Как е алуминиев

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.

резерви на боксит
Общо световните доказани резерви на боксит се оценяват на 18,6 милиарда тона. При сегашното ниво на производство, това предвижда необходимост от алуминий, повече от сто години.

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 - 1550 метра.

Тази гъста маса на червено-кафяв цвят, състояща се от силициеви съединения, желязо, титан и други елементи. Неговата внимателно изхвърлени на изолираните райони - резервоари за съхранение на утайки. Оборудвайте тях, така че да се съдържа в лугата на отпадъците не прониква в подземните води. След магазина изпълнява своя потенциал, на площ могат да бъдат върнати на първоначалния вид, се покрива с пясък, пепел или торф и засаждане на някои видове дървета и треви. А пълно възстановяване може да отнеме години, но в крайна сметка се връща в района в първоначалното му състояние.

Много експерти не мислят червената кал отпадъците, тъй като тя може да служи като суровина за преработка. Например, той се извлича от скандий за допълнително производство на алуминиево-скандий сплави. Скандий сплав придава такава специална сила, обхват на приложение - коли и ракетна наука, спортно оборудване, производство на електрически проводници.

Също така, червената кал може да се използва за производството на чугун, бетон, производство на редки земни метали.

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.

нефелин
Боксит - най-често, но не и единствената суровина за производството на алуминий. Тя може да бъде получена от нефелин. В природата се среща под формата на апатит-нефелин скала (апатит - материал от групата на калциев фосфатни соли). В процеса на производство на двуалуминиев триокис получава както нефелин сода, поташ (използван в строителната промишленост, производството на домакински химикали, сладкарската промишленост и така нататък), рядък метал е галий. А производството на отпадъци - бяла утайка - висококачествен цимент. За да се получи един тон на алуминиев отнема средно от 4 тона нефелин и 7,5 тона варовик.

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).

Ivittuut
Един от единични находища на природен криолит на Земята. Той се намира в Гренландия, и тя е била открита през 1799. Криолит добив спря там през 1987 г., когато тя е била изобретена от начин за изкуствено производство на този рядък минерал. По-късно криолит е установено в Илмен планини в южната Урал (Miass) и Колорадо (САЩ).

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.

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.

Текущ производство на алуминий

За да стартирате батерията на моторните превозни средства трябва да предостави електрически ток 300-350 А в продължение на 30 секунди. Това е 1000 пъти по-малко, отколкото трябва за една клетка, за постоянна работа.

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 алуминий разпределени 280000 м 3 на 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.

За сравнение - в един слънчев ден 1 хектар гора абсорбира от въздух 120-280 кг въглероден двуокис и освобождава кислород 180-200 кг.

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.

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.

Алуминиеви туби - най-често обработения продукт. Около шест седмици след употреба, те отново се появи на рафтовете на магазините.

Всяка година в света се произвежда повече от 220 милиарда кенове в Европа, 90% от тях могат да се рециклират - а често и обратно към брега, така че той се нарича вечните кофите за алуминиеви. Но вие можете да се рециклират почти всичко - и каросерията на автомобила, както и използването на фолио за печене, и велосипед рамка.