አሉሚኒየም, አሉሚኒየም ምርት: ቴክኖሎጂ, ሂደት እና መግለጫ

አሉሚኒየም በዓለም ውስጥ በጣም ጥቅም ላይ የዋሉ ቁሳቁሶች አንዱ የሚያደርጉ ባህሪያት ብዙ አለው. ይህ በሰፊው ማዕድናት መካከል የመጀመሪያውን ቦታ በመውሰድ, በተፈጥሮ ውስጥ የሚሰራጭ ነው. ይህም በውስጡ ምርት ጋር ችግሮች መሆን እንዳለበት ይመስላል ነበር. ነገር ግን ማዕድናት ከፍተኛ የኬሚካል እንቅስቃሴ ማሟላት, እንዲሁም ንጹሕ ማፍራት ነበር እውነታ ይመራል - ይህ ጥልቀት ያለው, አስቸጋሪ ውድ ጉልበት ነው.

ምርት የሚሆን ጥሬ ዕቃዎች

ይህም ከ ጥሬ ዕቃዎች አሉሚኒየም ናቸው? , ውድ እና uneconomic እሱን የያዘው ሁሉ ማዕድናት የአልሙኒየም ምርት. እስከ 50% የያዘ ያለውን ማዕድንን, ከ Extract በአሉሚኒየም oxides እና ምድር ታላቅ በብዙሃኑ በምድሪቱ ላይ በቀጥታ ተቀማጭ.

እነዚህ አሉሚኒየም ማዕድን ይልቅ ውስብስብ የኬሚካል ስብጥር አለን. እነዚህ 2 ከ 50%, የታይታኒየም (እስከ 10%) ወደ ክልል ውስጥ ብረት ኦክሳይድ እስከ 20% ሊሆን የሚችል ክብደት, silicas በ ከ30-70% የሆነ መጠን, ውስጥ alumina ይዘዋል.

Aluminas, እና በዚህ alumina hydroxides, corundum እና kaolinite ያቀፈ ነው.

በቅርቡ alumina ሶዲየም ደግሞ ይመሰርታሉ ይህም ብረት nephelines, ፖታሲየም ኦክሳይድ, ሲሊካ, እና alunite ጀምሮ የተዘጋጀ.

ንጹህ አሉሚኒየም 1 ቶን ምርት ለማግኘት በምላሹ, ማዕድንን በግምት 4.5 ቶን ጀምሮ ያዘጋጀውን, alumina, በግምት ሁለት ቶን ያስፈልጋቸዋል.

ማዕድንን

በዓለም ውስጥ ማዕድንን ውስን ክምችት. በውስጡ ሀብታም ተቀማጭ ጋር ሁሉ ሰባት ወረዳዎች በዓለም ዙሪያ. በሜድትራንያን እና ሩሲያ ወደ ደቡብ አሜሪካ, በጃማይካ, የካሪቢያን, አውስትራሊያ, ህንድ, ቻይና, በግሪክ እና ቱርክ ውስጥ በአፍሪካ, ብራዚል, ቬኔዝዌላ እና በሱሪናም ውስጥ ጊኒ.

ማዕድንን ሀብታም ተቀማጭ አሉ አገሮች ውስጥ, ሊዳብር ይችላል እና አሉሚኒየም የምርት. ወደ ሌኒንግራድ ክልል ወረዳዎች በአንዱ ውስጥ የኡራልስ, Altai እና የክራስኖያርስክ ግዛቶች ውስጥ የሩሲያ ማዕድንን ፈንጂዎችን, nepheline - የ ኮላ ባሕረ ገብ መሬት ላይ.

ዩሲ RUSAL ባለቤትነት ሀብታም ተቀማጭ አንድ የሩሲያ የተካተተ ኩባንያ ነው. እሱም ሪዮ ቲንቶ (በአውስትራሊያ-እንግሊዝ), የካናዳ Alcan እና CVRD ጋር ተስማሙ አድርጓል ኔፊሊም ተከትሎ ነው. በአራተኛው ቦታ ላይ ደግሞ ትልቁ አሉሚኒየም አምራቾች ናቸው ቻይና, ከዚያም የአሜሪካ-የአውስትራሊያ ኮርፖሬሽን Alcoa, ከ Chalco ኩባንያ ነው.

የምርት አመጣጥ

የዴንማርክ የፊዚክስ Oersted በ 1825 ነጻ መልክ ለመጀመሪያ የአልሙኒየም መመደቡን. የ ኬሚካላዊ ጋር ቦታ ይዞ የአልሙኒየም ክሎራይድ የብረት ፖታሲየም በመጠቀም Wohler ከሁለት ዓመት በኋላ ይልቅ ይህም, እና ፖታሲየም እግሮቹ ጀርመንኛ ኬሚስት.

የፖታስየም - አንድ ውድ ነገሮች, ይሁን እንጂ ጥቅም ላይ የፖታስየም ሶዲየም godu ቦታ ላይ አሉሚኒየም ፈረንሳዊው ሴንት Clair Deville 1854 ያለውን የኢንዱስትሪ ምርት ውስጥ ወደ ኤለመንት ጉልህ በርካሽ, እና ድርብ የመቋቋም የአልሙኒየም ክሎራይድ እንዲሁም ሶዲየም ነው.

የሩሲያ ሳይንቲስት NN Beketov ቀልጦ cryolite ማግኒዥየም ከ አሉሚኒየም ለመተካት ይችላል. በዚሁ መቶ ዘመን መገባደጃ የሔድኩ በመጀመሪያው የአልሙኒየም smelter ላይ ጀርመኖች የሚጠቀሙበት ኬሚካላዊ ውስጥ. ኬሚካል አማካኝነት ማግኘት ነበር ዘመን አንቲኩቲስ ሁለተኛ አጋማሽ ውስጥ 20 ቶን ንጹሕ ብረት ማለት ነው. በጣም ውድ የአልሙኒየም ነበር.

በኮረንታዊ በ አሉሚኒየም ምርት ሁለቱም አዳራሽ እና ፈረንሳዊ Heroult ሂደት ይህን ዘዴ መስራቾች አሜሪካዊ ምሁር ነው ለማለት ይቻላል ተመሳሳይ የቀረቡ የአእምሯዊ ንብረት መተግበሪያዎች ነበሩ ጊዜ, 1886 ላይ የመነጨው. እነዚህ ቀልጦ cryolite ውስጥ alumina ሊፈርስ አቀረበ; ከዚያም አሉሚኒየም ለማግኘት በኮረንታዊ.

ከዚህ ጋር አንድ መቶ ኢንዱስትሪ ትልቁ ቅርንጫፎች መካከል ከአንድ በላይ የሚሆን ሆኗል ያለውን አሉሚኒየም ኢንዱስትሪ, ጀመረ.

የምርት ቴክኖሎጂ ዋና ደረጃዎች

በአጠቃላይ, የአልሙኒየም ማምረቻ ቴክኖሎጂ ፍጥረት ጀምሮ አልተለወጠም.

ሂደቱ ሦስት ደረጃዎች ያካትታል. ₂ አቤቱ: ₃ የአልሙኒየም ኦክሳይድ አል - የመጀመሪያው የአልሙኒየም ማዕድን ወይም alumina አግኝቶአል nephelines እንደሆነ ማዕድንን _ላይ.

ከዚያም, ከ የኢንዱስትሪ የአልሙኒየም hydroxide አንዳንድ ዓላማ የሚሆን በቂ ነው 99,5% የሆነ ንጽሕናን ጋር ገለል ያለ ነው.

ስለዚህ, በመጨረሻው ደረጃ ላይ አሉሚኒየም የነጠረ ነው. አሉሚኒየም ምርት 99,99% ወደ በውስጡ ጽዳት ተጠናቅቋል.

ለማግኘት alumina

ድንጋዮቹ ከ alumina ለማግኘት ሶስት መንገዶች አሉ:

- አሲድ;

- Electrolytic;

- አልካላይን.

የኋለኛው ዘዴ - በጣም የተለመደ, ተመልሰው ተመሳሳይ አንቲኩቲስ ክፍለ ዘመን እያደገ, ነገር ግን ወዲህ በተደጋጋሚ ተከልሷል እና ጉልህ መሻሻል, ከፍተኛ-ደረጃ ማዕድንን ያለውን ሂደት ላይ ውሏል አድርጓል. በመሆኑም 85% alumina ስለ ማግኘት ነው.

ማጠቃለያ አልካሊ ዘዴ እነርሱ የአልሙኒየም hydroxide ወደ አስተዋወቀ ጊዜ አሉሚኒየም መፍትሔ በከፍተኛ ፍጥነት መፈራረስ ነው. ቀሪው መፍትሔ alumina ስለ ከመፈጸመ ጥቅም ላይ እንደገና ከፍተኛ ገደማ 170 ° ሴ ውስጥ ሙቀት እና ላይ ምላሽ በኋላ ይተናል ነበር;

100 ° C ወደ aluminate መፍትሄ ሁሉ ውስጥ ከታጠበ - አንደኛ ማዕድንን አስቀድሞ በዝቅተኛ ሙቀት በአልካላይን ተበርዟል, ይህም የተቋቋመው ነው መንፈሳቸው እና መሬት መጯጯህና ኖራ ጋር ከለቀመ እና ከዚያም 250 ° ሴ, በውስጡ የኬሚካል እና ሶዲየም aluminate ያለውን ውህድ እስከ የሙቀት ላይ አንድ autoclave ውስጥ የ ዝቃጭ ተለዩ ልዩ thickeners,. ከዚያም በውስጡ ውርደት ነው. መፍትሔው ቀጣይነት ቀስቃሽ አንድ stirrer ዘር ጠንካራ የአልሙኒየም hydroxide ታክሏል ይህም ወደ ጥንቅር ጋር በአንድ ዕቃ ውስጥ ማጣሪያዎች አማካኝነት ማከፋፈያዎች ነበር.

የ hydrocyclones እና ክፍተት ማጣሪያዎች ይህም አንድ ክፍል ዘር ቁሳዊ እንደ ተመልሶ ነው, አሉሚኒየም hydroxide መመደቡን, እና ክፍል calcination ይሄዳል. የ hydroxide መካከል መለያየት በኋላ የሚቀረው filtrate, ደግሞ ማዕድንን ቀጣይ ባች leaching ለ የሠራተኛ ይመለሳል.

የሙቀት ላይ አንድ ተሽከርካሪ መተኮሻ ውስጥ Calcination ሂደት (ከድርቀት) hydroxide እስከ 1300 ° ሲ ወደ

alumina ሁለት ቶን ያህል የኤሌክትሪክ 8.4 kWh በላች.

የማን መቅለጥ ሙቀት 2050 ° C ነው ጠንካራ chemical ውህድ, ይህ አሉሚኒየም አያደርግም. ከፊት አሉሚኒየም ምርት.

alumina መካከል በኮረንታዊ

የ በኮረንታዊ ዋና መሣሪያዎች ካርቦን ብሎኮች ጋር ተሰልፈው, ልዩ ገላውን ነው. ከእሷ የኤሌክትሪክ A ደጋዎች. የ ካርቦን anodes ተጠመቁ ናቸው መታጠቢያ ንጹህ ኦክሲጅን እና ቅጽ oxides ulgleroda ሞኖክሳይድ እና ዳይኦክሳይድ ድልድል ውስጥ combusted ነው. የገላ መታጠቢያ ወይም ተብሎ ባለሙያዎች ናቸው እንደ elektrilizery, ተከታታይ ከመመሥረት, ተከታታይ ውስጥ የኤሌክትሪክ ወረዳ ውስጥ ተካተዋል. በዚህ ጉዳይ ላይ አሁን ያለው ጫና 150 ሺህ amperes ነው.

Anodes ሁለት ዓይነት ሊሆኑ ይችላሉ: ከሰል የማን ጅምላ Söderberg ቶን በላይ መሆን እና በከፍተኛ የሙቀት ላይ በኮረንታዊ ወቅት sintered ናቸው ያለውን የአልሙኒየም ሰገባው ውስጥ የድንጋይ ከሰል briquettes, ባካተተ ይችላሉ ትላልቅ ብሎኮች, ተነስተዋል.

መሣሪያዎች ህዋስ ቮልቴጅ በተለምዶ ዙሪያ 5 ቮልት ነው. ይህ መለያ ወደ አንድ ቅርንጫፍ መረብ ውስጥ ኦክሳይድ እና ልናመልጠው ኪሳራ ያለውን ውህድ አስፈላጊ ያለውን ቮልቴጅ ይወስዳል.

cryolite-የተመሰረተ ቀልጦ alumina ላይ የሚቀልጥ ጀምሮ ቀልጠው ብረት, ወደ ኤሌክትሮ ጨው ከሰል መሠረት ገላውን ላይ ተቀማጭ ነው ይልቅ ይከብድ ነው. ይህም በየጊዜው እንዲወጡ.

አሉሚኒየም የምርት ሂደት አንድ ትልቅ የኤሌክትሪክ ኃይል ፍጆታ ይጠይቃል. alumina ከ አሉሚኒየም አንድ ቶን ለማግኘት ዘንድ, ይህ የኤሌክትሪክ ዲሲ ገደማ 13,500 kWh ማሳለፍ አስፈላጊ ነው. ስለዚህ, ትላልቅ የኢንዱስትሪ ማዕከላት መፍጠር ሌላ ሁኔታ ኃይለኛ ኃይል ማመንጫ አብሮ መስራት ነው.

አሉሚኒየም ያልታጠበ

በጣም ታዋቂ ዘዴ - ሶስት-ንብርብር በኮረንታዊ. በተጨማሪም magnesite ጋር ተሰልፈው ከሰል ምድጃ ጋር በኮረንታዊ መታጠቢያዎች ውስጥ ቦታ ይወስዳል. ሂደት በራሱ ውስጥ anode ንፁህ ነው ቀልጦ ብረት, ሆኖ ያገለግላል. አንድ conductive ምድጃ ላይ ታችኛው ንብርብር ውስጥ ይገኛል. የ anode ንብርብር ከ ኤሌክትሮ ወደ ይሟሟል ይህም ንጹህ አሉሚኒየም, ወደላይ መረዳት እና ካቶድ ሆኖ ያገለግላል ነው. የአሁኑ አንድ Graphite electrode በኩል በውስጥም የሚቀርብ ነው.

ወደ መካከለኛ ንብርብር ውስጥ ኤሌክትሮ - ፍሎራይድ ወይም አሉሚኒየም ንጹሕ ወይም ሶዲየም ክሎራይድ እና የባሪየም መካከል በተጨማሪ ጋር ነው. ይህም 800 ° C ሙቀት ወደ ሞቆ ነው.

የኃይል ፍጆታ ሶስት-ንብርብር ያልታጠበ ወቅት ብረት ኪሎ ግራም በ 20 kWh, ማለትም አንድ ቶን 20 ሺህ KW * ሰ ያስፈልገናል ነው. የብረት ምንም ምርት እንደ አሉሚኒየም የኤሌክትሪክ ኃይል ምንጭ, እና አካባቢ ውስጥ ትልቅ ኃይል ማመንጫ ብቻ ሳይሆን ይጠይቃል ለምን ይህ ነው.

በጣም አነስተኛ መጠን ያለው የጠራ የአልሙኒየም ብረት, ሲሊከን, መዳብ, ዚንክ, የታይታኒየም እና ማግኒዥየም ይዟል.

ያልታጠበ በኋላ, አሉሚኒየም ለገበያ ምርቶች ወደ እየተሰራ ነው. ይህ ingot እና ሽቦ, እና አንድ ወረቀት, እና በቅርጽ.

ነጮችን ምርቶች ጠንካራ ያስገድዳቸው እንደ deoxidation ጥቅም ላይ ውሏል, በከፊል, ያልታጠበ የሚወሰድ ሲሆን አንድ አልካሊ መፍትሔ መልክ በከፊል ማራዘም.

ፍጹም ንጹህ አሉሚኒየም አንድ ሲያፈርስና ጋዝ ወይም ክፍተት ውስጥ በቀጣይ ዞን መቅለጥ ብረት ውስጥ ምርት ነው. አንድ አስገራሚ ገጽታ cryogenic ሙቀት በከፍተኛ conductivity ነው.

የሁለተኛ ጥሬ ዕቃዎች ላይ ማዋል

አሉሚኒየም ለ ጠቅላላ ተፈላጊነት አንድ ሩብ ጥሬ ዕቃዎች ላይ እንዲውል ማድረግ ይሟላል. የ ምርቶች ሪሳይክል ሻጋታ መውሰድ የሚፈሰው.

ደፍ እቶን ውስጥ የተደረደሩ ቅድመ-ቀለጡ ጥሬ ዕቃዎች. በውስጡ ለምሳሌ, ኒኬል እና ብረት ለ አሉሚኒየም በላይ ከፍ ያለ መቅለጥ ነጥብ, ያላቸው ብረቶች ናቸው. ክሎሪን ወይም ናይትሮጂን ትውስታን ጋር ቀልጦ የአልሙኒየም የተለያዩ ያልሆኑ ከብረታማ inclusions ያስወግደዋል ስለሆነ.

ተጨማሪ fusible የብረት ከቆሻሻው dopants ማግኒዥየም, ዚንክ, ወይም ሜርኩሪ እና የመልቀቂያ ይወገዳሉ. የማግኒዢየም ክሎሪን ወደ መቅለጥ ተወግዷል ነው.

የ አስቀድሞ መውሰድ ቅይጥ ቀልጦ የአልሙኒየም ስብጥር የሚወሰኑ ናቸው ተጨማሪዎች በማስተዋወቅ አገኘሁ.

አሉሚኒየም ምርት ማዕከላት

ሩቅ ኋላ ሁለተኛ ቦታ ትተው በመጀመሪያ ደረጃ ቻይና የአልሙኒየም ፍጆታ ውል, በ አሜሪካ እና ሦስተኛው ቦታ ጀርመን ባለቤት ናቸው.

ቻይና - አንድ ሀገር እና በዚህ አካባቢ ግንባር ውስጥ ሰፊ ኅዳግ በ የአልሙኒየም ምርት,.

ቻይና በስተቀር ከላይ አስር, ውስጥ, ሩሲያ, ካናዳ, አረብ, ሕንድ, ዩናይትድ ስቴትስ, አውስትራሊያ, ኖርዌይ, በብራዚል እና ባህሬን ናቸው.

alumina እና አሉሚኒየም ምርት ውስጥ ያለው የሩሲያ monopolist ይደባለቃል ኩባንያ RUSAL. ይህም በዓመት አሉሚኒየም 4 ሚሊዮን ቶን እስከ የሚያፈራ እና ሰባ አገሮች ውስጥ ምርቶች የምትልክ ሲሆን ሰባት አገሮች ውስጥ አምስት አህጉሮች ላይ ይገኛል.

የአሜሪካ ኩባንያ Alcoa በሩሲያ ውስጥ ሁለት በብረታ ብረትና ተክሎች ባለቤት ነው.

ቻይና ውስጥ ትልቁ የአልሙኒየም አምራች - ኩባንያው Chalco. የውጭ ተወዳዳሪዎች በተቃራኒ, የራሱ ንብረት ሁሉ ቤት አገር ውስጥ ሲያደርጋት ናቸው.

የኖርዌይ ኩባንያ Norsk የሀይድሮ መካከል የሀይድሮ የአልሙኒየም መከፋፈል ኖርዌይ, ጀርመን, ስሎቫኪያ, ካናዳ, እና አውስትራሊያ ውስጥ አሉሚኒየም smelters በባለቤትነት.

የአውስትራሊያ BHP Billiton አውስትራሊያ, ደቡብ አፍሪካ እና ደቡብ አሜሪካ ውስጥ የአልሙኒየም ምርት ባለቤት ነው.

ምናልባትም እጅግ መጠነ ሰፊ ምርት - ባህሬን አልባ (ላሜራ ባህሬን ቢ.ኤስ.ሲ) ነው. በዓለም ውስጥ ምርት 'የሚበርሩ "ብረት አጠቃላይ መጠን ከ 2% የሚወስድ መሆኑን የአልሙኒየም አምራች.

ስለዚህ ጠቅለል እኛ ዋና የአልሙኒየም አምራቾች ማዕድንን ክምችትና ጋር አቀፍ ኩባንያዎች ናቸው ብለን መናገር እንችላለን. እና ጉልበት ብቻ የሚፈጅ ሂደት cryolite, የካርቦን anode ለጥፍ እና ካርቦን anode, ካቶድ, መያዣው ቁሳቁሶች, እና አሉሚኒየም እና ብረት ዋና አካል ነው ንጹሕ ብረት ተገቢ electrolytic ምርት ጨምሮ የአልሙኒየም ማዕድን ምርት fluorides, ከ alumina ለማግኘት ያካትታል.