Алюминий по его содержанию в земной коре занимает первое место среди металлов. Впервые алюминий был получен только в 1825 г.
Важнейшей алюминиевой рудой являются бокситы.
Бокситы встречаются во многих странах; главнейшие месторождения бокситов в России находятся на Урале и в Ленинградской области.
Возникновение алюминиевой промышленности в России относится к 80-м годам минувшего столетия; на первом русском заводе, как и всюду за границей, алюминий добывался химическим способом. Этот способ был дорог и мало производителен. Начало развития в России алюминиевой промышленности с применением современного электролитического метода получения алюминия относится к 1932 г.
В настоящее время отечественная алюминиевая промышленность вышла на одно из первых мест в мире.
Бокситы представляют собой сложную горную породу; основную массу ее составляют гидраты окислов алюминия; приблизительный химический состав тихвинских бокситов следующий: 47,7% Al2O3; 17,2% Fe2O3; 13,2% SiO2; 2,6% TiO2; 3,9% СаО и 15,4% H20.
Исходным материалом при производстве алюминия методом электролиза является глинозем Аl2O3; он должен быть свободным от примесей окислов других элементов и содержать минимальное количество влаги. Получают чистый глинозем в промышленных масштабах различными способами; наиболее распространенным является щелочной способ, при котором глинозем из бокситов переводится в раствор с помощью щелочи и таким образом отделяется от других составных частей руды. Руду предварительно размалывают. В результате процесса выщелачивания и последующей обработки раствора получается чистый гидрат окиси алюминия Аl (ОH)3, который после прокалки дает безводный глинозем. На получение таким путем 1 т Аl2O3 расходуется около 3 т боксита и 0,25т 42%-ного раствора NaOH; расход электроэнергии составляет около 300 квт-ч.
Процесс получения алюминия заключается в электролитическом разложении глинозема.
В качестве растворителя глинозема используют криолит 3NaF AlF3.
Под действием постоянного электрического тока растворенный в количестве до 13% глинозем при 950° разлагается на металлический алюминий и кисло
род. Алюминий, обладающий большей плотностью чем электролит, отлагается на угольной подине ванны, являющейся катодом, а кислород соединяется с углеродом анодов (угольные электроды), в результате чего последние сгорают и по мере износа заменяются новыми. Алюминий из ванны вычерпывают ложками или выпускают через летковое отверстие. По мере расходования глинозема в электролит вводят новые его порции.
Потери электролита, происходящие вследствие испарения, впитывания футеровкой печи, также восполняют.
Получаемый из электролитической ванны алюминий содержит различные примеси (Fe, Si, Ti), а также растворенные газы и иногда неметаллические включения (частицы угля, глинозема). Поэтому алюминий-сырец подвергают рафинированию, осуществляемому химическим способом, переплавкой и электролитическим методом. Содержание алюминия в рафинированном металле достигает 99,7%.
Схема ванны для получения алюминия методом электролиза показана на фиг. 36.
Расход электроэнергии на 1 т алюминия составляет около 18000 квт-ч.
Скачать реферат:
Пароль на архив: privetstudent.com