Aliminyòm, pwodiksyon aliminyòm: teknoloji, pwosesis ak deskripsyon

Aliminyòm gen yon anpil nan karakteristik ki fè li se youn nan materyèl sa yo ki pi itilize nan mond lan. Li se lajman distribiye nan lanati, ap pran plas an premye nan mitan metal. Li ta sanble ke difikilte sa yo ak pwodiksyon li yo pa ta dwe. Men, aktivite a segondè pwodui chimik nan metal mennen nan lefèt ke li pa t 'satisfè, epi ki pwodui pi bon kalite - li se difisil, koute chè ak enèji entansif.

Matyè premyè pou pwodiksyon

Ki soti nan ki matyè premyè yo aliminyòm? Aliminyòm pwodiksyon de tout mineral ki genyen li, chè ak rantabl. Èkstre li nan boksit la, ki gen ladan jiska 50% oksid aliminyòm ak depoze dirèkteman sou sifas la sou latè mas yo gwo.

Sa yo minrè aliminyòm gen olye konplèks konpozisyon chimik. Yo genyen ladan yo ALUMINA nan yon kantite lajan nan 30-70% pa pwa, silis, sa ki ka pran jiska 20% nan oksid fè nan seri a soti nan 2 a 50%, Titàn (jiska 10%).

Alumin, ak ALUMINA sa a se konpoze ak idroksid, korendon ak kaolinit.

Dènyèman ALUMINA prepare soti nan nephelines asye ki genyen tou sodyòm, oksid potasyòm, silica, ak alunite.

Pou pwodiksyon an nan 1 tòn nan aliminyòm pi bon kalite bezwen apeprè de tòn ALUMINA, ki, nan vire, prepare soti nan apeprè 4.5 tòn boksit.

boksit

rezèv limite nan boksit nan mond lan. Alantou glòb la nan tout sèt distri, ak depo moun rich li yo. Li Gine nan Lafrik di, Brezil, Venezyela ak Sirinam nan Amerik di Sid, Jamayik, Karayib la, Ostrali, peyi Zend, peyi Lachin, Lagrès ak Tiki nan Mediterane a ak Larisi.

Nan peyi kote gen depo moun rich nan boksit, yo ka devlope ak pwodiksyon an nan aliminyòm. Ris min boksit nan Urals yo, Altai ak Krasnoyarsk Teritwa, nan youn nan distrik yo nan rejyon an Leningrad, nefelinik - sou ti Zile a Kola.

depo ki pi rich ki posede pa UC Rusal se yon konpayi Ris enkòpore. Li se ki te swiv pa gran yo Rio tento (Ostrali-England), li te asosye moute ak Alakan Kanada a ak CVRD. Nan katriyèm kote se Chalco konpayi ki soti nan Lachin, lè sa a US-Ostralyen sosyete Alcoa a, ki se tou pwodiktè yo aliminyòm pi gwo.

Orijin nan pwodiksyon

Danish fizisyen Oersted resevwa lajan premye aliminyòm nan fòm gratis nan 1825. Reyaksyon an pwodui chimik te pran plas ak klori aliminyòm ak melanj potasyòm, olye pou yo ki de ane pita German magazen Wohler lè l sèvi avèk metalik potasyòm.

Potasyòm - yon materyèl se pito chè, se konsa nan pwodiksyon endistriyèl la nan aliminyòm franse Sainte-Claire Deville olye pou yo potasyòm nan 1854 itilize sodyòm, yon eleman pi bon mache ak dirab klori doub nan aliminyòm ak sodyòm.

Ris syantis NN beketov te kapab deplase aliminyòm a soti nan fonn mayezyòm kriyolit. Nan katreventèn yo an reta nan syèk la menm reyaksyon an pwodui chimik itilize pa Alman yo sou SMELTER an aliminyòm an premye. Nan dezyèm mwatye nan XVIII Atik syèk la te jwenn nan pwodui chimik vle di apeprè 20 tòn metal pi bon kalite. Li te trè chè aliminyòm.

Pwodiksyon an nan aliminyòm pa electrolysis elektwoliz soti nan 1886, lè tou de te prèske ki idantik aplikasyon patant depoze nan sa a metòd fondatè elèv Ameriken pa Hall ak pwosesis la franse Heroult. Yo bèt yo ofri bay fonn ALUMINA an fonn kriyolit ak Lè sa a electrolysis elektwoliz jwenn aliminyòm.

Avèk sa a te kòmanse endistri a aliminyòm, ki te vin pou plis pase yon youn nan branch yo pi gwo nan endistri syèk.

Premye etap yo prensipal nan teknoloji pwodiksyon

An jeneral, teknoloji a nan pwodiksyon de aliminyòm pa te chanje depi kòmansman.

Pwosesis la gen ladan twa etap. Sou minrè a aliminyòm premye oubyen boksit si li nephelines jwenn ALUMINA - aliminyòm oksid Al ₂ O _3.

Lè sa a, se soti nan SODIUM aliminyòm endistriyèl izole ak yon pouriti nan 99.5%, ki se apwopriye pou kèk rezon.

Se poutèt sa, nan etap ki sot pase a se rafine aliminyòm. se pwodiksyon aliminyòm ranpli netwaye li nan 99.99%.

jwenn aLUMINA

Gen twa fason yo kapab jwenn yon ALUMINA soti nan minre:

- asid;

- elèktrolitik;

- asid.

Metòd la lèt - ki pi komen an, devlope tounen nan syèk la XVIII Atik menm, men li te depi lè yo te repete revize ak siyifikativman amelyore, ki itilize pou pwosesis la nan boksit segondè-klas. Se konsa, se jwenn sou 85% ALUMINA.

REZIME alkali metòd se ke solisyon aliminyòm dekonpoze nan gwo vitès lè yo te entwodui nan SODIUM aliminyòm. Te solisyon an rete evapore apre reyaksyon an nan yon tanperati ki wo nan sou 170 ° C ak ankò itilize pou yap divòse nan ALUMINA;

Premye boksit kraze ak tè nan moulen ak mordan lacho ak Lè sa a nan yon otoklav nan tanperati jiska 250 ° C, dekonpozisyon nan pwodui chimik ak sodyòm li aluminat se ki te fòme, ki se dilye ak yon solisyon asid deja nan yon tanperati pi ba - 100 ° C tout nan solisyon an aluminat se lave nan aglutinan espesyal, separe de depo a. Lè sa a, se degradasyon li yo. Atravè filtè yo nan solisyon an se ponpe nan tank depo ak ajitateur pou melanje kontinyèl nan konpozisyon sa a, nan ki te pitit pitit la ajoute nan SODIUM nan aliminyòm solid.

Hydrocyclones yo ak filtè vakyòm resevwa lajan SODIUM aliminyòm, se yon pòsyon nan yo ki tounen kòm materyèl la pitit pitit, ak yon pati ale nan kalsinasyon. filtraj ki rete apre separasyon SODIUM, tou retounen nan woulman an pou lesivaj nan pakèt pwochen nan boksit.

pwosesis kalsinasyon (dezidratasyon) SODIUM nan yon au Rotary nan tanperati jiska 1300 ° C.

Pou de tòn ALUMINA boule 8.4 kWh nan elektrisite.

Dirab konpoze chimik, k ap fonn pwen se 2050 ° C, li se pa aliminyòm. pwodiksyon aliminyòm devan yo.

Electrolysis nan ALUMINA

ekipman prensipal ki fè electrolysis elektwoliz la se yon beny espesyal, aliyen ak blòk kabòn. Nan chòk elektrik li. se anod yo kabòn ap benyen benyen konbustyon nan alokasyon an nan pi bon kalite oksijèn ak fòm oksid ulgleroda monoksid ak diyoksid. Baths oswa elektrilizery menm jan yo ye rele espesyalis, te enkli nan kous la elektrik nan seri, fòme yon seri. Entansite a kounye a nan ka sa a se 150 mil anpèr.

anod yo ka nan de kalite: te tire soti nan inite gwo chabon-revoke, mas la nan yo ki ka gen plis pase yon tòn ak Söderberg, ki fòme ak brikèt chabon nan kouvèti aliminyòm, ki fè yo konn kwit nan fou nan pwosesis la electrolysis elektwoliz nan tanperati ki wo.

vòltaj zouti selilè se tipikman alantou 5 vòlt. Li pran nan kont anbank vòltaj la ki nesesè pou dekonpozisyon nan oksid ak pèt inevitab nan yon rezo branche.

Soti nan fonn nan kriyolit ki baze sou fonn ALUMINA metal fonn, ki se pi lou pase se sèl la elektwolit depoze sou benyen nan baz chabon. Li detanzantan evakye.

pwosesis pwodiksyon aliminyòm mande pou yon gwo pouvwa konsomasyon elektrik. Pou w jwenn yon sèl ton nan aliminyòm soti nan ALUMINA, li nesesè yo ap depanse sou 13,500 kWh nan elektrisite DC. Se poutèt sa, yon lòt kondisyon pou kreyasyon an nan sant gwo endistriyèl se nan travay ansanm ak izin elektrik ki pwisan.

raffinage aliminyòm

Metòd ki pi byen li te ye - yon electrolysis twa-kouch. Li te tou pran plas nan basen yo electrolysis elektwoliz ak fwaye chabon aliyen ak mayezit. anodik la nan pwosesis la tèt li sèvi kòm metal la fonn, ki se netwaye. Li sitye nan kouch anba a sou yon fwaye konduktif. Pi aliminyòm, ki fonn nan elektwolit ki soti nan kouch nan anodik, li se konprann leve, li sèvi kòm katod la. se aktyèl la apwovizyone kite yo atravè yon electrodes grafit.

elektwolit la nan kouch nan entèmedyè - se fliyò aliminyòm oswa pi bon kalite oswa ak adisyon klori sodyòm ak barium. Li se chofe a 800 ° C tanperati.

konsomasyon elektrisite pandan raffinage nan twa-kouch se 20 kWh pou chak kg nan metal, sa vle di yon sèl ton nan bezwen 20 mil kWh. Se poutèt sa, kòm pa gen pwodiksyon yo ak metal, aliminyòm mande pou pa sèlman yon sous kouran elektrik, ak yon izin elektrik gwo nan vwazinaj la.

aliminyòm nan rafine nan kantite piti anpil gen fè, Silisyòm, kwiv, zenk, Titàn ak mayezyòm.

Apre raffinage, aliminyòm se trete nan pwodwi marchands. Sa a eboch ak fil a, ak yon fèy, ak lengote.

pwodwi segregasyon te jwenn nan raffinage, an pati, tankou yon provoqués solid, ki itilize pou dezoksidasyon, ak pwolonje pasyèlman nan fòm lan nan yon solisyon alkali.

Absoliman se pi bon kalite aliminyòm pwodwi nan yon metal zòn k ap fonn ki vin apre nan yon gaz inaktif oswa vakyòm. Yon karakteristik remakab se konduktiviti segondè li yo nan tanperati kriyojeni.

Resiklaj nan materyèl segondè anvan tout koreksyon

Gen yon ka nan demann lan total pou aliminyòm se te rankontre resiklaj matyè premyè. Nan pwodwi yo resikle ap koule Distribisyon mwazi.

Pre-fonn matyè premyè Ranje nan papòt gwo founo dife a. Nan sa a, yo metal gen yon pwen k ap fonn pi wo pase aliminyòm, pou egzanp, nikèl ak fè. Paske aliminyòm la fonn ak klorin oswa nitwojèn wete bagay retire divès kalite enklizyon ki pa metalik.

Plis enpurte metal fuzibl yo retire dopants mayezyòm, zenk, oswa mèki ak evakyasyon. se Manyezyòm klò retire nan fonn la.

alyaj la Distribisyon Predetermined jwenn pa entwodwi aditif ki fè yo detèmine pa konpozisyon sa a nan aliminyòm la fonn.

sant pwodiksyon aliminyòm

An tèm de konsomasyon aliminyòm Lachin nan klase an premye, kite byen lwen dèyè nan dezyèm plas se Etazini an ak mèt kay la nan twazyèm plas la Almay.

Lachin - yon peyi ak pwodiksyon an nan aliminyòm, pa yon maj lajè nan plon an nan zòn sa a.

Nan dis nan tèt yo, eksepte pou Lachin, se Larisi, Kanada, UAE, peyi Zend, USA, Ostrali, Nòvèj, Brezil ak Bahrain.

monopolist Ris la nan pwodiksyon an nan alumina ak aliminyòm se konbine konpayi Rusal. Li pwodui jiska 4 milyon tòn aliminyòm pou chak ane ak ekspòtasyon pwodwi li yo nan peyi swasanndis e se prezan sou senk kontinan an disèt peyi yo.

Ameriken konpayi Alcoa posede de plant métallurgique nan Larisi.

pwodiktè nan pi gwo nan peyi Lachin aliminyòm - konpayi an Chalco. Nan contrast nan konpetitè etranje yo, tout byen li yo ki ap konsantre nan peyi a lakay ou.

Hydro Aliminyòm divizyon nan konpayi an Norwegian Norsk Hydro posede fondeur aliminyòm nan Nòvèj, Almay, Slovaki, Kanada, ak Ostrali.

Ostralyen Billiton BHP posede pwodiksyon an nan aliminyòm nan Ostrali, Lafrik di sid ak Amerik di Sid.

Bahrain se Alba (Aliminyòm Bahrain BSC) - petèt pwodiksyon an pi gwo-echèl. pwodiktè aliminyòm ki pran plis pase 2% nan volim nan total de "zèl" metal pwodwi nan mond lan.

Se konsa, sentèz moute, nou ka di ke pwodiktè yo aliminyòm prensipal yo se konpayi entènasyonal ak rezèv nan boksit. Ak sèlman enèji-konsome pwosesis la konsiste de jwenn ALUMINA soti nan aliminyòm minrè fluorid pwodiksyon, ki enkli ladan kriyolit, anodik kabòn keratin ak anodik kabòn, katod, pawa materyèl, ak bon pwodiksyon elèktrolit nan metal pi bon kalite se sa ki eleman prensipal la nan aliminyòm ak an asye.