鋁，鋁生產：技術，工藝和描述

鋁具有很多的功能，使得它在世界上最常用的材料之一。 它廣泛分佈於自然界，以金屬之首。 這似乎是用其製作的困難不應該。 但是金屬的化學活性高導致一個事實，即它不符合，並產生純淨 - 這是困難的，昂貴和能源密集型。

用於生產的原料

從原材料是鋁？ 鋁生產含有它，昂貴和不經濟的所有礦物質。 從鋁土礦，其含有高達50％的提取它 的鋁氧化物 和直接沉積在地球廣大群眾的表面上。

這些鋁礦石具有相當複雜的化學組合物。 它們含有按重量計，二氧化矽的量為30-70％，其可以是氧化鐵的高達20％的範圍為2％至50％，鈦（高達10％）的氧化鋁。

氧化鋁，並且該氧化鋁組成的氫氧化物，剛玉和高嶺石。

最近從霞石氧化鋁開始接收還包含的鈉，鉀，二氧化矽和明礬石氧化物。

為了生產1噸的純鋁需要大約2噸氧化鋁，這反過來，從大約4.5噸鋁土礦製備的。

礬土

世界鋁土礦儲量有限。 各地在所有七個區全球，以其豐富的存款。 據幾內亞非洲，巴西，委內瑞拉和蘇里南在南美，牙買加，加勒比海地區，澳大利亞，印度，中國，希臘和土耳其地中海和俄羅斯。

在那裡有鋁土礦蘊藏豐富的國家，可開發和生產鋁。 俄羅斯鋁土礦在烏拉爾，阿爾泰以及克拉斯諾亞爾斯克地區，在一個的區列寧格勒地區，霞石 - 科拉半島。

通過UC RUSAL擁有最豐富的礦床是俄羅斯註冊成立的公司。 其次是在巨頭力拓（澳大利亞，英格蘭），已與加拿大鋁業和巴西淡水河谷公司聯手。 在第四位的是來自中國，那麼美國和澳大利亞公司美國鋁業公司，這也是最大的鋁生產商中國鋁業公司。

生產的由來

丹麥物理學家奧斯特分配以游離形式第一鋁於1825年。 化學反應發生與 氯化鋁 和鉀汞合金，而不是其兩年後，德國化學家沃勒使用金屬鉀。

鉀 - 昂貴的材料，然而在代替使用godu鈉鉀的工業生產鋁法國人聖克萊爾的Deville 1854的，該元件是顯著便宜，而且雙抗性氯化鋁和鈉。

俄羅斯科學家NN別克托夫可能取代從熔融冰晶石鎂鋁合金。 在八十年代末的同一個世紀的化學反應中使用由德國第一個鋁冶煉廠。 在本世紀XVIII是通過化學獲得的第二半單元20噸左右的純金屬。 這是非常昂貴的鋁。

由電解鋁生產出生於1886年，當時兩人都申請幾乎相同的專利申請，這種方法的創始人，美國科學家霍爾和法國人時代。 他們提出在熔融冰晶石溶解氧化鋁，然後電解以獲得鋁。

有了這個開始的鋁行業，這已經成為了一個多世紀行業最大的分支之一以上。

生產技術的主要階段

在一般情況下，鋁的製造技術並沒有改變，因為創作。

該過程包括三個階段。 在第一鋁礦石或鋁土礦是否nephelines得到的氧化鋁-氧化鋁Al ₂ O _3。

然後，從工業氫氧化鋁分離為具有99.5％的純度，這是不夠的某些目的。

因此，在最後階段被提煉鋁。 鋁生產完成了清洗，99.99％。

獲得氧化鋁

有從礦石獲得氧化鋁的三種方式：

- 酸;

- 電解;

- 鹼性。

後一種方法 - 最常見的，開發的背在同一十八世紀，但已經被反复修改和顯著改善，用於高檔鋁土礦的處理。 因而約85％的氧化鋁而獲得。

發明內容鹼方法是鋁溶液在高速分解當它們被引入到氫氧化鋁。 將剩餘的溶液在高溫下的約170℃，並再次用於氧化鋁的溶解，反應後蒸發;

第一鋁土礦是在溫度高達250℃粉碎並用苛性鹼石灰研磨，然後在高壓釜中，其化學和鋁酸鈉的分解形成的，其用鹼性溶液稀釋已經在較低的溫度 - 只有100℃的鋁酸鹽溶液在洗滌特殊的增稠劑，從污泥分離。 再有就是它的降解。 溶液通過過濾器在容器中泵送用於連續攪拌攪拌器到其中的種子加入到固體氫氧化鋁的組合物。

該水力旋流器和真空過濾器分配的氫氧化鋁，它的一部分被返回作為晶種材料，並部分進入煅燒。 氫氧化物的分離後剩下的濾液，也返回到營業額鋁土礦下一批浸出。

煅燒處理（脫水）氫氧化在旋轉窯中在溫度高達1300℃

兩噸氧化鋁消耗電力8.4千瓦時。

強的化學化合物，其熔化溫度為2050℃，這是不鋁。 未來鋁產量。

氧化鋁的電解

主要設備為電解是一種特殊的洗澡，內襯碳塊。 為了她的電擊。 碳陽極浸入浴中的純氧和形成氧化物ulgleroda一氧化碳和二氧化碳的分配燃燒。 浴或elektrilizery因為它們是所謂的專家，都包含在串聯電路中，形成串聯。 在這種情況下的電流強度是150000安培。

陽極可以是兩種類型的：煤炭從大的塊，其質量比自焙噸可能更大和由在鋁護套的煤壓塊，其在高溫下電解時燒結的燒成。

工具電池電壓通常為大約5伏。 它考慮到必要的氧化物的分解電壓，以及廣泛的網絡的不可避免的損失。

從溶解在基於冰晶石熔融氧化鋁的熔融金屬，比電解質鹽沉積在煤基礎浴這是更重。 它會定期疏散。

鋁生產過程中需要大量的電力消耗。 為了獲得一噸鋁氧化鋁，它就要花費約13500千瓦時的電力直流。 因此，對於創作的大型工業中心的另一個條件是靠強大的電廠工作。

鋁精煉

最公知的方法 - 的三層電解。 它也發生在與菱鎂礦內襯煤炭爐電解浴。 在此過程中本身陽極用作熔融金屬，其被清潔。 它坐落在底層上的導電爐。 純鋁，其溶解到從陽極層的電解質，但應理解並用作陰極。 的電流通過石墨電極向其供應。

在中間層中的電解質 - 是氟化鋁或純的或與加入氯化鈉和鋇。 將其加熱至800℃的溫度。

能耗三層精煉過程是每個金屬公斤20千瓦時，即1噸需要20000 KW *小時。 這就是為什麼，因為沒有生產金屬，鋁不僅需要一個電力的來源，並在附近一個大型發電廠。

在非常小的量的精鋁含有鐵，矽，銅，鋅，鈦和鎂。

精煉後，鋁被加工成可銷售的產品。 此錠和線材和片材，和錠。

經精製得到的偏析的產品，部分地作為固體沉澱物，是用於脫氧，並且部分地在鹼溶液的形式延伸。

絕對純鋁在隨後的區域熔融金屬所產生的惰性氣體或真空英寸 一個顯著特徵是在低溫下它的高導電性。

二次回收原料

對鋁的需求總量的四分之一滿足回收的原料。 產品的可回收流入模鑄造。

在閾值爐排序預熔化原料。 在它是具有熔點高於鋁，例如，鎳和鐵的金屬。 因為與氯或氮氣吹掃熔融鋁除去各種非金屬夾雜物。

以上可熔金屬雜質被去除摻雜劑鎂，鋅，或汞和疏散。 鎂氯從熔體除去。

預定鑄造合金通過引入其通過熔融鋁的組成確定的添加劑而獲得。

鋁生產中心

在方面的消費鋁中國排名第一，留下遠遠落後於排在第二位的是美國和業主的季軍德國。

中國 - 一個國家，生產的鋁，通過在此領域率先大幅。

在排名前十位，除中國外，是俄羅斯，加拿大，阿聯酋，印度，美國，澳大利亞，挪威，巴西和巴林。

俄羅斯壟斷生產氧化鋁和電解鋁的是聯合 公司RUSAL。 它產生每年高達400萬噸鋁及出口其產品在70個國家和存在於17個國家的五大洲。

美國鋁業公司擁有俄羅斯二級冶金廠。

最大的鋁生產商在中國 - 中國鋁業公司。 相較於國外競爭對手，其全部資產都集中在母國。

挪威公司海德魯的海德魯鋁業部門擁有挪威，德國，斯洛伐克，加拿大，澳大利亞鋁冶煉廠。

澳大利亞必和必拓擁有澳大利亞，南非和南美的鋁產量。

巴林是阿爾巴（巴林鋁業BSC） - 也許是最規模化生產。 鋁生產，它接受全球生產的“有翼”的金屬的總體積的2％以上。

所以，總結起來，我們可以說，主要的鋁生產商是國際公司，與鋁土礦儲量。 和唯一的耗能過程包括獲得來自鋁礦石生產氟化物，其中包括冰晶石，碳陽極糊和碳陽極，陰極，內襯材料，和適當的電解生產純金屬是鋁和鋼的主要成分的氧化鋁的。