Получение алюминия

По распространённости в земной коре, алюминий занимает третье место, после кислорода и кремния. В основной форме природного существования алюминия, Al2O3, он присутствует в природе в количестве 15% от всех элементов, что свидетельствует о практической неисчерпаемости его запасов. К примеру, сегодня без проблем можно купить пруток алюминиевый В95.
Так как алюминий обладает высокой химической активностью, в природе, он встречается только в химических соединениях. Существует около 250 минералов, в которых содержится алюминий в виде Al2O3 ,из них самые существенными являются : корунд, диаспор, гидраргиллит, кианит, каолинит, алунит, нефелин. Важнейшие руды, содержащие эти минералы в разных сочетаниях, называются бокситами. Эти руды состоят, в основном, из оксидов алюминия и железа, окиси кремния, окиси титана.
Важнейшим качеством бокситов является содержание в них оксида алюминия и его соотношение с содержанием окиси кремния, чем меньше в нём содержание окиси кремния, тем выше качество бокситов.
Кроме бокситов, для производства алюминия используют нефелиновые и алунитовые руды, запасы которых, у нас в Российской Федерации, весьма значительны.
В основе производства алюминия лежат два главных процесса: получение глинозёма из алюминиевых руд и электролиз глинозёма, при котором получают металлический алюминий. Глинозём, применяемый для электролиза, должен быть чистыми и значительно обезвоженным.
На наших заводах используется, проверенный временем, щелочной способ получения глинозёма, т.н. способ Байера, который применяется при переработке низко кремнистых бокситов.
Способ заключается в следующем:
Руду, содержащую бокситы, подвергают дроблению, а затем, тонкому измельчению. После этого материал выщелачивают раствором NaOH, в автоклавах, которые обогреваются перегретым паром. Ёмкость автоклавов достигает 35 м3, а процесс проходит при температуре 250ОС, при давлении25-30 бар.
Содержащаяся в бокситах гидроокись алюминия растворяется по реакции:
Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O
Вместе с гидроокисью алюминия растворяется кремнезём, содержащийся в боксите, при этом образуется Na2SiO3, который в этом процессе вступает в реакцию с NaAlO2 ,при этом образуется натриевый алюмосиликат Na2O.Al2O3.2SiO2.nH2O., выпадающий в осадок, причём, чем меньше кремнезёма в боксите, тем больше переходит в раствор глинозёма.
Продукт этой реакции в виде пульпы, подаётся на произвольное испарение, где пульпа охлаждается и, из-за сильного понижения давления , испаряется часть воды. Затем, эту пульпу направляют в сгустители, после которых, получают осветлённый раствор и направляют его на процесс разложения. В процессе разложения (декомпозиции), проходящей в течение трёх суток, получается кристаллическая гидроокись Al(OH)3 .Этот процесс проводят в ёмкостях, в которые добавляют некоторое количество ранее произведённой гидроокиси алюминия, чтобы ускорить процесс, частицами, которые служат затравкой для увеличения количества центров кристаллизации.
Пульпа медленно перемешивается, что ускоряет процесс гидролиза по реакции:
NaAlO2 +2H2O = Al(OH)3 +NaOH
Полученную гидроокись промывают, фильтруют и затем обезвоживают методом обжига при медленном нагревании в трубчатых малооборотных длинномерных печах при температуре 1200ОС. В результате этого процесса получают глинозём, Al2O3, который направляют на электролиз. Для получения 1тонны глинозёма используется 2,5 тонны боксита, 200кг NaOH и около 1200 кг извести, которая применяется для регенерации едкого натра и возвращения его в голову процесса. Полученный глинозём направляют на дальнейшую переработку в процессе электролиза.
Для получения глинозёма из бокситов, содержащих повышенное содержание кремнезёма, применяется метод спекания. Для этого процесса бокситы и известняк дробят и смешивают с содой Na2CO3 и затем спекают при температуре 1200-1300ОС в барабанных вращающихся печах. Из печей получают окатыши спека, состоящие из метаалюмината натрия Na2O.Al2O3 , двухкальциевого силиката (CaO)2 .SiO2 и других компонентов, не растворимых в воде, которые попадают в шлам. Затем алюминат натрия обрабатывают водой, раствором соды и ранее полученными алюминатными растворами.
Полученный таким образом алюминатный раствор фильтруют, эту массу помещают в баки с мешалками, нагревают до 980ОС и, затем, карбонизируют—продувают печными газами. При этом CO2, содержащийся в печных газах, реагирует с NaOH и образует раствор соды. Это ускоряет реакцию гидролиза алюмината натрия и ускоряет получение Al(OH)3 . Раствор соды направляют на выщелачивание или на выпаривание, с получением соды. А гидроокись направляют на получение глинозёма вышеописанным способом.

Оставить комментарий

Ваш email не будет опубликован.

Вы можете использовать это HTMLтеги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

©2017VseOBurenii.com – Все о бурении!

Сайт создан исключительно в некоммерческих целях.
При использовании материалов с данного сайта обязательно указывайте ссылку на vseoburenii.com!

Рейтинг@Mail.ru

Игры блог, автомобили. примеры на php.