- Необхідне обладнання
- розрахунок сировини
- Технології виробництва алюмінію
- процес електролізу
- рафінація металу
- відомі виробники
алюміній являє собою хімічний елемент, який займає лідируючу позицію серед найпоширеніших металів в земній корі, а також найбільш часто використовуваних . Його вміст у землі прирівнюється до 9%. Зустрічається тільки у вигляді сполук, представлених оксидом алюмінію або глиноземом. Саме в глині міститься близько 30% такого оксиду.
Цей метал вигідно відрізняється серед інших видів завдяки своїми властивостями . А це - відмінна пластичність, високі коефіцієнти тепло- і електропровідності, невелика щільність. Дана стаття розповість вам про технології виробництва і видобутку алюмінію і його сплавів в світі, а також про важливі фактори таких заходів.
Необхідне обладнання
Для того щоб добувати глинозем в природних умовах, а потім отримувати з нього алюміній, буде потрібно досить велика кількість обладнання:
- Машини для проведення роздачі глинозему;
- Катодна ошиновка;
- Установка по газоочистки сухим методом;
- електролізер;
- Крани монтажного, лінійного і технічного призначення;
- Обладнання, необхідне для ливарного і анодно-монтажного цехів.
Для виробництва алюмінію необхідно не тільки велика кількість обладнання, а й приміщення досить великої площі, а також потужна електромережу.
Справа в тому, що процес електролізу відбувається в спеціальних ваннах при температурі 9600С і силі струму близько 250000 А.
Для організації такого виробничого процесу буде потрібно величезна кількість електроенергії, саме тому великі виробники цього металу намагаються розташовувати свої цехи в безпосередній близькості від гідроелектростанцій, що поставляють дешевшу енергію. Далі розглянуто сировину для виробництва алюмінію.
У відео нижче розказано про виробництво алюмінію:
розрахунок сировини
Для того щоб отримати алюміній, необхідно в електролізер завантажити анодний масу, глинозем, а також фторсолей. Під час дії електролізу з глини виходить оксиди вуглецю, а також фтористі з'єднання в газоподібному стані. При цьому частина анодної маси витрачається у вигляді піни, яка знімається з поверхні самого електроліту.
Надмірна витрата анодної маси, а також фтористих солей може свідчити про низьку якість самої маси, а також про неправильне обслуговуванні зношеного обладнання.
У теорії для отримання 1 кг алюмінію потрібно 1,9 кг глинозему. Інша його частина включає в себе всілякі домішки і втрати в процесі виробництва. Однак на практиці сировини може знадобитися набагато більше, в залежності від типу глини, використовуваного обладнання та інших факторів.
Далі розглянута технологія литва, виробництва зварювання алюмінію аргоном.
Технології виробництва алюмінію
Технологія виробництва (одержання) алюмінію включає в себе наступні стадії:
- Видобуток глинозему (окис алюмінію) з алюмінієвих руд.
- Виділення з окису алюмінію.
- Повне очищення алюмінію.
Отримати глинозем можна за допомогою кислотного, лужного і електролітичного способу. Перший варіант краще використовувати при роботі з високими сортами сировини. Другий спосіб має на увазі швидке розкладання алюмінієвого розчину шляхом введення алюмінієвої гідроокису. Утворився після такої реакції розчин піддається випаровуванню з метою подальшого використання для глинозему.
Першим етапом видобутку алюмінію є ретельне дроблення бокситу із застосуванням їдкого лугу або вапна. Потім відбувається приміщення сировини в автоклави, де при температурі 250 ° С відбувається його розкладання і виділення алюмінату натрію. Одержаний натрієвий розчин проходить етап очищення в спеціальних згущувачах, де він відділяється від шламу. Очищений розчин проходить через фільтри і направляється в ємності з регулярним помішуванням.
У вакуумних фільтрах і циклонах відбувається виділення окису алюмінію, частина якої використовується для затравки, а решта спрямовується на кальцинації. Це процес також називається зневодненням і відбувається при температурі близько 1300 ° С. В середньому для отримання 2 т окису потрібно енергії до 8,5 кВт / ч. вийшло досить міцне з'єднання ще не є чистим алюмінієм.
Про процес електролізу у виробництві алюмінію розповість цей відеоролик:
процес електролізу
Головним обладнанням на даному етапі є спеціальна ванна (електролізер), оснащена вуглецевими блоками. До неї організують підведення електричного струму потужністю до 150000 А, а в саму ємність завантажують вугільні аноди, які згорають після виділення чистого кисню і утворюють окис вуглецю.
Аноди поділяються на два види:
- Отримані шляхом випалу вугільних блоків, маса яких може перевищувати 1 т.
- Самообжігающіеся, що включають в себе вугільні брикети, шпетив при електролізі.
рафінація металу
Найбільш популярним методом отримання алюмінію є тришаровий електроліз, який проходить в спеціальних ваннах, футерованих магнезитом. Як анода виступає безпосередньо сам розплавлений алюміній. Він знаходиться в самому нижньому шарі.
Чистий же метал, який розчиняється в анодному шарі завдяки процесу електроліту, піднімається на поверхню виступаючи катодом. Рафінований алюміній в мінімальному співвідношенні містить магній, титан та інші домішки. І вже на даному етапі отримує вид товарної продукції, будь-то злитки, чушки або дріт.
Про Росію та інші країни з заводами по видобутку-виробництву алюмінію читайте нижче.
відомі виробники
Найбільшим виробником алюмінію є компанія «Русал», яка виробляє понад 4 млн. Т алюмінію на рік. Також в список найбільших виробників алюмінію у Росії входять:
- Компанія «СУАЛ», що спеціалізується на роботі з алюмінієвими сплавами;
- АТ «БАЗ», що працює на виробництві та видобутку глинозему і гідроксиду алюмінію;
- ВгАЗ, завод з виробництва первинного алюмінію.
Виробництво алюмінію являє собою складний процес, що вимагає необхідного обладнання, знання технології, дотримання особливих умов і трудових витрат. Зате виготовлення різних виробів з алюмінію - справа популярне.
Про перспективи виробництва алюмінію розповість це відео:
