qaysi xomashyodan tayyorlanadi? Uning tarkibidagi barcha minerallardan alyuminiy ishlab chiqarish qimmat va foydasiz. U 50% gacha alyuminiy oksidlarini o'z ichiga olgan va to'g'ridan-to'g'ri er yuzida katta massalarda yotadigan boksitdan qazib olinadi.

Ushbu alyuminiy rudalari ancha murakkab kimyoviy tarkibga ega. Ularda umumiy massaning 30-70% miqdorida alyuminiy oksidi, 20% gacha bo'lishi mumkin bo'lgan kremniy, 2 dan 50% gacha bo'lgan temir oksidi, titanium (10% gacha) mavjud.
Alumina oksidi va bu alyuminiy oksidi va gidroksidi, korund va kaolinitdan iborat.

Yaqinda alyuminiy oksidlari tarkibida natriy, kaliy, kremniy va alunitlar bo'lgan nefelindan olish boshlandi.

1 tonna sof alyuminiy ishlab chiqarish uchun taxminan ikki tonna alyuminiy oksidi kerak bo'ladi, bu esa o'z navbatida 4,5 tonna boksitdan olinadi.

BOKSIT KONLARI

Dunyoda boksit zaxiralari cheklangan.Dunyo bo'ylab boy konlariga ega bo'lgan atigi etti mintaqa mavjud. Bular Afrikadagi Gvineya, Janubiy Amerikadagi Braziliya, Venesuela va Surinam, Karib dengizidagi Yamayka, Avstraliya, Hindiston, O'rta er dengizidagi Xitoy, Gretsiya va Turkiya.

Boksitning boy konlari bo'lgan mamlakatlarda alyuminiy ishlab chiqarishni ham rivojlantirish mumkin. Rossiya Uralsda, Oltoy va Krasnoyarsk o'lkalarida, Leningrad viloyatining tumanlaridan birida, nefelin - Kola yarim orolida boksit ajratib oladi.

Eng boy konlar Rossiyaning UC RUSAL qo'shma kompaniyasiga tegishli. Undan keyin Kanadaning Alkan va CVRD bilan birlashgan gigantlar Rio Tinto (Angliya-Avstraliya). To'rtinchi o'rinda xitoylik Chalco, uchinchi o'rinda alyuminiy ishlab chiqaruvchi Amerika-Avstraliya korporatsiyasi Alcoa joylashgan.

ISHLAB CHIQARISHNING KELIB CHIQISHI

Daniyalik fizik Ersted 1825 yilda birinchi bo'lib erkin alyuminiyni ajratib oldi. Kimyoviy reaksiya alyuminiy xlorid va kaliy amalgam bilan sodir bo'ldi, buning o'rniga ikki yil o'tib nemis kimyogari Vyuler metall kaliydan foydalandi.

Kaliy juda qimmatbaho materialdir, shuning uchun alyuminiyni sanoat ishlab chiqarishda frantsuz Sent-Kler Devil kaliy o'rniga 1854 yilda natriyni ishlatgan, bu element ancha arzonroq va alyuminiy va natriyning barqaror er-xotin xloridi.

Rus olimi N.N.Beketov alyuminiyni eritilgan kriyolitdan magniy bilan siqib chiqarishga muvaffaq bo'ldi. Xuddi shu asrning saksoninchi yillari oxirida ushbu kimyoviy reaktsiyani nemislar birinchi alyuminiy zavodida qo'llashgan. XVIII asrning ikkinchi yarmida kimyoviy usullar bilan 20 tonnaga yaqin toza metall olingan. Bu juda qimmat alyuminiy edi.

Elektroliz yordamida alyuminiy ishlab chiqarish 1886 yilda boshlangan, o'sha paytda ushbu usul asoschilari amerikalik olim Xol va frantsuz Heru tomonidan deyarli bir xil patent talabnomalari berilgan. Ular alyuminiy oksidini eritilgan kriyolitda eritib, keyin elektroliz bilan alyuminiy ishlab chiqarishni taklif qildilar.
Bu alyuminiy sanoatining boshlanishi bo'lib, u bir asrdan ko'proq tarix davomida metallurgiyaning eng yirik tarmoqlaridan biriga aylandi.

ISHLAB CHIQARISH TEXNOLOGIYASINING ASOSIY BOSQICHLARI

Umuman olganda, alyuminiy ishlab chiqarish texnologiyasi paydo bo'lganidan beri o'zgarmadi.

Jarayon uch bosqichdan iborat. Aluminiy rudalaridan birinchisi, boksit yoki nefelin bo'lsin, alyuminiy oksidi - alyuminiy oksidi ishlab chiqaradi₂O₃ .

Keyinchalik, sanoat alyuminiy oksiddan 99,5% tozaligi bilan ajralib turadi, bu ba'zi maqsadlar uchun etarli emas.

Shuning uchun oxirgi bosqichda alyuminiy tozalanadi. Alyuminiy ishlab chiqarish 99,99% tozalash bilan yakunlanadi.

ALUMINIY OKSIDI ISHLAB CHIQARISH

Rudalardan alyuminiy oksidi olishning uchta usuli mavjud:

- kislotali;

- elektrolitik;

- gidroksidi.

Oxirgi usul eng keng tarqalgan, o'sha XVIII asrda ishlab chiqilgan, ammo o'sha paytdan beri bir necha bor o'zgartirilgan va yaxshilangan, yuqori darajadagi boksitni qayta ishlash uchun ishlatiladi. Taxminan 85% alyuminiy oksidi olinadi.

Ishqoriy usulning mohiyati shundaki, alyuminiy eritmalari ularga alyuminiy gidroksidi kiritilganda yuqori tezlikda parchalanadi. Reaktsiyadan keyin qolgan eritma taxminan 170 ° C yuqori haroratda bug'lanadi va yana alyuminiy oksidini eritish uchun ishlatiladi;

Birinchidan, boksit maydalab, gidroksidi va ohak bilan tegirmonda maydalanadi, so'ngra u avtoklavlarda 250 ° S gacha bo'lgan haroratda kimyoviy parchalanadi va natriy aluminat hosil bo'ladi, u ishqoriy eritma bilan allaqachon pastroq haroratda suyultiriladi - atigi 100 ° S. Aluminat eritmasi yuviladi loydan ajratilgan maxsus qalinlashtiruvchi moddalar. Keyin u parchalanadi. Eritma filtrlar orqali kompozitsiyani doimiy aralashtirish uchun aralashtirgichlar bo'lgan idishga quyiladi, unga urug 'uchun qattiq alyuminiy gidroksidi qo'shiladi.

Gidrosiklonlarda va vakuum filtrlarida alyuminiy gidroksidi ajralib chiqadi, uning bir qismi urug 'moddasi sifatida qaytariladi va bir qismi kalsinlash uchun ishlatiladi. Gidroksid ajratilgandan keyin qolgan filtrat ham boksitning navbatdagi partiyasini yuvish uchun qayta ishlanadi.

Aylanadigan pechlarda gidroksidni kalsinlash (suvsizlantirish) jarayoni 1300 ° S gacha bo'lgan haroratlarda sodir bo'ladi.

Ikki tonna alyuminiy oksidini olish uchun 8,4 kVt / soat elektr energiyasi sarflanadi.

2050 ° S erish nuqtasiga ega kuchli kimyoviy birikma hali alyuminiy emas. Oldinda alyuminiy ishlab chiqarish.

ALYUMINIY OKSIDI ELEKTROLIZI

Elektroliz uchun asosiy uskunalar uglerod bloklari bilan qoplangan maxsus hammomdir. Unga elektr toki beriladi. Vannaga uglerod anodlari botiriladi, ular toza kislorod oksiddan ajralganda yonib, uglerod oksidi va karbonat angidrid hosil qiladi. Vannalar yoki elektrolizatorlar, mutaxassislar ularni chaqirganidek, ketma-ketlik bilan elektr zanjiriga kiritilgan. Hozirgi kuch 150 ming amperni tashkil qiladi.

Anodlar ikki xil bo'lishi mumkin: katta uglerod bloklaridan otilgan, massasi bir tonnadan ortiq bo'lishi mumkin va alyuminiy qobig'idagi ko'mir briketlaridan iborat o'z-o'zini yoqish, ular yuqori harorat ta'sirida elektroliz paytida sinterlanadi.

Hammom uchun ishlaydigan kuchlanish odatda 5 volt atrofida. U oksidni parchalash uchun zarur bo'lgan kuchlanishni ham, tarmoqlangan tarmoqdagi muqarrar yo'qotishlarni ham hisobga oladi.

Kriyolit asosidagi eritmada erigan alyuminiy oksididan elektrolit tuzlaridan og'irroq bo'lgan suyuq metall vannaning uglerod asosiga joylashadi. U vaqti-vaqti bilan pompalanadi.

Alyuminiy ishlab chiqarish jarayoni juda ko'p elektr energiyasini talab qiladi. Aluminiy oksididan bir tonna alyuminiy olish uchun taxminan 13,5 ming kVt / soat doimiy elektr energiyasidan foydalanish kerak. Shu sababli, yirik ishlab chiqarish markazlarini yaratishning yana bir sharti bu yaqin atrofda ishlaydigan kuchli elektr stantsiyasidir.

ALYUMINIYNI QAYTA ISHLASH

Eng mashhur usul - bu uch qavatli elektroliz. Magnezit bilan qoplangan uglerodli o'choqli elektroliz vannalarida ham sodir bo'ladi. Jarayondagi anot eritilgan metallning o'zi bo'lib, u tozalanadi. U Supero'tkazuvchilar tagida pastki qatlamda joylashgan. Anod qatlamida elektrolitdan eriydigan sof alyuminiy yuqoriga qarab tushuniladi va katod bo'lib xizmat qiladi. Oqim unga grafit elektrod yordamida beriladi.

Qidiruv qavatdagi elektrolitlar sof alyuminiy ftoridlar yoki natriy va bariy xlorid qo'shilgan holda bo'ladi. 800 ° S haroratgacha qiziydi.

Uch qatlamli tozalash uchun elektr energiyasi sarfi har bir metall uchun 20 kVt soatni tashkil etadi, ya'ni tonnasiga 20 ming kVt soat kerak bo'ladi. Shuning uchun, boshqa hech qanday metall ishlab chiqarish kabi alyuminiy nafaqat elektr manbai, balki yaqin atrofdagi yirik elektr stantsiyasini talab qiladi.

Qayta qilingan alyuminiy tarkibida juda oz miqdordagi temir, kremniy, mis, rux, titanium va magniy mavjud.

Qayta ishlanganidan keyin alyuminiy qayta ishlanib, tijorat mahsulotlariga aylanadi. Bular ingot, sim, choyshab va ingot.

Qayta ishlash natijasida olingan segregatsiya mahsulotlari qisman qattiq qoldiq shaklida oksidlanish uchun, qisman ishqoriy eritma sifatida ishlatiladi.

Mutlaqo sof alyuminiy metallni inert gazda yoki vakuumda keyingi zonada eritishi natijasida olinadi. Uning diqqatga sazovor xususiyati - kriyogen haroratdagi yuqori elektr o'tkazuvchanligi.

IKKILAMCHI XOM ASHYONI QAYTA ISHLASH

Alyuminiyga bo'lgan ehtiyojning to'rtdan bir qismi qayta ishlangan xom ashyo bilan ta'minlanadi. Qayta ishlangan mahsulotlardan shakldagi to'qimalar quyiladi.

Oldindan saralangan xomashyo pol ostidagi pechda qayta eritiladi. U nikel va temir kabi alyuminiydan yuqori erish nuqtasiga ega metallarni saqlaydi.Eritilgan alyuminiydan xlor yoki azot bilan puflash orqali har xil metall bo'lmagan qo'shimchalar olinadi.

Magniy, rux yoki simob qo'shib, vakuum yordamida ko'proq eritadigan metall aralashmalari tozalanadi. Magniy eritmadan xlor bilan tozalanadi.

Berilgan quyma qotishma eritilgan alyuminiyning tarkibi bilan belgilanadigan qo'shimchalarni kiritish orqali olinadi.

ALYUMINIY ISHLAB CHIQARISH MARKAZLARI

Alyuminiy iste'moli bo'yicha XXR birinchi o'rinni egallab, AQSh va Germaniyani ortda qoldirib, ikkinchi o'rinda turadi.

Xitoy, shuningdek, alyuminiy ishlab chiqaradigan mamlakat bo'lib, bu sohada ulkan marj bilan etakchilik qilmoqda.

Kuchli o'nlikka Xitoydan tashqari Rossiya, Kanada, BAA, Hindiston, AQSh, Avstraliya, Norvegiya, Braziliya va Bahrayn kiradi.

Rossiyada birlashgan RUSAL kompaniyasi alyuminiy oksidi va alyuminiy ishlab chiqarishda monopoliyadir. Yiliga 4 million tonnagacha alyuminiy ishlab chiqaradi va yetmish mamlakatga mahsulot eksport qiladi va o'n etti mamlakatning beshta qit'asida mavjud.

Amerikaning Alcoa kompaniyasi Rossiyada ikkita metallurgiya zavodiga egalik qiladi.

Xitoyning eng yirik alyuminiy ishlab chiqaruvchisi - Chalco. Xorijiy raqobatchilardan farqli o'laroq, uning barcha aktivlari o'z mamlakatida to'plangan.

Norvegiyaning Norsk Hydro kompaniyasining gidro alyuminiy bo'limi Norvegiya, Germaniya, Slovakiya, Kanada va Avstraliyadagi alyuminiy zavodlariga egalik qiladi.

Avstraliyaning BHP Billiton kompaniyasi Avstraliya, Janubiy Afrika va Janubiy Amerikada alyuminiy ishlab chiqarish quvvatlariga egalik qiladi.

Bahraynda Alba (Aluminium Bahrain B. S. C.) vatani - ehtimol eng katta ishlab chiqarish. Ushbu ishlab chiqaruvchining alyuminiysi dunyoda ishlab chiqarilgan "qanotli" metallning umumiy hajmining 2% dan ortig'ini tashkil qiladi.

Xulosa qilib aytganda, asosiy alyuminiy ishlab chiqaruvchilar boksit zaxiralariga ega bo'lgan xalqaro kompaniyalardir. Va nihoyatda ko'p energiya talab qiladigan jarayonning o'zi alyuminiy rudalaridan alyuminiy oksidi olish, kriyolit, uglerod anod massasi va uglerod anodi, katod, qoplama materiallarini o'z ichiga olgan ftor tuzlari ishlab chiqarish va alyuminiy metallurgiyasining asosiy tarkibiy qismi bo'lgan sof metallning o'zi elektrolitik ishlab chiqarishdan iborat.