알루미늄, 알루미늄 생산 : 기술, 프로세스 및 설명

알루미늄은 세계에서 가장 많이 사용되는 재료 중 하나 만드는 기능이 많이 있습니다. 그것은 널리 금속 중 1 위를 복용, 자연에서 배포됩니다. 생산에 어려움이 안 것으로 보인다. 그러나 금속의 높은 화학적 활동은 만족, 순수 생산하지 못했다는 사실에 이르게 -이 집중 어려운 비용이 많이 들고 에너지입니다.

생산을위한 원료

어떤에서 원료 알루미늄은? 비싸고 비 경제적를 포함하는 모든 광물의 알루미늄 생산. 50 %까지 포함 된 보크 사이트,에서를 추출 알루미늄 산화물 과 땅 위대한 대중의 표면에 직접 부착.

이러한 알루미늄 광석은 다소 복잡한 화학 조성을 갖는다. 이들은 2 내지 50 %, 티타늄 (최대 10 %)의 범위 산화철의 20 %까지 될 수있는 중량 실리카에 의해 30-70 %의 양으로 알루미나를 함유한다.

알루미나,이 알루미나 수산화물, 강옥 카올리나이트 구성된다.

최근 알루미나 나트륨 또한 포함 스틸 nephelines, 산화 칼륨, 실리카 및 명반석 (alunite)로부터 제조.

순수 알루미늄 1 톤의 생산에 차례로, 보크 사이트의 약 4.5 톤에서 준비, 알루미나의 약 2 톤이 필요합니다.

보크 사이트

세계에서 보크 사이트의 제한 구역. 풍부한 예금 일곱 개 지역에서 지구 주위에. 지중해와 러시아 남미, 자메이카, 카리브해, 호주, 인도, 중국, 그리스, 터키, 아프리카, 브라질, 베네수엘라와 수리남은 기니.

보크 사이트의 풍부한 예금이있는 국가에서 개발 될 수 있으며, 알루미늄의 생산. 레닌 그라드 지역의 지역 중 하나 인 우랄 알타이와 크라스 노야 르 스크 영토 러시아 보크 사이트 광산, 하석 - 콜라 반도.

UC RUSAL가 소유 한 부유 한 예금은 러시아 법인 회사입니다. 그것은 리오 틴토 (호주 잉글랜드), 캐나다의 알칸과 CVRD와 협력하고있다 거인옵니다. 4 위 또한 최대의 알루미늄 생산 업체 중국 다음 미국 - 호주 기업 알코아에서 찰코 회사입니다.

생산의 기원

덴마크어 물리학 에르스텟은 1825 년에 자유 형태의 최초의 알루미늄을 할당. 화학 반응으로 발생한 염화 알루미늄 금속 칼륨을 사용하여 뵐러 2 년 후 대신 그 중, 칼륨 아말감 독일어 화학자.

칼륨 - 고가의 재료, 그러나 사용 칼륨 나트륨 godu 대신 알루미늄 프랑스 세인트 클레어 데빌 1,854의 산업 생산은, 요소는 상당히 저렴하고, 이중 내성 알루미늄 클로라이드 및 나트륨이다.

러시아 과학자 NN Beketov 용융 빙정석 마그네슘 알루미늄을 대체 할 수있다. 동일한 세기의 80 년대 후반 처음 알루미늄 제련에 독일에서 사용하는 화학 반응. 화학 얻었다 세기 XVIII의 후반 약 20t 순수 금속을 의미한다. 그것은 매우 비싼 알루미늄이었다.

전기 분해에 의해 알루미늄의 생산은 모두 홀과 프랑스 Heroult 프로세스에 의해이 방법의 창시자 미국 학자의 거의 동일 제출 한 특허 출원이있을 때, 1886 년에 시작되었다. 이들은 용융 빙정석 알루미나를 용해 제공하고 알루미늄을 얻기 위해 전기 분해.

이와 함께 한 세기 산업의 가장 큰 가지 중 하나 이상이 된 알루미늄 산업을 시작했다.

생산 기술의 주요 단계

일반적으로, 알루미늄의 제조 기술은 생성 이후 변경하지 않았다.

이 과정은 3 단계로 구성되어 있습니다. ₂ O _3, 산화 알루미늄, 알루미늄 - 알루미늄 제 광석 또는 알루미나를 수득 nephelines 보크 사이트 _여부에.

그런 다음에서 산업 수산화 알루미늄은 어떤 목적을 위해 부적절 99.5 %의 순도와 격리됩니다.

따라서, 최종 단계에서 알루미늄을 정제한다. 알루미늄 생산은 99.99 %로 청소를 완료됩니다.

알루미나 취득

광석에서 알루미나를 얻는 방법에는 세 가지가 있습니다 :

- 아세트산;

- 전해;

- 알칼리.

후자의 방법 - 가장 일반적인 다시 동일한 XVIII 세기 개발하지만 사람 반복 개정 크게 개선 고급 보크 사이트의 처리에 사용 하였다. 따라서, 85 %의 알루미나에 대해 얻어진다.

요약 알칼리 방법은 알루미늄 수산화물로 도입 될 때 알루미늄 솔루션은 고속 분해이다. 나머지 용액을 알루미나의 용해에 사용 또 높은 약 170 ° C의 온도에서 반응 후 증류;

100 ° C 알루미 네이트 용액 모두에서 세척 - 첫 보크 이미 낮은 온도에서 알칼리성 용액으로 희석되어 형성되고, 분쇄 및 접지 생석회와 밀에서 후 250 ° C, 화학적 및 나트륨 알루미 네이트의 분해까지의 온도에서 오토 클레이브 슬러지에서 분리 된 특수 증점제,. 그리고 성능 저하가있다. 용액을 계속 교반하는 교반기 시드가 고체 수산화 알루미늄에 첨가되는 조성물과 용기에 필터를 통해 펌핑 하였다.

하이드로 진공 필터의 일부를 시드 물질로 반환되고, 수산화 알루미늄을 할당하고, 일부는 하소로 진행한다. 수산화물을 분리하고 남은 여액은 또한 보크 사이트의 다음 배치 침출 대한 회전율로 복귀한다.

고온에서 로타리 킬른에서 소성 처리 (탈수) 수산화 1300 ℃까지

알루미나의 이톤를 들어 전기 8.4 킬로와트를 소비했다.

그 용융 온도를 2050 ° C이며 강한 화합물, 그것은 알루미늄 아니다. 앞서 알루미늄 생산.

알루미나 전기

전기의 주요 장비는 탄소 블록 늘어서, 특별한 목욕입니다. 그녀의 전기 충격. 카본 양극을 침지 조 순수한 산소 및 산화물 형태 ulgleroda 일산화탄소 및 이산화탄소의 할당에서 연소된다. 욕조 또는 호출 전문가만큼 elektrilizery는 일련 형성하는 일련의 전기 회로에 포함된다. 이 경우의 전류 강도 150,000A이다.

양극은 두 가지 유형이 될 수있다 : 석탄은 그 질량 소더버그 톤보다 커야하고, 고온에서 전기 분해 동안 소결 알루미늄 외피에 연탄 이루어진있다 큰 블록 발사.

도구 셀 전압은 일반적으로 약 5 볼트입니다. 그것은 고려 분지 네트워크 산화물 및 불가피한 손실의 분해에 필요한 전압이 걸린다.

빙정석 계 용융 알루미나 용해에서 용융 금속, 전해질 염 석탄 기초 욕에 증착보다 무겁다. 그것은 정기적으로 대피.

알루미늄의 제조 방법은 큰 전력 소모를 요구한다. 알루미나의 알루미늄 1 톤을 얻기 위해서는, DC 전력의 약 13,500 kWh로 보낼 필요가있다. 따라서, 큰 산업 센터의 창조를위한 또 다른 조건은 강력한 발전소와 함께 작업하는 것입니다.

알루미늄 정제

가장 잘 알려진 방법 - 삼층 전기. 또한 마그네사이트 늘어서 석탄 난로와 전기 화장실에서 일어난다. 프로세스 자체의 양극은 세정 용탕로서 기능한다. 이것은 도전성 노상의 하층에 위치하고있다. 양극 층의 전해질에 용해 순수 알루미늄, 그것은 최대 이해 캐소드로서 작용한다. 전류는 흑연 전극을 통해 그에 공급된다.

중간층 전해질 - 순수 또는 염화나트륨과 바륨의 첨가 또는 알루미늄 플루오 라이드이다. 이것은 800 ° C의 온도로 가열된다.

에너지 소비 삼층 정제 중에 금속의 kg 당 20 킬로와트, 즉 하나 톤 20,000 KW의 * H를 필요로한다. 금속없이 생산으로, 알루미늄 전력의 소스, 그리고 주변에 큰 발전 단지를 필요로하는 이유 때문이다.

매우 소량의 정제 된 철, 알루미늄, 실리콘, 구리, 아연, 티타늄 및 마그네슘을 포함한다.

정제 후, 알루미늄 제품화 처리된다. 이 잉고트 와이어 및 시트 및 덩어리.

분리 제품은 고체 침전물, 탈산을 위해 사용되는, 부분적으로 정제하여 얻어지는, 알칼리 용액의 형태로 부분적으로 연장한다.

절대적으로 순수한 알루미늄이 불활성 기체 또는 진공 중에서 연속 영역 융점 금속으로 제조된다. 주목할만한 특징은 저온에서 높은 전도성이다.

차 원료의 재활용

알루미늄에 대한 전체 수요의 분기 원료를 재활용 충족. 제품의 재활용은 금형 주조를 흐른다.

임계로 정렬 사전 녹은 원료. 그것은 예, 니켈, 철, 알루미늄보다 높은 융점을 갖는 금속이다. 염소 또는 질소 퍼지와 알루미늄 용탕 다양한 비금속 개재물을 제거하기 때문이다.

더 가용성 금속 불순물을 도핑 마그네슘, 아연, 수은 및 퇴피를 제거한다. 마그네슘 염소는 용융에서 제거됩니다.

소정의 주조 합금은 알루미늄 용탕의 조성에 의해 결정되는 첨가제를 도입하여 얻어지는.

알루미늄 생산 센터

멀리 뒤에 2 위 떠나는 1 위를 차지 중국의 알루미늄 소비 측면에서 미국과 3 위 독일의 소유자이다.

중국 - 국가 및이 지역에있는지도에 넓은 여백에 의해 알루미늄의 생산합니다.

중국을 제외한 상위 10에서, 러시아, 캐나다, UAE, 인도, 미국, 호주, 노르웨이, 브라질, 바레인이다.

알루미나 및 알루미늄의 생산에 러시아 독점 결합 회사의 RUSAL. 그것은 연간 알루미늄 4 만 톤까지 생산 칠십 개국에 제품을 수출하고 열일곱 개 국가에서 5 개 대륙에 존재합니다.

미국 회사 알코아는 러시아에서 두 개의 야금 공장을 소유하고있다.

중국에서 가장 큰 알루미늄 생산 - 회사 찰코. 외국 경쟁사와 달리 자산 모두가 본국에 집중되어있다.

노르웨이 기업 노르 스크 하이드로의 하이드로 알루미늄 부문은 노르웨이, 독일, 슬로바키아, 캐나다, 호주 알루미늄 제련소를 보유하고있다.

호주의 BHP 빌 리턴은 호주, 남아프리카, 남아메리카의 알루미늄 생산을 소유하고있다.

아마도 가장 큰 규모의 생산 - 바레인 알바 (알루미늄 바레인 BSC)입니다. 세계에서 생산 "날개"금속의 총 부피의 2 % 이상을 소요 알루미늄 생산 업체.

그래서, 합산, 우리는 주요 알루미늄 생산은 보크 사이트 매장량 국제 기업이라는 것을 말할 수 있습니다. 유일한 에너지 소비 프로세스는 빙정석, 탄소 음극 페이스트 탄소 양극, 음극, 라이닝 재료, 알루미늄과 강의 주성분 순금속 적절한 전기 생산을 포함 알루미늄 광석 생산량 불화물에서 알루미나를 얻는 구성된다.