Как е алуминиев

Как да се произвеждат
аЛУМИНИЕВИ

Въпреки факта, че алуминият е най-често срещаната метал на Земята, на Земята, тя не се намира в чист вид. Поради високите химическа активност алуминиеви атоми лесно образуват съединения с други вещества. В "крилат метал" не може да бъде получена чрез стопяване на руда в пещта, както се случва например с желязо. Процесът на получаване на алуминий е значително по-сложно и се базира на използването на огромна власт електричество. Ето защо, алуминиеви стопилки винаги построени в близост до големи източници на електрическа енергия - предимно водноелектрически централи, незамърсяващи околната среда. Но първо първите неща.

Производство на метал разделена на три основни етапа: боксит добив - обработка алуминиева руда към алуминиев - алуминиев оксид, и накрая получаване на чист метал, като се използва процес електролиза - разпадане алуминиев на съставните си части под въздействието на електрически ток. 4-5 тона на боксит, получени 2 тона алуминий, от които произвеждат един тон алуминий.

Съществуват няколко вида на алуминиева руда в света, но на основната суровина е боксит са за производството на този метал. Тази скала състои основно от алуминиев оксид, легирани с други минерали. Боксит се смята за високо качество, ако той съдържа повече от 50% алуминий.

Боксит могат да се различават един от друг. Според структурата, те са твърди и здраво или свободни частици. Чрез цвят - обикновено тухла-червен, червеникаво кафяв или поради примеси железен оксид. С малък съдържание на желязо от боксит е с бял или сив цвят. Но понякога има руда жълто, тъмно зелени и дори цветни - сини, червени, лилави или черни вени.

В повечето боксит се провежда, повърхност - специално оборудване руда "рязани" слой по слой от повърхността и транспортират за по-нататъшна обработка. Въпреки това, в света има места, където алуминиевата руда се намира много дълбоко, а производството му е необходимо да се изгради в мината - един от най-дълбоките мини в света "Cheremukhovskoye-Deep" е в България, в Урал, дълбочината му на -1550 м.

метод Bayer се базира на следното: кристален алуминиев хидроксид, част от боксита разтваря добре при висока температура в разтвор на натриев хидроксид (алкални основи, NaOH) с висока концентрация и с намаляване на температурата и концентрацията на разтвора ре-кристализира. Външният значение, включени в състава на боксит (т.нар баласт) не преминава под него в разтворима форма или рекристализира и утаяване преди кристализация се произвежда от алуминиев хидроксид. Ето защо, след разтварянето на алуминиев хидроксид баласт могат лесно да бъдат разделени - тя се нарича червена кал.

Големи алуминиев хидроксид частици лесно се отделя от разтвора чрез филтруване, те се промиват с вода, сушат се и накалена - това се нагрява за отстраняване на водата. Така че алуминий.

В алуминий не е изтекъл срок на годност, но го пазят трудно, защото при най-малкото възможност, той активно се абсорбира влагата - така че производителите предпочитат, тъй като е в производството на алуминий може да се изпрати по-бързо. На първо място, алуминий прибрана в купища до 30 хиляди тона - оказва се, един вид пластове торта с височина до 10-12 метра. След това на тортата "рязани" и натоварени за превоз на железопътни вагони - средно един превоз от 60 до 75 тона (в зависимост от вида на автомобила).

Alumina действа като директен източник на метал по време на производството на алуминий. Но за да се създаде среда, в която този процес ще се проведе, ще трябва още един компонент - криолит.

Това е рядък минерал от групата на природен флуорид състав Na3AlF6. Обикновено се образува безцветен, бял или сив дим кристален клъстер с чаша блясък, понякога - почти черен или червеникаво-кафяв. Криолит крехка и лесно се топи.

Естествените находища на този минерал е изключително малка, така че изкуствено криолит използвани в индустрията. В съвременната металургия се получава чрез взаимодействие на флуороводородна киселина с алуминиев хидроксид и сода.
производството на алуминий

Така че, ние сме извлича боксит, алуминий излезе от него, зареден криолит. Всичко е готово за последния етап - електролиза на алуминий. Електролиза магазин е сърцето на алуминиева комбината, а не е като другите магазини на металургични предприятия, които произвеждат, например, чугун или стомана. Тя се състои от няколко правоъгълни, дължината на които често надхвърлят 1 км. Вътре реда инсталирани стотици саксии в серия с масивни проводници за електричество. На DC напрежението в електродите от всяка баня е само в границите на 4-6 волта, докато силата на тока от 300 кА и 400 кА или повече. Той е електрически ток е тук основната производствена сила - хората в магазина е много малък, всички процеси на механизирано.

Във всяка баня настъпва процес алуминиев електролиза. Капацитет баня пълни с разтопен криолит, което създава електролитен (проводима) среда при температура от 950 ° С Ролята на катода извършва на дъното на ваната, и анод - потопени в криолит въглеродни блокове с дължина около 1,5 метра и 0,5 метра ширина, с друг, те изглеждат като чук впечатляващи размери.

На всеки половин час от автоматична система за подаване на алуминий в банята се зареди ново парче материал. Под влияние на електрически ток връзка между алуминий и кислород е счупен - алуминий се отлага на дъното на ваната, образувайки слой от 10-15 см и кислорода комбинира с въглеродния атом, който е част от анодните блокове и образува въглероден диоксид.

Приблизително всеки 2-4 дни алуминиев отстранява от банята като се използва вакуум кофата. втвърден баня кора на повърхността на електролит удари дупка, в която тръбата се понижава. Течният алуминий се засмуква през него в кофата от които предварително евакуирани. Като цяло, един баня се изпомпва около 1 тон метал, и в една кофа приляга около 4 тона разтопен алуминий. Освен това, кофата отива в леярната.
За всеки тон от алуминий разпределени 280 000 м3 газ. Ето защо, всеки електролитна клетка, независимо от неговото изграждане е оборудван с газова събиране система, която събира газовете се развили по време на електролиза и ги изпраща в системата за очистване на газовете. Modern "сух" система за пречистване на газ за улавяне вредни флуорирани съединения, използвани или другата, и алуминиев оксид. Ето защо, преди да се използва за производство на алуминий, алуминиев оксид е всъщност участват в първото почистване на газ, които са се образували по време на производството на метали и преди. Ето един порочен кръг.

За алуминий процес електролиза изисква огромни количества електричество, така че е важно да се използват възобновяеми и незамърсяващи източници на енергия. Най-често се използва за тази водноелектрическа - те имат достатъчен капацитет и нямат вредни емисии. Например, в България условие 95% алуминиев хидро капацитет. Все пак, има места по света, където поколение въглища дълго доминирани - особено в Китай, които представляват 93% от производството на алуминий. В резултат на това за производството на 1 тон алуминий се използва хидро освободен в атмосферата над 4 тона на въглероден двуокис, както и използването на производството на въглища - пет пъти по-голяма - 21,6 тона.

Стопеният алуминий в кофата се доставя леярски топилната пещ на. На този етап, металът е все още съдържа малко количество примеси от желязо, силиций, мед и други елементи. Но дори и на един процент дължи на примеси може да промени свойствата на алуминий, така че тук се отстранява чрез стапяне в специална пещ при температура 800 ° С Полученият чист алуминий се излива в специални форми, в която металът поема своята твърда форма.
Най-малкият от алуминиеви слитъци наречени свине, те имат тегло от 6 до 22,5 кг. След получаване алуминиеви слитъци, потребителите това отново се топят и придават на състава и формата на които са необходими за техните цели.

Най-големият кюлчета - 30-тонен паралелепипед дълги 11,5 метра. Те са направени в специални форми, оставяйки на земята на около 13м. Гореща алуминий се излива в нея в продължение на два часа - блок "расте" в висулка като форма, но в обратна посока. В същото време се охлажда с вода и времето на завършване на изливането е готов за по-нататъшно транспортиране. Правоъгълни барове се наричат ​​плочи (от английски език плочи.) - те се използват за търкаляне на тънки листове и производство на консервни кутии за напитки алуминиево фолио, или, например, автомобилни органи.

Алуминий под формата на заготовки достига дължина от 7 метра - те се използват за екструдиране, т.е. екструдиране през отвора желаната форма. Той направи толкова много на алуминиеви продукти.

В леярската алуминий дава не само различни форми, но също така и състава. Фактът, че в чист вид, този метал се използва много по-рядко, отколкото под формата на сплави.

Сплавите се получават чрез въвеждане на различни метали алуминий (така наречените добавки) - един увеличава нейната твърдост, с плътност, третият доведе до промяна в неговата топлопроводимост и т.н. Добавките се използва бор, желязо, силиций, магнезий, манган, мед, никел, олово, титан, хром, цинк, цирконий, литий, скандий, сребро и други. В допълнение към тези елементи в алуминиеви сплави могат да присъстват дори около десет добавки като стронций, фосфор и други, което значително увеличава възможен брой сплави. Към днешна дата, индустрия използва повече от 100 марки на алуминиеви сплави.

производители Алуминиеви непрекъснато се подобряват своите технологии, за да се научат как да се произвежда най-доброто качество на метал при най-ниски разходи и минимално въздействие върху околната среда. Вече са били построени и операционна клетка, силата на силата на тока, в който 400 и 500kA, модернизирана електролиза на миналите поколения.

Един от най-важно за развитие в света - производство на метал с инертен анод. Тази уникална революционна технология ще даде възможност на производителите на алуминий отказват да използват въглеродни аноди. Инертни анод, просто, вечен, но най-важното - когато се използва въглероден диоксид не се освобождава в атмосферата, и чист кислород. 1 А електролиза баня може да произвежда същото количество кислород, 70 хектара гори. Докато тази технология тайно и работи промишлени тестове, но кой знае - може би в бъдеще тя е направена от алуминий индустрия има някои бели дробове на нашата планета.

Алуминиеви има хубава черта - не губи свойствата му в употреба, така че продуктите, направени от него може да са били стопени и рециклирани в нови продукти, които вече. Това ви позволява да запишете колосалната енергия вложена в производството на алуминий, за първи път.

Според изчисленията на Международния институт Алуминиеви след 1880 г. светът произвежда почти 1 милиарда тона алуминий и три четвърти от този обем все още е в употреба. За 35% от сградите, 30% - в електрически кабели и оборудване, а 30% - в транспорта.

Навсякъде по света, да събира алуминиеви отпадъци - в ежедневието е предимно алуминиеви кутии от напитки. Смята се, че 1 кг събира и се поставя в контейнери спестява обработка боксит 8 кг, 4 кг различни флуориди и 14 кВт / ч на електроенергия. В допълнение, тя може значително да намали вредите за околната среда, извършена от всички процъфтяващата депа. Развитието на отговорността към околната среда прави все по-популярна идеята за разделно събиране на отпадъци в света.