Cum este din aluminiu

Producția de metale împărțit în trei etape principale: exploatare bauxită - o prelucrare a minereului de aluminiu pentru alumină - oxid de aluminiu, și în final obținerea metalul pur, folosind un procedeu de electroliza - dezintegrare alumină în părțile sale componente, sub influența unui curent electric. 4-5 tone de bauxită obținut 2 tone de alumină, care produc o tonă de aluminiu.

Există mai multe tipuri de minereu de aluminiu din lume, dar materia primă de bază este bauxita sunt pentru producerea acestui metal. Această rocă compusă în principal din oxid de aluminiu dopat cu alte minerale. Bauxita este considerat de înaltă calitate, în cazul în care conține mai mult de 50% alumină.

rezerve de bauxita
Rezervele mondiale totale dovedite de bauxita sunt estimate la 18,6 miliarde de tone. Cu nivelul de producție actual, acest lucru oferă o nevoie de aluminiu, mai mult de o sută de ani.

Bauxita pot să difere unele de altele. Conform structurii, acestea sunt solide și strânse sau libere si friabile. Prin culoare - de obicei, roșu cărămiziu, roșu sau brun datorită impurităților de oxid de fier. Cu un mic conținut de fier de bauxită au o culoare alba sau gri. Dar, uneori, există minereu galben, verde inchis si chiar colorate - vene albastru, rosu, violet sau negru.

In majoritatea bauxita se desfășoară, suprafață - echipamente de minereu „tăiat“ strat special de strat de suprafață și transportat pentru prelucrare ulterioară. Cu toate acestea, în lume există locuri în care minereul de aluminiu se intinde foarte adâncă, iar producția sa este necesară pentru a construi mina - una dintre cele mai adânci mine din lume „Cheremukhovskoye Deep“ este în România, în Urali, adâncimea acestuia - 1550 de metri.

Această masă densă de culoare roșu-brun, constând din compuși de siliciu, fier, titan și alte elemente. Sa aruncat cu atenție pe zone izolate - rezervoare de stocare a nămolului. Echipați-le, astfel încât conținute în leșia de deșeuri nu pătrunde în apele subterane. Odată ce magazinul îndeplinește potențialul său, zona poate fi returnat la aspectul original, acoperirea cu nisip, cenușă sau gazon și plantarea anumitor tipuri de arbori și ierburi. O recuperare completă ar putea dura ani de zile, dar în cele din urmă a revenit la zona la starea inițială.

Mulți experți nu cred că deșeurile de noroi roșu, deoarece acesta poate servi materie primă pentru prelucrare. De exemplu, este recuperat din scandiu pentru producerea ulterioară a aliajelor de aluminiu-scandiu. aliaj Scandiu conferă o astfel de rezistență specială, domeniul de aplicare de utilizare - automobile și rachete știință, echipament sportiv, producția de cabluri electrice.

De asemenea, nămolul roșu poate fi utilizat pentru producerea de fontă, beton, producătoare de metale de pământuri rare.

Particulele mari de hidroxid de aluminiu sunt ușor separate de soluție prin filtrare, au fost spălate cu apă, uscate și calcinate - care este încălzit pentru a îndepărta apa. Deci, obține alumină.

nefelin
Bauxita - cea mai frecventă, dar nu numai materia primă pentru producția de alumină. Acesta poate fi, de asemenea, obținute de la nefelin. În natură, apare sub forma de-apatită nefelin rocă (apatită - un material din grupul de săruri fosfat de calciu). În procesul de producție a aluminei preparat ca soda nefelin, potasiu (utilizat în industria construcțiilor, fabricarea de produse chimice de uz casnic, industria de cofetărie și așa mai departe), un metal rar este galiu. O producție de deșeuri - alb nămol - ciment de înaltă calitate. Pentru a obține 1 tonă de alumină are o medie de 4 tone de nefelin și 7,5 tone de calcar.

În alumină este nici o dată de expirare, dar păstrați-l greu, pentru că la cea mai mică ocazie, el absoarbe umezeala - astfel încât producătorii prefera este în producția de aluminiu pot fi trimise mai repede. În primul rând, alumină îngrămădite în stive de până la 30 mii tone - se pare un fel de tort stratificat de până la 10-12 metri înălțime. Apoi tortul „tăiat“ și încărcate pentru transportul la vagoane de cale ferată - în medie, un transport de 60 până la 75 de tone (în funcție de tipul mașinii).

Ivittuut
Una dintre depozitele unice de criolit naturale de pe Pământ. Se află în Groenlanda, și a fost descoperit în 1799. miniere, criolit oprit acolo în 1987, când a fost inventat prin intermediul producției artificiale a acestui mineral rar. criolit Mai târziu a fost găsit în munții Ilmen în Urali de Sud (Miass) și Colorado (SUA).

Alumina acționează ca o sursă directă de metale în timpul producerii aluminiului. Dar, pentru a crea un mediu în care acest proces va avea loc, aveți nevoie de unul mai multe componente - criolit.

Acesta este un mineral rar din grupul de compoziție fluorură naturală Na3AIF6. De obicei, formează un grup de fum-cristalin incolor, alb sau gri, cu un luciu de sticlă, uneori, - aproape negru sau maro-roșcat. Criolit fragile și ușor se topește.

depozitele naturale ale acestui mineral este extrem de mică criolit, atât artificiale utilizate în industrie. În metalurgia modernă se obține prin reacția acidului fluorhidric cu hidroxid de aluminiu și sifon.

bauxită Deci, ne-am extras, alumină a ieșit din ea, criolit aprovizionat. Totul este gata pentru etapa finală - electroliza aluminiului. Magazinul Electroliza este inima unui topitor de aluminiu, și nu este ca celelalte magazine de întreprinderi metalurgice care produc, de exemplu, fontă sau oțel. Se compune din mai multe dreptunghiulare, lungimea care depășesc de multe ori la 1 km. În interior, rânduri de sute de vase instalate în serie cu conductoare masive de energie electrică. Tensiunea de curent continuu peste electrozii fiecare baie este numai în intervalul de 4-6 volți, în timp ce amperaj de 300 kA și 400 kA sau mai mult. Este un curent electric este aici forța principală de producție - oamenii din magazin este foarte mic, toate procesele de mecanizate.

Producția actuală de aluminiu

Pentru a rula bateria vehiculului cu motor trebuie să furnizeze un curent electric de 300-350 A timp de 30 de secunde. Aceasta este de 1000 de ori mai mică decât aveți nevoie de o celulă pentru un loc de muncă permanent.

In fiecare baie are loc procesul de electroliza aluminiului. baie Capacitate umplută cu criolit topit, ceea ce creează un mediu electrolitic (conductive) la o temperatură de 950 ° C Rolul catodul efectuează fundul băii, iar anodul - scufundat în blocurile de carbon criolit aproximativ 1,5 m lungime și 0,5 m lățime, cu partea, ei arata ca o dimensiune impresionanta ciocan.

La fiecare jumătate de oră, printr-un sistem de alimentare automată de alumină în baia încărca o nouă bucată de material. Sub influența legăturii curentului electric între aluminiu și oxigen este rupt - aluminiu este depus pe fundul băii, formând un strat de 10-15 cm, iar oxigenul se combină cu carbonul care face parte din blocuri anodice și formează dioxid de carbon.

Aproximativ la fiecare 2-4 zile de aluminiu îndepărtat din baia folosind oala de turnare în vid. Solidificate crusta de baie pe suprafața electrolitului perforate gaură în care este coborât conducta. Aluminiul lichid este aspirat prin ea în oala de turnare, din care pre-evacuat. În medie, o baie este pompat în jurul valorii de 1 tona de metal, iar într-o găleată se potrivește aproximativ 4 tone de aluminiu topit. Mai mult, galeata merge la turnătorie.

Pentru fiecare tonă de aluminiu alocat 280.000 m 3 de gaz. Prin urmare, fiecare celulă electrolitică, indiferent de construcția sa este echipat cu un sistem de colectare a gazelor, care colectează gazele evoluate în timpul electrolizei și le trimite în sistemul de curățare a gazelor. sistem de purificare a gazului „uscat“ moderne pentru captarea compușilor fluorurați nocivi utilizați sau celălalt, și alumină. De aceea, înainte de a folosit pentru producția de aluminiu, alumina este de fapt implicată în prima curățare a gazului care s-au format în timpul producției de metal inainte. Iată un cerc vicios.

Pentru aluminiu procesul de electroliza necesită cantități uriașe de energie electrică, de aceea este important să se utilizeze surse nepoluante și regenerabile de energie. Cel mai adesea utilizate pentru această hidroelectrice - acestea au o capacitate suficientă și nu au emisii. De exemplu, în România 95% aluminiu capacitate hidro furnizate. Cu toate acestea, există locuri în lume în care generarea de cărbune lung au dominat - în special în China, reprezentând 93% din producția de aluminiu. Ca urmare, pentru producerea de 1 tona de aluminiu folosind hydro eliberat în atmosferă doar peste 4 tone de dioxid de carbon, precum și utilizarea de generare de cărbune - de cinci ori mai mare - 21,6 tone.

Pentru comparație - într-o zi insorita 1 hectar de pădure absoarbe din aer 120-280 kg de dioxid de carbon și eliberează oxigen la 180-200 kg.

Aluminiul topit, în oala de turnare este livrată la topitor turnătorie. In acest stadiu, metalul este conținut încă o cantitate mică de impurități de fier, siliciu, cupru și alte elemente. Dar chiar și de un procent pot fi atribuite impuritățile pot schimba proprietățile de aluminiu, deci aici sunt eliminate prin topirea într-un cuptor special la o temperatură de 800 ° C Rezultată din aluminiu pur este turnată în forme speciale, în care are metalul pe forma solidă.

Cel mai mic de lingouri din aluminiu numite porci, ele au o greutate de 6 până la 22,5 kg. După ce a primit lingouri din aluminiu, consumatorii sunt retopit-o și dă compoziția și forma care sunt necesare pentru scopurile lor.

Cea mai mare Lingoul - 30 de tone paralelipiped 11,5 metri lungime. Acestea sunt realizate în forme speciale, lăsând la sol, la aproximativ 13 metri. aluminiu fierbinte este turnat în ea timp de două ore - lingou „crește“ într-un sloi ca și formă, dar în direcția opusă. În același timp, este răcit cu apă și timpul finalizării turnare este gata pentru transportul ulterior. bare dreptunghiulare sunt numite dale (din dale englezești.) - acestea sunt folosite pentru rulare în foi subțiri și fabricarea cutiilor din folie de aluminiu pentru băuturi, sau, de exemplu, organisme auto.

Aluminiu sub formă de țagle atinge o lungime de 7 metri - acestea sunt utilizate pentru extrudare, adică extrudarea prin orificiul forma dorită. Ea a făcut atât de mult a produselor din aluminiu.

În aluminiu de turnătorie oferă nu numai forme diferite, dar, de asemenea, compoziția. Faptul că, în forma sa pură, acest metal este folosit mult mai puțin frecvent decât sub formă de aliaje.

Aliajele sunt produse prin introducerea unor diferite metale din aluminiu (așa-numitele dopants) - una mărește duritatea sa, cealaltă densitate, a treia duce la o schimbare a conductivității de căldură etc. Aditivii utilizează bor, fier, siliciu, magneziu, mangan, cupru, nichel, plumb, titan, crom, zinc, zirconiu, litiu, scandiu, argint, și altele. În plus față de aceste elemente din aliaje de aluminiu pot fi prezente chiar zece dopants cum ar fi stronțiu, fosfor și altele, ceea ce mărește considerabil numărul posibil de aliaje. Până în prezent, industria utilizează mai mult de 100 de mărci de aliaje de aluminiu.

Aluminiu are o caracteristică frumos - nu-și pierde proprietățile sale în utilizare, astfel încât produsele fabricate din acesta poate să fi fost topite și reciclate în noi produse deja. Acest lucru vă permite să salvați energia colosală consumată în producția de aluminiu, pentru prima dată.

Conform calculelor Institutului Internațional de aluminiu din 1880, lumea a produs aproape 1 miliard de tone de aluminiu și trei sferturi din acest volum este încă în uz. Aproximativ 35% în clădiri, 30% - în cabluri și echipamente electrice și 30% - în transporturi.

In jurul lumii, colectarea deșeurilor de aluminiu - în viața de zi cu zi este cea mai mare parte cutii de aluminiu de băuturi. Se estimează că 1 kg de colectat și pus în cutii de prelucrare de bauxită salvează 8 kg, 4 kg de diverse fluoruri și 14 kW / h de energie electrică. În plus, se poate reduce în mod semnificativ pagubele aduse mediului prin toate gropile de gunoi înmugurire. Dezvoltarea responsabilității de mediu face din ce în ce mai populare ideea de colectare separată a deșeurilor în lume.

cutii de aluminiu - produsul cel mai frecvent prelucrate. Aproximativ 6 săptămâni după utilizare, acestea apar din nou pe rafturile magazinelor.

In fiecare an, lumea produce mai mult de 220 de miliarde de cutii de băuturi din Europa, 90% dintre ele sunt reciclabile - și de multe ori înapoi la bănci, așa că se numește cutii de aluminiu eterne. Dar puteți recicla doar despre orice - și caroseria mașinii, și de a folosi o folie pentru copt, și un cadru de bicicletă.