Al, Al Produktioun: Technik, Prozess an Beschreiwung

Al huet vill Funktiounen dass et eent vun de meeschte benotzt Material vun der Welt maachen. Et ass dicht verdeelt an Natur, Ranking ënnert de Metaller éischt Plaz. Et géif schéngen, datt d'Schwieregkeeten mat senger Produktioun soll net ginn. Mä d'héich chemesch Aktivitéit vun Metaller féiert zu der Tatsaach, datt et net gemaach treffen, an produzéiere reng - et ass schwéier, kascht an Energie intensiv.

Matière première fir Produktioun

Al aus déi Matière première? Al Produktioun vun all Mineralstoffer et, deier an uneconomic mat. Extrait et aus dem bauxite, déi enthalen bis zu 50% Al oxides a verschéckt direkt op der Uewerfläch vun der Äerd super Sonnemassen.

Dës Al Äerz hunn zimlech komplex chemescher Zesummesetzung. Si enthalen alumina an engem Betrag vun 30-70% vum Gewiicht, silicas, déi kann bis zu 20% vun Eisen It an der Gamme vun 2 bis 50%, souzesoen (bis zu 10%).

Aluminas, an dëst alumina besteet vun hydroxides, corundum an kaolinite.

Kuerzem alumina aus Stol nephelines virbereet déi och Natrium Kader, KaliumiodidPëlle It, Silikatsubstrat, an alunite.

Fir d'Produktioun vun 1 Ton vun reng Al brauchen ongeféier zwou Tonnen vun alumina, déi, am Tour, vun ongeféier 4.5 Tonnen vun bauxite virbereet.

bauxite

Limitéiert Reserve vun bauxite vun der Welt. Ronderëm de Globus an all siwen Quartieren, mat sengem räiche Dépôten. Et Guinea an Afrika, Brasilien, Venezuela an Surinam zu South Amerika, Jamaica, der Karibik, Australien, Indien, China, Griicheland an der Tierkei an d'Mëttelmier an Russland.

A Länner wou et räich Dépôten vun bauxite sinn, kann entwéckelt an der Produktioun vun Al ginn. Minièren russesch bauxite am hëlzene, Altai a Krasnoyarsk Territoiren, an ee vun de Quartieren vun der bestécht Regioun, nepheline - op der KOLA Hallefinsel.

Déi räichste Dépôten Besëtz vun UC RUSAL ass eng russesch Uerden Firma. Et ass duerch d'Risen Rio Tinto (Australien-England) duerno, huet mat Kanada d'Alcan an CVRD Läb an. Am véierte Plaz ass Chalco Firma aus China, duerno der US-Australian Corporation ALCOA, deen och de gréissten Al Produzenten sinn.

Der Origine vun Produktioun

Dänesch Physiker Oersted éischt Al an gratis Form vun 1825 entgéintgeholl. A chemesche Reaktioun stattfonnt mat Al Mord an KaliumiodidPëlle Fusioun, amplaz déi zwee Joer méi spéit, eng däitsch Chemiker Wöhler Metallkugele KaliumiodidPëlle benotzt.

KaliumiodidPëlle - eng deier Material Ee an der industrieller Produktioun vun Al Fransous St. Clair Deville 1854 am Plaz vun KaliumiodidPëlle Natrium godu benotzt, d'Element ass vill méi bëlleg, an duebel resistent géint Al Mord an Natrium.

Russesch Wëssenschaftler nn Beketov konnt den Al aus geschmollte cryolite Magnesium displace. Am spéiden eighties vun der selwechter Joerhonnert der chemescher Reaktioun vum Däitschen op den éischte Al smelter benotzt. An der zweeter Halschent vum Joerhonnert XVIII kritt duerch chemesch Mëttel ongeféier 20 Tonnen reng Metal. Et war ganz deier Al.

Produktioun vun Al vun electrolysis war 1886, gebuer wou souwuel bal identesch Brevet Uwendungen Equipier goufen, de Grënner vun der Method, déi amerikanesch Wëssenschaftler Hall an Fransous Ära. Si offréiert alumina zu geschmollte cryolite ze verbidden an dann Al electrolysis ze kréien.

Mat dëser ugefaang der Al Industrie, déi huet sech fir méi wéi engem Joerhonnert eent vun de gréisste Secteuren vun Industrie.

D'Haaptrei Etappe vun der Produktioun Technik

Am Allgemengen, huet Al Fabrikatioun Technologie net well Kreatioun geännert.

Prozess besteet aus dräi Etappen. Op déi éischt vun der Al Äerz bauxite, oder ob et ass nepheline, sinn alumina - Al It Al ₂ O _3.

Dann, aus Industrie Al hydroxide ass mat enger Puritéit vun 99,5% isoléiert, wat fir eng Zwecker mëttelméisseg ass.

Also, ass an de leschten Etapp raffinéiert Al. Al Produktioun ass seng Botzen zu 99,99% notéiert.

Maîtrise alumina

Et ginn dräi Weeër ze produzéieren alumina aus dem Minett:

- sauerem;

- Electrolytic;

- alkaline.

De Fonds Method - déi gemeinsam, entwéckelt zréck an déi selwecht XVIII Joerhonnert, mä huet ëmmer iwwerschafft an däitlech verbessert zanter gouf, ass fir d'Veraarbechtung vun héich-Schouljoer bauxite benotzt. Sou ass ronn 85% alumina kritt.

Da kee Buvette Method ass, datt Al Léisungen um héich Vitesse decompose wann se an Al hydroxide agefouert ginn. Déi reschtlech Léisung war bei engem héich Temperatur vu ronn 170 ° C no der Reaktioun verdämpt an erëm fir Opléise vun alumina benotzt;

Éischt Bauxite Aacht a Buedem an Mills mam ätzend Zitroun an dann an engem autoclave bei Temperaturen bis zu 250 ° C, de decomposition vu senger chemescher a Natrium aluminate gemaach ass, déi mat engem alkaline Léisung verdënntem ass scho bei engem nidderegen Temperaturen - 100 ° C all vun der aluminate Léisung desinizeiert ass an speziell thickeners, aus dem sludge getrennt. Da do ass hir ofgeschnidden. Duerch d'Filtere vun der Léisung ass fir permanent Vermëschung vun der Zesummesetzung an Stockage Panzer mat agitators Klappen, an deenen de Som fir d'staark Al hydroxide dobäi war.

D'hydrocyclones an Vakuum Filtere entgéintgeholl Al hydroxide, en Deel vun deem, wéi de Som Material zréckkomm ass, an en Deel geet bis calcination. D'filtrate bleiwen der Trennung vun der hydroxide, preparéieren och zu der Affaire fir den nächsten Konte gefouert leaching vun bauxite.

De Prozess vun calcination (eppes) hydroxide am Rotary kilns bei Temperaturen bis zu 1300 ° C.

Fir zwou Tonnen vun alumina verbrannt 8.4 kWh vun Elektrizitéit.

Staark chemesche Facettenaen hir Schmelze Temperatur ass 2050 ° C, ass et net Al. Al Produktioun-Supporter waren.

Electrolysis vun alumina

D'Haaptrei Equipement fir d'electrolysis ass eng speziell Bad, mat Kuelestoff spären géinteneen. Fir hir elektresch Vanessa. D'Kuelestoff anodes sinn Beweegung Bad ass am Bewëllegung vu reng Sauerstoff a Form oxides ulgleroda Leck an Nahrung combusted. Termen oder elektrilizery nodeems se genannt Spezialiste sinn, sinn am elektreschen Circuit zu Serie abegraff, eng Rei administrativ. Déi aktuell Intensitéit an dësem Fall ass 150 dausend amperes.

Anodes ka vun zwou Zorte ginn: Kuel aus grousse Bléck bliwwen, deem seng Mass kënne grouss ginn wéi Söderberg Tonnen an aus der Kuel Briquetten zu der Al Plaz, déi während electrolysis op héich Temperaturen testweis sinn.

Betribssystemer Volt am Bad ass normalerweis iwwer 5 volts. Et moder- der Volt néideg fir de decomposition vun It an z'evitéieren Verloscht vun engem gemuert Netz.

Vun opgeléist an cryolite-baséiert geschmollte alumina geschmollte Metal, deen ass schwéier wéi de electrolyte Salz ass Substanzen op der Kuelen- Basis Bad. Et periodesch evakuéiert.

D'Fabrikatiounsprozess vun Al verlaangt grousse Quantitéiten vu Stroum. Fir een Ton vun Al aus alumina kritt, ass et néideg ronn 13.500 kWh vun Elektrizitéit DC ze verbréngen. Also, ass eng aner Konditioun fir d'Schafung vun grouss industriell Zentren nieft mächteg Muecht Planz ze schaffen.

Al Ausschaffen

De stäerkste gutt-bekannt Method - eng dräi-Layer electrolysis. Et ass och Plaz an der electrolysis Termen mat Kuel Mëttel mat magnesite géinteneen. D'Anode am Prozess selwer déngt als geschmollte Metal, déi gebotzt ass. Et ass an ënnen Layer op engem schwetzen Mëttel etabléiert. Pure Al, déi aus der Anode Layer an der electrolyte opgeléist, ass et verstan an déngt als cathode. Déi aktuell ass teg via engem GRAPHITE Elektroden Pleséier.

D'electrolyte am Mëttelstuf Layer - ass Al fluoride oder pure oder mat Zousätzlech vun Natrium Mord an Barium. Et ass zu 800 ° C Temperatur gehëtzt.

Stroum Konsum während der dräi-Layer Ausschaffen ass 20 kWh pro kg vun Metall, dh een Ton vun brauchen 20 dausend kWh. Dat ass firwat, well kee Produktioun vu Metall, Al net just eng Quell vun elektresche Stroum verlaangt, an enger grousser Muecht Planz an der Géigend.

D'raffinéiert Al an ganz kleng Quantitéite enthält Eisen, Silicon, Koffer, Zénk, souzesoen a Magnesium.

No Ausschaffen ass, Al an marketable Produkter verschafft. Dëst ingot an den Drot, an enger Plack, an ingots.

Segregatioun Produite vun Ausschaffen, an en Deel, wéi staark Manéier kritt, fir deoxidation benotzt ginn ass, an verlängeren Liicht an der Form vun enger Buvette Léisung.

Absolut reng Al ass an engem Kierzunge Zone Schmelze Metal an engem Inertgas- oder Vakuum produzéiert. A Aussergewéinlecht Fonktioun ass seng héich Leit am cryogenic Temperaturen.

Recycling vu sekondär Matière première

E Véirel vun der Ganzen Nofro fir Al ass erfëllt Recycling Matière première. Vun de Produiten leeft recycléierbaren Ofdréck Lous.

Pre-geschmoltenem Matière première am loung Schmelzhäre zortéiert. An et sinn Metaller eng héich Schmelze Punkt wéi Al mussen, zum Beispill, Néckel a Eisen. Vun der geschmollte Al vun garde Chlor oder Stéckstoff verschwënnt inclusions verschiddenen Net-Metallkugele.

Méi fusible Metal Gëftstoffer ginn geläscht dopants Magnesium, Zénk, oder Merkur an Evakuéierung. Magnesium Chlor ass aus dem schocken geläscht.

De Prinzip Lous durchgang kritt duerch Aféiere Zousätz déi si sech vun der Zesummesetzung vun der geschmollte Al.

Zentren vun Produktioun vun Al

Wat vun éischt klasséiert Al Konsum China ass, wäit hannert am zweete Plaz verloosse sinn den USA an de Proprietaire vun der drëtter Plaz Däitschland.

China - e Land an d'Produktioun vun Al, duerch eng grouss Spillraum an de Virsprong vun dëser Géigend.

An der Top Ten, ausser fir China, sinn Russland, Kanada, ▫ Par, Indien, USA, Australien, Norwegen, Brasilien a Bahrain.

D'russesch monopolist an der Produktioun vun alumina an Al ass kombinéiert Firma RUSAL. Si produzéiert zu 4 Milliounen Tonnen vun Al pro Joer an Exporter seng Produkter an siwwenzeg Länner an ass am siwwenzéng Länner op fënnef Kontinenter presentéieren.

Amerikanesch Firma ALCOA Pärel zwee Metallindustrie Planzen an Russland.

De gréisste Al Produzent an China - d'Firma Chalco. Am Géigesaz zu auslännesch Konkurrenten, all vu sengem Verméigen konzentréiere am Heemechtsland.

Firwat et kucken Divisioun vun der Norweegesch Firma Norsk firwat Pärel Al smelters an Norwegen, Däitschland, Slowakei, Kanada, Australien an.

Australian BHP Billiton Pärel Al Produktioun an Australien, Südafrika an South Amerika.

Bahrain ass Alba (kucken Bahrain BSC) - vläicht déi grouss-Skala Produktioun. Al Produzent datt hëlt méi wéi 2% vun der Ganzen Volume vun "Zort" Metal produzéiert an der Welt.

Also summing huet, kënne mir soen, datt den Haapt Produzenten vun Al sinn international Betriber mat Reserve vun bauxite. An déi eenzeg Energie-Konsuméiere Prozess besteet alumina vun Al Äerz Produktioun fluorides vun Maîtrise, déi cryolite, Kuelestoff Anode Paste a Kuelestoff Anode, cathode, Doropshin Material, an adäquate electrolytic Produktioun vun reng Metal och datt den Haapt Komponent vun Al a Stol ass.