Aluminiomu, aluminiomu gbóògì: ọna ẹrọ, ilana ati apejuwe

Aluminiomu ni o ni opolopo ti awọn ẹya ara ẹrọ ti o ṣe ti o ọkan ninu awọn julọ lo awọn ohun elo ninu aye. O ti wa ni opolopo pin ninu iseda, mu awọn akọkọ ibi laarin awọn irin. O yoo dabi wipe awọn isoro pẹlu awọn oniwe-gbóògì yẹ ki o ko ni le. Ṣugbọn awọn ga kemikali-ṣiṣe ti awọn irin nyorisi si ni otitọ wipe o ko pade, ki o si gbe funfun - o jẹ soro, leri ati agbara aladanla.

Aise ohun elo fun gbóògì

Lati eyi ti aise ohun elo ni o wa aluminiomu? Aluminiomu gbóògì ti gbogbo ohun alumọni ti o ni awọn o, gbowolori ati uneconomic. Jade o lati bauxite, eyi ti o ni awọn soke si 50% aluminiomu oxides ati nile taara lori dada ti aiye nla ọpọ eniyan.

Awọn wọnyi ni aluminiomu irin ni dipo eka kemikali tiwqn. Nwọn ni awọn alumina ni ohun iye ti 30-70% nipa ìwọn, silicas, eyi ti o le le to to 20% ti irin ohun elo afẹfẹ ni ibiti lati 2 si 50%, titanium (soke to 10%).

Aluminas, ati yi alumina wa ni kq ti hydroxides, corundum ati kaolinite.

Laipe alumina lati nepheline bẹrẹ lati gba ti o ni tun oxides ti soda, potasiomu, yanrin ati alunite.

Fun isejade ti 1 pupọ ti funfun aluminiomu nilo to meji toonu ti alumina, eyi ti, ni Tan, pese sile lati to 4.5 tonnu bauxite.

bauxite

Bauxite ni ẹtọ ni awọn aye ni o wa lopin. Ni ayika agbaiye ni gbogbo meje districts, pẹlu awọn oniwe-ọlọrọ idogo. O Guinea ni Africa, Brazil, Venezuela ati Surinami ni South America, Jamaica, Karibeani, Australia, India, China, Greece ati Turkey si Mediterranean ati Russia.

Ni awọn orilẹ-ede ibi ti nibẹ ni o wa ọlọrọ idogo ti bauxite, le ti wa ni idagbasoke ati isejade ti aluminiomu. Russian bauxite maini ni Urals, Altai ati Krasnoyarsk Territories, ni ọkan ninu awọn districts ti awọn Leningrad ekun, nepheline - lori Koôla ile larubawa.

The richest idogo ohun ini nipasẹ UC RUSAL ni a Russian dapọ ile. O ti wa ni atẹle nipa awọn omirán Rio Tinto (Australia-England), ti jimọ soke pẹlu Canada ká Alcan ati CVRD. Ni kẹrin ibi ni Chalco ile lati China, ki o si awọn US-Australian alasepo Alcoa, eyi ti o wa tun awọn ti aluminiomu ti onse.

Awọn Oti ti gbóògì

Danish physicist Oersted soto akọkọ aluminiomu ni free fọọmu ni 1825. A kemikali lenu mu ibi pẹlu aluminiomu kiloraidi ati potasiomu amalgam, dipo ti eyi ti odun meji nigbamii, a German chemist Wohler lo ti fadaka potasiomu.

Potasiomu - ohun gbowolori ohun elo, sibẹsibẹ ninu awọn ise gbóògì ti aluminiomu Frenchman St. Clair Deville 1854 ni ibi ti potasiomu soda godu lo, ni ano ni significantly din owo, ati ki o ė sooro aluminiomu kiloraidi ati soda.

Russian ọmowé NN Beketov le displace awọn aluminiomu lati didà cryolite magnẹsia. Ni awọn pẹ eighties ti kanna orundun awọn kemikali lenu lo nipa awon ara Jamani lori akọkọ aluminiomu ileru. Ni idaji keji ti awọn XVIII orundun ti a ti gba nipa kemikali lakọkọ 20 toonu ti funfun irin. O je gan gbowolori aluminiomu.

Isejade ti aluminiomu nipa electrolysis bcrc ni 1886, nigbati awọn mejeeji wà fere aami ẹsun itọsi ohun elo yi ọna oludasilẹ American omowe nipa Hall ati awọn Frenchman Heroult ilana. Nwọn si nṣe lati tu alumina ni ère cryolite ati ki o si electrolysis lati gba aluminiomu.

Pẹlu yi bẹrẹ awọn aluminiomu ile ise, eyi ti o ti di fun diẹ ẹ sii ju orundun kan ọkan ninu awọn tobi ẹka ti ile ise.

Awọn ifilelẹ ti awọn ipo ti gbóògì ọna ẹrọ

Ni gbogbogbo, aluminiomu ẹrọ ọna ẹrọ ti ko yi pada niwon ẹda.

Awọn ilana oriširiši meta ni asiko. Lori akọkọ aluminiomu irin tabi bauxite boya o nephelines gba alumina - aluminiomu afẹfẹ Al _{2 3.}

Nigbana ni, lati ise aluminiomu hydroxide ti ya sọtọ pẹlu kan ti nw ti 99,5%, eyi ti o jẹ inadequate fun diẹ ninu awọn ti a ni.

Nitorina, ni kẹhin ipele ti wa ni dà aluminiomu. Production ti aluminiomu pari awọn oniwe-cleaning soke si 99.99%.

gba alumina

Nibẹ ni o wa ọna mẹta ti gba alumina lati ores:

- acid;

- Electrolytic;

- ipilẹ.

Igbehin ọna - awọn wọpọ, ni idagbasoke pada ni kanna XVIII orundun, sugbon o ti niwon a ti leralera tunwo ati significantly dara si, o ti lo fun awọn processing ti ga-ite bauxite. Bayi ni gba nipa 85% alumina.

Lakotan alkali ọna ti o jẹ wipe aluminiomu solusan decompose ni ga iyara nigba ti won ti wa ni a ṣe sinu aluminiomu hydroxide. Ti o ku lẹhin ti awọn lenu, ojutu ti wa ni evaporated ni kan ga otutu ti nipa 170 ° C ati ki o ti lo lẹẹkansi fun itu ti alumina;

First bauxite itemole ati ilẹ ni Mills pẹlu caustic orombo ati ki o ni ohun autoclave ni iwọn otutu to to 250 ° C, awọn jijera ti awọn oniwe-kemikali ati soda aluminate wa ni akoso, eyi ti o ti fomi po pẹlu ohun ipilẹ ojutu tẹlẹ ni a kekere otutu - 100 ° C gbogbo awọn ti awọn aluminate ojutu ti wa ni fo ninu pataki thickeners, yà lati sludge. Ki o si nibẹ ni awọn oniwe-ibaje. Ojutu ti a ti fa nipasẹ awọn Ajọ ni a eiyan pẹlu a stirrer fun lemọlemọfún saropo awọn tiwqn sinu eyi ti awọn irugbin ti a fi kun si awọn ri aluminiomu hydroxide.

Awọn hydrocyclones ati igbale Ajọ soto aluminiomu hydroxide, a ìka ti eyi ti o ti pada bi awọn irugbin ohun elo ti, ati apakan lọ si calcination. Awọn filtrate o ku leyin ti Iyapa ti hydroxide, tun pada si yipada fun awọn nigbamii ti ipele leaching ti bauxite.

Calcination ilana (gbígbẹ) hydroxide ni a Rotari kiln ni awọn iwọn otutu soke si 1300 ° C.

Fun meji toonu ti alumina run 8.4 kWh ti ina.

Strong kemikali yellow ti yo otutu ni 2050 ° C, o jẹ ko aluminiomu. Aluminiomu gbóògì niwaju.

Electrolysis ti alumina

Awọn ifilelẹ ti awọn eroja fun awọn electrolysis jẹ pataki kan wẹ, ila pẹlu erogba awọn bulọọki. To rẹ ina ipaya. Awọn erogba anodes wa ni immersed wẹ ti wa ni combusted ninu awọn ipin ti funfun atẹgun ati fọọmu oxides ulgleroda monoxide ati oloro. Wẹ tabi elektrilizery, bi nwọn ti wa ni a npe ni ojogbon, ti wa ni to wa ni ina Circuit ni jara lati fẹlẹfẹlẹ kan ti jara. Awọn ti isiyi kikankikan ninu apere yi ni 150 ẹgbẹrun amperes.

Anodes le jẹ ti awọn meji orisi: Èédú kuro lenu ise lati tobi awọn bulọọki, ti ibi-ni o le wa tobi ju Söderberg toonu ati wa ninu edu briquettes ninu awọn aluminiomu akọ, eyi ti o ti wa ni sintered nigba electrolysis ni ga awọn iwọn otutu.

Irinṣẹ cell foliteji ni ojo melo ni ayika 5 volts. O gba sinu iroyin awọn foliteji pataki fun awọn jijera ti afẹfẹ ati unavoidable pipadanu ni a branched nẹtiwọki.

Lati ni tituka ni cryolite-orisun didà alumina didà irin, eyi ti o jẹ wuwo ju awọn electrolyte iyọ ti wa ni nile lori edu igba wẹ. O lorekore evacuated.

aluminiomu gbóògì ilana nilo kan ti o tobi ina agbara agbara. Lati gba ọkan pupọ ti aluminiomu lati alumina, o jẹ pataki lati na nipa 13.500 kWh ti ina DC. Nitorina, miiran majemu fun awọn ẹda ti o tobi ise ile-iṣẹ ni lati ṣiṣẹ papọ alagbara agbara ọgbin.

aluminiomu refining

Awọn julọ daradara-mọ ọna - a mẹta-Layer electrolysis. O tun gba ibi ni electrolysis iwẹ pẹlu edu hearth ila pẹlu magnesite. Awọn anode ni awọn ilana ara Sin bi awọn ere didà irin, eyi ti o ti mọtoto. O ti wa ni be ni isalẹ Layer lori kan conductive hearth. Pure aluminiomu, eyi ti o dissolves sinu electrolyte lati anode Layer, o ti wa ni gbọye si oke ati awọn Sin bi awọn cathode. Awọn ti isiyi wa ni pese moomo nipasẹ a lẹẹdi elekiturodu.

Awọn electrolyte ni agbedemeji Layer - ni aluminiomu fluoride tabi funfun tabi pẹlu afikun ti soda kiloraidi ati barium. O ti wa ni kikan si 800 ° C otutu.

Lilo agbara nigba ti mẹta-Layer refining ni 20 kWh fun kg ti irin, i.e. ọkan pupọ nilo 20 ẹgbẹrun kW * h. Ti o ni idi, bi ko si gbóògì ti irin, aluminiomu nilo ko o kan orisun kan ti itanna agbara, ati kan ti o tobi agbara ọgbin ni agbegbe.

Ti won ti refaini aluminiomu ni gidigidi kekere titobi ni awọn irin, ohun alumọni, Ejò, sinkii, titanium ati magnẹsia.

Lẹhin ti refining, aluminiomu ni ilọsiwaju sinu marketable awọn ọja. Eleyi ingot ati awọn waya, ati ki o kan dì, ati awọn ingots.

-aiyede awọn ọja gba nipa refining, ni apakan, bi a ri to ìṣokùnfa, o ti lo fun deoxidation, ki o si fa die sile ninu awọn fọọmu ti ẹya alkali ojutu.

Egba funfun aluminiomu ni produced ni a tetele aago yo irin ni ohun inert gaasi tabi igbale. A o lapẹẹrẹ ẹya-ara ni awọn oniwe-giga elekitiriki ni cryogenic awọn iwọn otutu.

Atunlo ti secondary aise elo

A mẹẹdogun ti awọn lapapọ eletan fun aluminiomu ti wa ni pade atunlo aise ohun elo. Lati awọn ọja tunlo pouring m simẹnti.

Pre-yo aise ohun elo to lẹsẹsẹ ni awọn ala ileru. Ni o wa ni irin nini kan ti o ga yo ojuami ju aluminiomu, fun apẹẹrẹ, nickel ati irin. Lati didà aluminiomu nipa fifun chlorine tabi nitrogen yọ orisirisi ti kii-ti fadaka inclusions.

Die fusible irin impurities ti wa ni kuro dopants magnẹsia, sinkii, tabi Makiuri ati sisilo. Magnẹsia chlorine wa ni kuro lati yo.

Awọn predetermined simẹnti alloy gba nipa to ni lenu additives ti o ti wa ni ṣiṣe nipasẹ awọn tiwqn ti awọn ere didà aluminiomu.

aluminiomu gbóògì awọn ile-iṣẹ

Ni awọn ofin ti agbara ti aluminiomu China ni ipo akọkọ, nlọ jina sile ni keji ibi ni o wa ni US ati awọn eni ti awọn kẹta ibi Germany.

China - a orilẹ-ede ati isejade ti aluminiomu, nipa kan jakejado ala ninu awọn asiwaju ni agbegbe yi.

Ni oke mẹwa, ayafi fun China, ni o wa Russia, Canada, UAE, India, USA, Australia, Norway, Brazil ati Bahrain.

Awọn Russian monopolist ni isejade ti alumina ki o si aluminiomu ni Apapo ile RUSAL. O fun wa soke si 4 milionu toonu ti aluminiomu fun odun ati okeere awọn ọja ni ãdọrin awọn orilẹ-ede ati ki o jẹ bayi lori marun continents ni seventeen awọn orilẹ-ede.

American ile Alcoa ti o ni meji metallurgical eweko ni Russia.

Awọn ti aluminiomu o nse ni China - awọn ile-Chalco. Ni idakeji si ajeji oludije, gbogbo awọn ti awọn oniwe-ìní wa ni ogidi ninu ile orilẹ-ede.

Hydro Aluminiomu pipin ti awọn Nowejiani ile Norsk Hydro ti o ni aluminiomu smelters ni Norway, Germany, Slovakia, Canada, ati Australia.

Australian BHP Billiton ti o ni aluminiomu gbóògì ni Australia, South Africa ati South America.

Bahrain ni Alba (Aluminium Bahrain BSC) - boya julọ ti o tobi-asekale gbóògì. Aluminiomu o nse ti o gba diẹ sii ju 2% ti lapapọ iwọn didun ti "kerubu" irin yi ninu aye.

Nítorí náà, summing soke, a le so pe awọn ifilelẹ ti awọn aluminiomu ti onse ni o wa okeere ilé iṣẹ pẹlu ẹtọ ti bauxite. Ati awọn nikan agbara-n gba ilana oriširiši ti gba alumina lati aluminiomu irin gbóògì fluorides, eyi ti o ni cryolite, erogba anode lẹẹ ati erogba anode, cathode, awọ ohun elo, ki o si dara electrolytic gbóògì ti funfun irin ti o jẹ awọn ifilelẹ ti awọn ẹyaapakankan fun aluminiomu ati irin.