Alúmanam, táirgeadh alúmanaim: teicneolaíocht, próiseas agus cur síos

Tá alúmanam a lán de na gnéithe a dhéanann sé ar cheann de na hábhair is mó a úsáidtear ar fud an domhain. Tá sé dháileadh go forleathan i nádúr, ag cur an chéad áit i measc miotail. Bheadh sé cosúil nár chóir na deacrachtaí a tháirgeadh a bheith. Ach mar thoradh ar an ngníomhaíocht ceimiceacha ard de mhiotail ar an bhfíric nach raibh sé le chéile, agus a tháirgeadh íon - tá sé deacair, costasach agus dian ar fhuinneamh.

amhábhar le haghaidh táirgeadh

As a bhfuil amhábhair alúmanam? Táirgeadh alúmanaim de gach mianraí ina bhfuil sé, costasach agus neamheacnamaíoch. Sliocht as an Báicsít, ina bhfuil suas le 50% ocsaídí alúmanam agus thaisceadh go díreach ar dhromchla na maiseanna domhan mhór.

Tá na méine alúmanam bhfuil chomhdhéanamh ceimiceach sách casta. Go bhfuil siad alúmana i méid de 30-70% de réir meáchain, silicas, is féidir a bheith suas le 20% de ocsaíd iarainn sa raon 2-50%, tíotáiniam (suas go dtí 10%).

Aluminas, agus tá sé seo alúmana comhdhéanta de hiodrocsaídí, corandam agus kaolinite.

Le déanaí alúmana ullmhú as nephelines cruach a bhfuil cumas sóidiam, potaisiam ocsaíd, shilice, agus alunite.

Le haghaidh táirgeadh 1 ton alúmanam íon de dhíth thart ar dhá tonna de alúmana, a, a seal, ullmhú as tuairim is 4.5 tonna Báicsít.

Báicsít

cúlchistí teoranta de bauxite ar fud an domhain. Timpeall na cruinne i ngach seacht ceantair, lena taiscí saibhir. Tá sé Ghuine san Afraic, an Bhrasaíl, Veiniséala agus Suranam i Meiriceá Theas, Iamáice, an Mhuir Chairib, An Astráil, an India, an tSín, an Ghréig agus an Tuirc go dtí an Mheánmhuir agus an Rúis.

I dtíortha ina bhfuil taiscí saibhir de Báicsít, a fhorbairt agus a tháirgeadh alúmanaim. mianaigh Rúisis Báicsít sna Urals, Altai agus Críocha Krasnoyarsk, i gceann de na ceantair an réigiúin Leningrad, nepheline - ar Leithinis Kola.

Na taiscí is saibhre ar úinéireacht ag UC RUSAL tá cuideachta a corpraíodh Rúisis. Tá sé ina dhiaidh na giants Rio Tinto (An Astráil-Sasana), ag obair i gcomhpháirt le Alcan Cheanada agus CVRD. Sa cheathrú áit Is Chalco cuideachta ón tSín, ansin an US-na hAstráile chorparáide Alcoa, atá freisin na táirgeoirí alúmanam is mó.

An bunús an táirgeadh

fisiceoir Danmhairgis Oersted leithdháileadh den chéad uair alúmanam i bhfoirm saor in aisce i 1825. Bhí imoibriú ceimiceach ar siúl le clóiríd alúmanaim agus amalgam potaisiam, in ionad a bhfuil dhá bhliain níos déanaí, poitigéir Gearmáinis Wohler úsáidtear potaisiam miotalach.

Potaisiam - an t-ábhar daor, áfach, i tháirgeadh tionsclaíoch a bhunú alúmanam Frenchman St. Clair Deville 1854 in ionad godu sóidiam potaisiam a úsáidtear, is é an eilimint i bhfad níos saoire, agus clóiríd alúmanaim dúbailte resistant agus sóidiam.

D'fhéadfadh eolaí Rúisis NN Beketov displace an alúmanam ó mhaignéisiam gcrióilít leáite. Sna hochtóidí déanacha na haoise céanna leis an imoibriú ceimiceach a úsáideann na Gearmánaigh ar an gcéad smelter alúmanam. Sa dara leath de faoi a fhaightear trí ceimiceacha an XVIII haois a chiallaíonn thart ar 20 tonna miotail íon. Bhí sé alúmanam an-daor.

An táirgeadh alúmanaim trí leictrealú tháinig i 1886, nuair a bhí an dá iarratas ar phaitinn a comhdaíodh beagnach mar an gcéanna leis an bhunaitheoirí an modh scoláire Mheiriceá ag Halla agus an próiseas Francach Heroult. chuir siad alúmana a thuaslagadh in gcrióilít leáite agus ansin leictrealú alúmanam a fháil.

Leis sin thosaigh an tionscal alúmanam, atá tar éis éirí ar feadh níos mó ná ceann de na brainsí is mó de thionscal haois.

Na príomhchéimeanna na teicneolaíochta táirgthe

Go ginearálta, nach bhfuil an teicneolaíocht déantúsaíochta alúmanaim athrú ó chruthú.

Is éard atá sa próiseas trí chéim. Ar an méine chéad alúmanaim nó Báicsít cibé nephelines go bhfuair sé alúmana - ocsaíd alúmanaim Al ₂ O _3.

Ansin, tá ó hiodrocsaíd alúmanaim tionsclaíoch scoite le íonachta de 99.5%, nach bhfuil sách chun críocha áirithe.

Dá bhrí sin, sa chéim seo caite scagadh alúmanaim. Tá Táirgeadh alúmanaim a ghlanadh i gcrích go dtí 99.99%.

alúmana fháil

Tá trí bhealach de alúmana a fháil ó mhianaigh:

- aigéad;

- leictrilíteacha;

- alcaileach.

An modh sin - an ceann is coitianta, d'fhorbair ar ais sa naoú haois XVIII céanna, ach tá athbhreithniú arís agus arís eile ó shin agus feabhsaithe go mór, a úsáidtear le haghaidh a phróiseáil Báicsít ard-grád. Dá bhrí sin tá a fhaightear thart ar 85% alúmana.

Is ACHOIMRE modh alcaile go dhianscaoileann réitigh alúmanam ag luas ard nuair a tugadh isteach hiodrocsaíd alúmanaim. Cuireadh galaithe an réiteach atá fágtha tar éis an imoibriú ag teocht ard de thart ar 170 ° C agus arís a úsáidtear le haghaidh dhíscaoileadh alúmana;

An chéad Bauxite brúite agus talamh i muilte le haol loiscneach agus ansin i autoclave ag teochtaí suas go dtí 250 ° C, an dianscaoileadh a ceimiceacha agus sóidiam aluminate atá déanta, a chaolú le réiteach alcaileach cheana ag teocht níos ísle - 100 ° C ar fad den réiteach aluminate atá nite i tiúsóirí speisialta, scartha ón sloda. Ansin tá a díghrádú. bhí pumped Réiteach tríd na scagairí i gcoimeádán le stirrer don stirring leanúnach comhdhéanamh a bhí ann an síol leis an hiodrocsaíd alúmanaim soladach.

Na hydrocyclones agus scagairí bhfolús leithdháileadh hiodrocsaíd alúmanam, tá cuid de a chur ar ais mar an t-ábhar síol, agus téann páirt a calcination. An scagáit fágtha tar éis scaradh an hiodrocsaíd, tuairisceáin chomh maith leis an láimhdeachas don chéad láisteadh bhaisc Báicsít.

próiseas calcination (díhiodráitíodh iad) hiodrocsaíd i áith rothlacha ag teochtaí suas go dtí 1300 ° C.

I gcás dhá tonna de alúmana chaitear 8.4 kWh leictreachais.

ceimice láidir a bhfuil a leá teocht Is 2050 ° C, nach bhfuil sé alúmanam. Táirgeadh alúmanaim atá amach romhainn.

Leictrealú alúmana

Is é an trealamh is mó le haghaidh an leictrealú folctha speisialta, lined le bloic carbóin. Chun a turraingí leictreacha. Tá folctha Na anóidí carbóin tumtha dhóitear i leithdháileadh na ocsaigin agus foirm íon ocsaídí ulgleroda aonocsaíde agus dé-ocsaíd. Folcadáin nó elektrilizery mar go bhfuil siad ar a dtugtar speisialtóirí, san áireamh sa chiorcad leictreach sa tsraith, a bheidh ina sraith. Is é an déine atá ann faoi láthair sa chás seo 150 míle aimpéar.

Is féidir le anóidí bheith de dhá chineál: Ghual fired as blocanna móra, a bhfuil a mais a bheith níos mó ná tonna Soderberg agus arb é na brícíní guail sa sheath alúmanam, atá sintéaraithe linn leictrealú ag teochtaí arda.

Is voltas Uirlisí cille ghnáth thart ar 5 volta. Cuireann sí san áireamh an voltas is gá chun an dhianscaoileadh ocsaíd agus caillteanais a sheachaint i líonra brainseach.

Ó tuaslagtha in cryolite-bhunaithe leáite alúmana miotal leáite, a bhfuil níos troime ná mar atá an salann leictrilít i dtaisce ar bhonn guail folctha. aslonnú go tréimhsiúil.

Éilíonn an próiseas táirgthe alúmanam a tomhaltas cumhacht mhór leictreachais. Chun a fháil tonna amháin de alúmanam ó alúmana, tá sé riachtanach a chaitheamh thart ar 13,500 kWh de DC leictreachais. Dá bhrí sin, tá coinníoll eile do chruthú na n-ionad tionsclaíocha móra a bheith ag obair taobh le ghléasra cumhachta cumhachtach.

scagadh alúmanam

An modh is mó le rá - le leictrealú trí-ciseal. Bíonn sé ar siúl sna folcadáin leictrealú le teallaigh guail lined le maignéisít. An anóid sa phróiseas féin feidhmíonn sé mar an miotal leáite, a bhfuil glanta. Tá sé suite i an ciseal bun ar tinteán seoltaí. alúmanam Pure, a thuaslagann isteach sa leictrilít as an ciseal anóid, tuigtear suas agus feidhmíonn sé mar an chatóid. Is é an láthair ar fáil chuige trí leictreoid graphite.

Is fluairíd alúmanam nó íon nó le Chomh maith de chlóiríd sóidiam agus bhairiam - An leictrilít sa chiseal idirmheánach. Tá sé téite go 800 ° C an teocht.

Tomhaltas fuinnimh Is le linn an scagadh trí-ciseal 20 kWh in aghaidh an kg de mhiotal, i.e. ton de dhíth 20 míle KW * h. Sin an fáth, mar aon tháirgeadh miotail, Éilíonn alúmanam ní hamháin foinse cumhachta leictreachais, agus a ghléasra cumhachta mór sa chomharsanacht.

Tá alúmanam scagtha i gcainníochtaí an-bheag iarainn, sileacain, copar, sinc, tíotáiniam agus maignéisiam.

Tar éis scagadh, tá alúmanam a phróiseáil ina dtáirgí indíolta. Seo tinne agus an sreang, agus clár, agus dtinní.

deighilt táirgí a gheobhaidh Scagadh, go páirteach, mar sholad deascán, is é sin a úsáidtear le haghaidh deoxidation, agus do leathnú go páirteach i bhfoirm alcaile thuaslagán.

Cinnte tá alúmanam íon a tháirgtear i miotail leá crios dhiaidh i dtriathghás, nó cinn folúis. A iontach Gné is é sin a ard seoltacht ag chrióigineach teochtaí.

Athchúrsáil amhábhar tánaisteach

Tá an ceathrú cuid de an t-éileamh iomlán ar alúmanaim bhuail athchúrsáil amhábhar. De na táirgí sreabhadh athchúrsáilte réitigh múnla.

amhábhair Réamh-leáite curtha in eagar san fhoirnéis tairseach. I sé go bhfuil miotal a bhfuil leáphointe níos airde ná alúmanam, mar shampla, nicil agus iarann. Mar gheall ar an alúmanam leáite le clóirín nó nítrigin purge deireadh inclusions neamh-mhiotalacha éagsúla.

Níos mó neamhíonachtaí miotail fusible a bhaint dopants maignéisiam, since, nó mearcair agus aslonnaithe. Tá clóirín Maignéisiam bhaint as an leá.

An cóimhiotal réitigh réamhshocraithe a fhaightear trí breiseáin a chinneann comhdhéanamh an alúmanam leáite isteach.

ionad táirgthe alúmanam

I dtéarmaí tomhaltais alúmanam Síne rangaithe den chéad uair, ag fágáil i bhfad taobh thiar sa dara háit tá na Stáit Aontaithe agus an t-úinéir an tríú áit sa Ghearmáin.

An tSín - tír agus táirgeadh alúmanaim, le corrlach leathan sa ceannaireachta acu sa réimse sin.

Sna deich barr, ach amháin i gcás tSín, tá an Rúis, Ceanada, UAE, an India, Stáit Aontaithe Mheiriceá, An Astráil, an Iorua, an Bhrasaíl agus Bairéin.

Tá an monopolist Rúise i dtáirgeadh alúmana agus alúmanaim le chéile cuideachta RUSAL. Táirgeann sé suas le 4 milliún tonna de alúmanam in aghaidh na bliana agus onnmhairí a chuid táirgí i dtíortha seachtó agus tá sé i láthair ar chúig mhór i seacht dtír déag.

cuideachta Mheiriceánach Alcoa úinéireacht dhá plandaí metallurgical sa Rúis.

An léiritheoir alúmanam is mó sa tSín - an chuideachta Chalco. I gcodarsnacht leis iomaitheoirí coigríche, tá gach a sócmhainní comhchruinnithe sa tír bhaile.

Hidrea Alúmanam rannán de chuid na cuideachta hIorua Norsk Hidreafhuinneamh úinéireacht smelters alúmanam san Iorua, an Ghearmáin, an tSlóvaic, Ceanada, agus an Astráil.

úinéireacht na hAstráile BHP Billiton tháirgeadh alúmanam san Astráil, san Afraic Theas agus i Meiriceá Theas.

Is Bairéin Alba (Alúmanam Bairéin BSC) - dócha gurb é an táirgeadh is ar scála mór. léiritheoir alúmanam a thógann níos mó ná 2% de thoirt iomlán na n "winged" miotail a tháirgtear ar fud an domhain.

Mar sin, achoimre, is féidir linn a rá go bhfuil na táirgeoirí alúmanaim is mó cuideachtaí idirnáisiúnta le cúlchistí de Báicsít. Agus gurb é atá sa phróiseas a chaitheann fuinneamh amháin alúmana ó fluorides tháirgeadh méine alúmanam, lena n-áirítear cryolite, greamaigh anóid carbóin agus anóid carbóin, catóide, ábhair líneáil, agus táirgeadh leictrealaíoch chuí miotail íon go bhfuil an chomhpháirt is mó de alúmanam agus cruach a fháil.