ধাতুবিদ্যায় কিভাবে অ্যালুমিনিয়াম উৎপন্ন হয়? শিল্প গ্রেড অ্যালুমিনিয়াম উত্পাদন

শিক্ষা ও বিজ্ঞান মন্ত্রণালয় রাশিয়ান ফেডারেশন

ম্যাগনিটোগর্স্ক স্টেট টেকনিক্যাল ইউনিভার্সিটি

তাদের নোসোভা

লৌহঘটিত ধাতুবিদ্যা বিভাগ

শৃঙ্খলার বিমূর্ত "ধাতুবিদ্যার ইতিহাস"

ধাতুবিদ্যা অ্যালুমিনিয়াম

টীকা

বিষয় "অ্যালুমিনিয়াম ধাতুবিদ্যা" বিবেচনা করা হয়, এই ধাতু প্রধান বৈশিষ্ট্য বর্ণনা করা হয়. অ্যালুমিনিয়াম আবিষ্কারের ইতিহাস, এর উৎপাদনের সম্ভাব্য উপায় এবং বিভিন্ন শিল্পে প্রয়োগ সংক্ষেপে বর্ণনা করা হয়েছে।

ভূমিকা

1. অ্যালুমিনিয়ামের বৈশিষ্ট্য

2. অ্যালুমিনিয়াম প্রয়োগ

3. কাঁচামাল

4. অ্যালুমিনা উত্পাদন

5. অ্যালুমিনিয়ামের ইলেক্ট্রোলাইটিক উত্পাদন

6. অ্যালুমিনিয়াম পরিশোধন

উপসংহার

ব্যবহৃত সাহিত্যের তালিকা

ভূমিকা

"ধাতুবিদ্যা" শব্দটি গ্রীক থেকে এসেছে:

metalleuо - আমি খনন করি, আমি মাটি থেকে খনন করি;

metallurgeo - আমি খনি আকরিক, প্রক্রিয়া ধাতু;

metallon - খনি, ধাতু।

এই শব্দের অর্থ হল বিজ্ঞান ও প্রযুক্তির ক্ষেত্র, অন্ত্র থেকে খনন করা আকরিকের প্রক্রিয়াকরণ, ধাতু এবং সংকর প্রাপ্ত করা, তাদের নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্য প্রদান করে।

প্রাচীনকালে, মধ্যযুগে এবং তুলনামূলকভাবে সম্প্রতি, এমভি লোমোনোসভের সময় পর্যন্ত, এটি বিশ্বাস করা হয়েছিল যে 7 টি ধাতু (সোনা, রূপা, তামা, টিন, সীসা, লোহা, পারদ) ছিল।

1814 সালে, সুইডিশ রসায়নবিদ J. Berzelius বর্ণমালার অক্ষর ব্যবহার করার পরামর্শ দিয়েছিলেন যা বিরল ব্যতিক্রমগুলি সহ সমগ্র বিশ্ব দ্বারা ব্যবহৃত হয়।

আজ, 80 টিরও বেশি ধাতু বিজ্ঞানের কাছে পরিচিত, তাদের বেশিরভাগই প্রযুক্তিতে ব্যবহৃত হয়।

বিশ্ব অনুশীলনে, লৌহঘটিত ধাতুগুলির একটি বিভাজন রয়েছে (এর উপর ভিত্তি করে লোহা এবং সংকর ধাতু) এবং বাকি সমস্ত - অ লৌহঘটিত (নন-লৌহঘটিত ধাতু, ইংরেজি; Nichtei-senmetalle, জার্মান) বা অ লৌহঘটিত ধাতু। ধাতুবিদ্যা প্রায়ই লৌহঘটিত এবং অলৌহঘটিত মধ্যে বিভক্ত করা হয়. বর্তমানে, লৌহঘটিত ধাতু বিশ্বের উত্পাদিত সমস্ত ধাতব পণ্যের প্রায় 95% জন্য দায়ী।

প্রযুক্তিতে, একটি শর্তাধীন শ্রেণিবিন্যাসও গৃহীত হয়, যার অনুসারে অ লৌহঘটিত ধাতুগুলিকে "আলো" (অ্যালুমিনিয়াম, ম্যাগনেসিয়াম), "ভারী" (তামা, সীসা, ইত্যাদি), অবাধ্য (টংস্টেন, মলিবডেনাম, ইত্যাদি) এ বিভক্ত করা হয়। , noble (সোনা, প্ল্যাটিনাম, ইত্যাদি) ইত্যাদি), বিরল ধাতু।

লৌহঘটিত এবং অ লৌহঘটিত ধাতু ব্যবহার করে উৎপাদিত পণ্যের অংশ বর্তমানে রাজ্যের মোট জাতীয় পণ্যের 72-74%। এটা তর্ক করা যেতে পারে যে XXI শতাব্দীতে ধাতু। প্রধান কাঠামোগত উপকরণ থাকবে, যেহেতু তাদের বৈশিষ্ট্য, উত্পাদন দক্ষতা এবং খরচ প্রয়োগের বেশিরভাগ ক্ষেত্রেই অতুলনীয়।

~ 800 মিলিয়ন টন গ্রাসিত ধাতুর মধ্যে ~ 750 মিলিয়ন টন ইস্পাত, 20-22 মিলিয়ন টন অ্যালুমিনিয়াম, 8-10 মিলিয়ন টন তামা, 5-6 মিলিয়ন টন দস্তা, 4-5 মিলিয়ন টন সীসা (বাকিগুলি) -< 1 млн. т).

আধুনিক প্রযুক্তির জন্য সবচেয়ে মূল্যবান এবং গুরুত্বপূর্ণ ধাতুগুলির মধ্যে, শুধুমাত্র কয়েকটি পৃথিবীর ভূত্বকের মধ্যে প্রচুর পরিমাণে পাওয়া যায়: অ্যালুমিনিয়াম (8.8%), লোহা (4.65%), ম্যাগনেসিয়াম (2.1%), টাইটানিয়াম (0.63%)।

হালকা ধাতুর আকরিক আমানত সাধারণত অ্যালুমিনিয়াম ধারণকারী আকরিক অন্তর্ভুক্ত; অ্যালুমিনিয়ামের প্রধান সরবরাহকারী হল বক্সাইট, সেইসাথে অ্যালুনাইট, নেফেলাইন এবং বিভিন্ন কাদামাটি। অ লৌহঘটিত ধাতুর আকরিক জমার মধ্যে রয়েছে তামা, সীসা এবং দস্তা, কোবাল্ট, নিকেল, অ্যান্টিমনি। তাদের মধ্যে সবচেয়ে বড় ধাতুর মজুদ দশ থেকে কয়েক মিলিয়ন টন পর্যন্ত পৌঁছায়, আকরিকের মধ্যে ধাতুর স্বাভাবিক সামগ্রী সহ - কয়েক শতাংশ।

নিষ্কাশিত পদার্থের ভর আকরিকের মধ্যে থাকা ধাতুর পরিমাণের চেয়ে বহুগুণ বেশি এবং বেশিরভাগ ক্ষেত্রে প্রাকৃতিক আকরিক থেকে দরকারী উপাদানগুলি সরাসরি আহরণ করা অর্থনৈতিকভাবে লাভজনক নয়।

প্রত্নতাত্ত্বিক খননগুলি ইঙ্গিত দেয় যে ধাতুগুলির সাথে মানুষের পরিচিতি আমাদের থেকে খুব দূরবর্তী সময়ে। এটা বিশ্বাস করা হয় যে প্রথম ব্রোঞ্জ পণ্যগুলি প্রাপ্ত হয়েছিল 3 হাজার বছর খ্রিস্টপূর্বাব্দে তামা এবং টিনের আকরিকের গলিত মিশ্রণের মাধ্যমে। কাঠকয়লা. অনেক পরে, তামার সাথে টিন এবং অন্যান্য ধাতু (অ্যালুমিনিয়াম, বেরিলিয়াম, সিলিকন নিকেল ইত্যাদি) যোগ করে ব্রোঞ্জ তৈরি করা শুরু হয়। বর্তমানে, লোহা, ম্যাঙ্গানিজ এবং নিকেল যুক্ত অ্যালুমিনিয়াম ব্রোঞ্জ (5-12% আল) সবচেয়ে সাধারণ।

বর্তমানে, ধাতুবিদ্যা উৎপাদন অন্যতম অগ্রাধিকার শিল্পজাতীয় অর্থনীতি.

1. অ্যালুমিনিয়ামের বৈশিষ্ট্য

অ্যালুমিনিয়াম প্রথম 1825 সালে ডেনিশ পদার্থবিদ এইচ. ওরস্টেড দ্বারা প্রাপ্ত হয়েছিল। এই উপাদানটির নাম ল্যাটিন অ্যালুমেন থেকে এসেছে, কারণ প্রাচীনকালে অ্যালুম বলা হত, যা কাপড় রঙ করার জন্য ব্যবহৃত হত।

অ্যালুমিনিয়ামের অনেক মূল্যবান বৈশিষ্ট্য রয়েছে: কম ঘনত্ব - প্রায় 2.7 গ্রাম / সেমি 3, উচ্চ তাপ পরিবাহিতা - প্রায় 300 ওয়াট / (মি. কে) এবং 13.8 এর উচ্চ বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা। 10 7 ওহম/মি, ভাল নমনীয়তা এবং পর্যাপ্ত যান্ত্রিক শক্তি।

অ্যালুমিনিয়াম অনেক উপাদান দিয়ে সংকর ধাতু তৈরি করে। গলিত অবস্থায়, অ্যালুমিনিয়াম তরল হয় এবং ছাঁচগুলি ভালভাবে পূরণ করে; কঠিন অবস্থায়, এটি ভালভাবে বিকৃত হয় এবং সহজেই কাটা, সোল্ডার এবং ঢালাই করা যায়।

অক্সিজেনের জন্য অ্যালুমিনিয়ামের সখ্যতা খুব বেশি। এর অক্সিডেশনের সময়, প্রচুর পরিমাণে তাপ নির্গত হয় (~ 1670000 J / mol)। সূক্ষ্মভাবে স্থল অ্যালুমিনিয়াম উত্তপ্ত হলে জ্বলে এবং বাতাসে পুড়ে যায়। অ্যালুমিনিয়াম বাতাসে এবং বায়ুমণ্ডলীয় পরিস্থিতিতে অক্সিজেনের সাথে একত্রিত হয়। এই ক্ষেত্রে, অ্যালুমিনিয়ামকে অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইডের একটি পাতলা (~ 0.0002 মিমি পুরু) ঘন ফিল্ম দিয়ে আচ্ছাদিত করা হয়, যা এটিকে আরও জারণ থেকে রক্ষা করে; অতএব, অ্যালুমিনিয়াম জারা প্রতিরোধী। অ্যালুমিনিয়াম কূপের পৃষ্ঠটি গলিত অবস্থায়ও এই ফিল্মের অক্সিডেশন থেকে রক্ষা করে।

অ্যালুমিনিয়াম সংকর ধাতুগুলির মধ্যে, ডুরালুমিন এবং সিলুমিন সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ।

অ্যালুমিনিয়াম ছাড়াও ডুরালুমিনের সংমিশ্রণে 3.4-4% Cu, 0.5% Mn এবং 0.5% Mg অন্তর্ভুক্ত, 0.8% Fe এবং 0.8% Si এর বেশি নয়। ডুরালুমিন ভালভাবে বিকৃত এবং নিজস্ব উপায়ে যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যস্টিলের কিছু গ্রেডের কাছাকাছি, যদিও এটি স্টিলের চেয়ে 2.7 গুণ হালকা (ডুরালুমিনের ঘনত্ব 2.85 গ্রাম / সেমি 3)।

তাপ চিকিত্সা এবং ঠান্ডা বিকৃতির পরে এই খাদটির যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য বৃদ্ধি পায়। প্রসার্য শক্তি 147-216 MPa থেকে 353-412 MPa, এবং Brinell কঠোরতা 490-588 থেকে 880-980 MPa পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়। এই ক্ষেত্রে, খাদটির আপেক্ষিক প্রসারণ প্রায় পরিবর্তন হয় না এবং বেশ উচ্চ (18-24%) থাকে।

সিলুমিন হল সিলিকন সহ অ্যালুমিনিয়ামের ঢালাই। তারা ভাল ঢালাই গুণাবলী এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য আছে.

নিবন্ধের বিষয়বস্তু

অ্যালুমিনিয়াম শিল্প। 1854 সালে এ. ডেভিল প্রথম ব্যবহারিক পদ্ধতি আবিষ্কার করেন শিল্প উত্পাদনঅ্যালুমিনিয়াম দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধের সময় এবং পরে উৎপাদন বৃদ্ধি বিশেষভাবে দ্রুত ছিল। প্রাথমিক অ্যালুমিনিয়ামের উৎপাদন (সোভিয়েত ইউনিয়নের উৎপাদন ব্যতীত) 1939 সালে মাত্র 620 হাজার টন ছিল, কিন্তু 1943 সালে বেড়ে 1.9 মিলিয়ন টনে উন্নীত হয়। 1956 সাল নাগাদ, সারা বিশ্বে 3.4 মিলিয়ন টন প্রাথমিক অ্যালুমিনিয়াম উত্পাদিত হয়েছিল; 1965 সালে, বিশ্ব অ্যালুমিনিয়াম উত্পাদনের পরিমাণ ছিল 5.4 মিলিয়ন টন, 1980 - 16.1 মিলিয়ন টন, 1990 - 18 মিলিয়ন টন।

অ্যালুমিনিয়াম উৎপাদনের তিনটি প্রধান পর্যায় রয়েছে: আকরিকের খনন এবং প্রক্রিয়াকরণ; আকরিক থেকে বিশুদ্ধ অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড (অ্যালুমিনা) প্রাপ্তি; ইলেক্ট্রোলাইসিস দ্বারা অক্সাইড থেকে অ্যালুমিনিয়াম পুনরুদ্ধার।

আকরিক নিষ্কাশন এবং সমৃদ্ধকরণ।

প্রধান অ্যালুমিনিয়াম আকরিক - বক্সাইট - প্রধানত কোয়ারিগুলিতে খনন করা হয়; বক্সাইটের বৃহত্তম উৎপাদক হল অস্ট্রেলিয়া, গিনি, জ্যামাইকা এবং ব্রাজিল। সাধারণত, আকরিক স্তরটি 20 মিটার পর্যন্ত গভীরতায় একটি কার্যকরী প্ল্যাটফর্ম তৈরি করতে বিস্ফোরিত হয় এবং তারপরে নির্বাচন করা হয়। আকরিক টুকরা চূর্ণ এবং পর্দা এবং শ্রেণীবিভাগ ব্যবহার করে সাজানো হয়. চূর্ণ আকরিক আরও সমৃদ্ধ করা হয় এবং বর্জ্য শিলা (টেইলিং) ফেলে দেওয়া হয়। প্রক্রিয়ার এই পর্যায়ে, ধোয়া এবং স্ক্রীনিং পদ্ধতিগুলি ব্যবহার করা লাভজনক যা আকরিক এবং বর্জ্য শিলার মধ্যে ঘনত্বের পার্থক্যকে একে অপরের থেকে আলাদা করতে ব্যবহার করে। কম ঘন বর্জ্য শিলা ধোয়ার জল দ্বারা বাহিত হয়, এবং ঘনত্ব ঘনত্ব উদ্ভিদের নীচে স্থির হয়।

বায়ার প্রক্রিয়া।

খাঁটি অ্যালুমিনা তৈরির প্রক্রিয়ার মধ্যে রয়েছে কস্টিক সোডা দিয়ে বক্সাইট গরম করা, ফিল্টার করা, অ্যালুমিনা হাইড্রোক্সাইডকে প্রস্রাব করা এবং বিশুদ্ধ অ্যালুমিনাকে বিচ্ছিন্ন করার জন্য ক্যালসিন করা। অনুশীলনে, আকরিককে একটি হালকা ইস্পাত অটোক্লেভে সঠিক পরিমাণে গরম কস্টিক সোডার সাথে মিশ্রিত করা হয় এবং মিশ্রণটি বাষ্প-জ্যাকেটযুক্ত ইস্পাত জাহাজের একটি সিরিজের মাধ্যমে পাম্প করা হয়। 1.4-3.5 MPa এর বাষ্পচাপ জাহাজে 40 মিনিট থেকে কয়েক ঘন্টার জন্য বজায় রাখা হয়, যতক্ষণ না বক্সাইট থেকে অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড একটি সুপারহিটেড তরলে সোডিয়াম অ্যালুমিনেটের দ্রবণে রূপান্তরিত হয়। শীতল হওয়ার পরে, কঠিন অবক্ষেপ তরল থেকে আলাদা হয়ে যায়। তরল ফিল্টার করা হয়; ফলাফল একটি সুপারস্যাচুরেটেড বিশুদ্ধ অ্যালুমিনেট দ্রবণ। এই দ্রবণটি মেটাস্টেবল: অ্যালুমিনেট আয়ন পচে অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রক্সাইড তৈরি করে। দ্রবণে পূর্ববর্তী চক্র থেকে অবশিষ্ট স্ফটিক অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রক্সাইড যোগ করা পচনকে ত্বরান্বিত করে। শুকনো অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড স্ফটিকগুলিকে জল আলাদা করার জন্য ক্যালসাইন করা হয়। ফলস্বরূপ নির্জল অ্যালুমিনা হল-হেরোল্ট প্রক্রিয়ায় ব্যবহারের জন্য উপযুক্ত। অর্থনৈতিক কারণে, শিল্প এই প্রক্রিয়াগুলিকে যতটা সম্ভব অবিচ্ছিন্ন করার প্রবণতা রাখে।

হল-এরু ইলেক্ট্রোলাইসিস।

অ্যালুমিনিয়াম উত্পাদনের চূড়ান্ত পর্যায়ে বেয়ার প্রক্রিয়ায় প্রাপ্ত বিশুদ্ধ অ্যালুমিনা থেকে এর ইলেক্ট্রোলাইটিক হ্রাস জড়িত। অ্যালুমিনিয়াম নিষ্কাশনের এই পদ্ধতিটি এই সত্যের উপর ভিত্তি করে (হল এবং ইরু দ্বারা আবিষ্কৃত) যে যখন অ্যালুমিনা গলিত ক্রায়োলাইটে দ্রবীভূত হয়, তখন দ্রবণটির তড়িৎ বিশ্লেষণের সময় অ্যালুমিনিয়াম নির্গত হয়। একটি সাধারণ হল-হেরোল্ট সেল হল গলিত ক্রিওলাইট 3NaF H AlF 3 (Na 3 AlF 6) - ডবল সোডিয়াম এবং অ্যালুমিনিয়াম ফ্লোরাইডের একটি স্নান, যাতে 3-5% অ্যালুমিনা দ্রবীভূত হয় - গলিত অ্যালুমিনিয়ামের প্যাডে ভাসমান। কার্বন প্লেট চুলার মধ্য দিয়ে চলমান ইস্পাত বারগুলি ক্যাথোডকে শক্তি জোগাতে ব্যবহৃত হয়, যখন গলিত ক্রিওলাইটে নিমজ্জিত স্থগিত কয়লা বারগুলি অ্যানোড হিসাবে কাজ করে। প্রক্রিয়াটির অপারেটিং তাপমাত্রা 950 ডিগ্রি সেলসিয়াসের কাছাকাছি, যা অ্যালুমিনিয়ামের গলে যাওয়া তাপমাত্রার চেয়ে অনেক বেশি। ইলেক্ট্রোলাইসিস বাথের তাপমাত্রা অ্যানোড এবং ক্যাথোড ধাতব রিসিভারের মধ্যে ফাঁক পরিবর্তন করে নিয়ন্ত্রিত হয়, যার উপর গলিত অ্যালুমিনিয়াম জমা হয়। আধুনিক পাত্রে সর্বোত্তম তাপমাত্রা এবং অ্যালুমিনার ঘনত্ব বজায় রাখতে অত্যাধুনিক নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা ব্যবহার করা হয়। অ্যালুমিনিয়াম উৎপাদনে প্রচুর বিদ্যুৎ খরচ হয়, তাই প্রক্রিয়াটির শক্তি দক্ষতা অ্যালুমিনিয়াম শিল্পে একটি বড় সমস্যা। ইলেক্ট্রোড বিক্রিয়া হল অ্যালুমিনিয়ামের অক্সাইড থেকে হ্রাস এবং অ্যানোডগুলিতে কার্বনের অক্সাইড এবং ডাই অক্সাইডে অক্সিডেশন। একটি চুল্লি প্রতিদিন 2.2 টন পর্যন্ত অ্যালুমিনিয়াম উত্পাদন করে। ধাতুটি দিনে একবার (বা কম প্রায়ই) নিষ্কাশন করা হয়, তারপর এটি একটি প্রতিফলিত স্টোরেজ ফার্নেসে ফ্লাক্সড এবং ডিগ্যাস করা হয় এবং ছাঁচে ঢেলে দেওয়া হয়।

নবায়নযোগ্য সোডারবার্গ ইলেক্ট্রোড।

হল-হেরোল্ট কোষে, কার্বন অ্যানোডগুলি 2.5 সেমি/দিন হারে গ্রাস করা হয়, যাতে প্রায়শই নতুন অ্যানোডের প্রয়োজন হয়। উত্পাদনে ঘন ঘন মানুষের হস্তক্ষেপ দূর করার জন্য, একটি পুনর্নবীকরণযোগ্য সোডারবার্গ ইলেক্ট্রোড ব্যবহার করে একটি প্রক্রিয়া তৈরি করা হয়েছিল। সোডারবার্গ অ্যানোড ক্রমাগত তৈরি হয় এবং একটি পেস্ট রিডাকশন চেম্বারে সিন্টার করা হয় - 70% গ্রাউন্ড কোক এবং 30% রজন বাইন্ডারের মিশ্রণ। এই মিশ্রণটি একটি আয়তক্ষেত্রাকার শীট স্টিলের শেলে প্যাক করা হয়, উভয় প্রান্তে খোলা থাকে এবং চুল্লির ভিতরে গলিত স্নানের উপরে উল্লম্বভাবে অবস্থান করে। অ্যানোড খাওয়ার সাথে সাথে শেলের উপরের খোলার সাথে পেস্ট যুক্ত করা হয়। কোক-টার মিশ্রণটি নিচে নেমে উত্তপ্ত হওয়ার সাথে সাথে এটি কর্মক্ষেত্রে পৌঁছানোর আগেই এটি একটি শক্ত কার্বন বারে সিন্ট হয়ে যায়।

অ্যালুমিনিয়াম খরচ।

উত্পাদিত অ্যালুমিনিয়ামের প্রায় 28% পানীয়, খাদ্য প্যাকেজিং এবং সমস্ত ধরণের প্যাকেজিংয়ের জন্য ক্যান তৈরিতে ব্যবহৃত হয়। অন্য 17% ব্যবহার করা হয় যানবাহনবিমান, সামরিক সরঞ্জাম, রেলওয়ে যাত্রীবাহী গাড়ি এবং অটোমোবাইল সহ। প্রায় 16% কাঠামো নির্মাণে ব্যবহৃত হয়। আনুমানিক 8% উচ্চ-ভোল্টেজ পাওয়ার লাইন এবং অন্যান্য বৈদ্যুতিক ডিভাইসে, 7% ফ্রিজ, এয়ার কন্ডিশনার, ওয়াশিং মেশিন এবং আসবাবপত্রের মতো ভোক্তা পণ্যগুলিতে ব্যবহৃত হয়। 6% যান্ত্রিক প্রকৌশল এবং শিল্প সরঞ্জামের প্রয়োজনে ব্যয় করা হয়। ব্যবহূত অ্যালুমিনিয়ামের বাকি অংশ টেলিভিশন অ্যান্টেনা, রঙ্গক এবং রঙ, মহাকাশযান এবং জাহাজ তৈরিতে ব্যবহৃত হয়।

প্রথমবারের মতো, ধাতব অ্যালুমিনিয়াম 1821 সালে জার্মান রসায়নবিদ F. Wöhler দ্বারা রাসায়নিকভাবে প্রাপ্ত হয়েছিল (উষ্ণ করা হলে ধাতব পটাসিয়াম সহ অ্যালুমিনিয়াম ক্লোরাইড থেকে হ্রাস করে)। 1854 সালে, ফরাসি বিজ্ঞানী সেন্ট-ক্লেয়ার ডেভিল সোডিয়ামের সাথে অ্যালুমিনিয়াম-সোডিয়াম ডাবল ক্লোরাইড হ্রাস করে অ্যালুমিনিয়াম উত্পাদনের জন্য একটি ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল পদ্ধতির প্রস্তাব করেছিলেন।

অ্যালুমিনিয়াম উত্পাদন এবং উত্পাদন

ধাতব অ্যালুমিনিয়াম তিনটি পর্যায়ে প্রাপ্ত হয়:

অ্যালুমিনিয়াম আকরিক থেকে অ্যালুমিনা (Al 2 O 3) প্রাপ্ত করা;
অ্যালুমিনা থেকে অ্যালুমিনিয়াম প্রাপ্তি;
অ্যালুমিনিয়াম পরিশোধন।

অ্যালুমিনা হচ্ছে

সমস্ত অ্যালুমিনার প্রায় 95% বক্সাইট আকরিক থেকে পাওয়া যায়।

বক্সাইট(ফরাসি বক্সাইট) (ফ্রান্সের দক্ষিণে বক্স এলাকার নাম অনুসারে) - অ্যালুমিনিয়াম আকরিক, অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড, আয়রন এবং সিলিকনের অক্সাইড, অ্যালুমিনা এবং অ্যালুমিনা-ধারণকারী অবাধ্য উত্পাদনের কাঁচামাল। বাণিজ্যিক বক্সাইটে অ্যালুমিনার পরিমাণ 40% থেকে 60% এবং তারও বেশি। এটি লৌহঘটিত ধাতুবিদ্যায় একটি প্রবাহ হিসাবেও ব্যবহৃত হয়।

ছবি 1 - বক্সাইট আকরিক

সাধারণত, বক্সাইট একটি মাটির, কাদামাটির মতো ভর যা একটি ব্যান্ডেড, পিসোলাইট (মটরের মতো) বা অভিন্ন টেক্সচার থাকতে পারে। স্বাভাবিক আবহাওয়ার পরিস্থিতিতে, ফেল্ডস্পার (খনিজ পদার্থ যা পৃথিবীর অধিকাংশ ভূত্বক তৈরি করে এবং অ্যালুমিনোসিলিকেট হয়) পচে কাদামাটি তৈরি করে, কিন্তু গরম জলবায়ু এবং উচ্চ আর্দ্রতায়, বক্সাইটগুলি তাদের পচনের শেষ পণ্য হতে পারে, কারণ এই ধরনের পরিবেশ অপসারণের পক্ষে থাকে। ক্ষার এবং সিলিকা, বিশেষ করে সাইনাইটস বা গ্যাব্রো থেকে। বক্সাইটগুলি পর্যায়ক্রমে অ্যালুমিনিয়ামে প্রক্রিয়াজাত করা হয়: প্রথমে অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড (অ্যালুমিনা) প্রাপ্ত হয় এবং তারপর ধাতব অ্যালুমিনিয়াম (ক্রিওলাইটের উপস্থিতিতে বৈদ্যুতিকভাবে)।

বক্সাইটের প্রধান অমেধ্য হল Fe 2 O 3 , SiO 2 , TiO 2৷ বক্সাইটের ছোট অমেধ্যগুলির মধ্যে রয়েছে: Na 2 O, K 2 O, CaO, MgO, বিরল মাটির উপাদান, Cr, P, V, F, জৈব।

সাধারণত বক্সাইট শ্রেণীবদ্ধ করা হয়:

রঙ দ্বারা;
প্রধান খনিজ দ্বারা (আরও প্রায়ই তারা মিশ্রিত হয়);
বয়স অনুযায়ী।

প্রধান মানদণ্ড অ্যালুমিনিয়াম আকরিক গুণাবলী হয়:

সিলিকন মডিউল (Msi = Al 2 O 3 /SiO 2 (% wt.))। সিলিকন মডিউল যত বড়, গুণমান তত ভাল (Msi = 7);
Fe 2 O 3 এর পরিপ্রেক্ষিতে আয়রন সামগ্রী। যদি Fe 2 O 3 এর বিষয়বস্তু প্রায় 18 wt. % হয়, তাহলে বক্সাইটকে উচ্চ আয়রন হিসাবে বিবেচনা করা হয়। লোহার পরিমাণ যত বেশি হবে বক্সাইট খনি করা তত কঠিন;
সালফার সামগ্রী। প্রচুর পরিমাণে সালফারের উপস্থিতি বক্সাইটের প্রক্রিয়াকরণকে জটিল করে তোলে;
CO 3 (2-) এর পরিপ্রেক্ষিতে কার্বনেটের বিষয়বস্তু। প্রচুর পরিমাণে কার্বনেটের উপস্থিতি বক্সাইটের প্রক্রিয়াকরণকে জটিল করে তোলে।

বক্সাইট ব্যবহার করা হয়:

অ্যালুমিনা উৎপাদনে;
ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম উপকরণ উত্পাদন;
অবাধ্য উপকরণ উত্পাদন;
ওপেন-হর্থ ইস্পাত গলানোর জন্য একটি প্রবাহ হিসাবে;
গ্যাস শুকানোর জন্য এবং সালফার থেকে তেল পরিষ্কার করার জন্য;
একটি রঞ্জক হিসাবে

আজ অবধি, বক্সাইটের প্রধান সরবরাহকারীরা হল:

অস্ট্রেলিয়া - সেখানে Fe, Au, U, Ni, Co, Cu ইত্যাদির বিশাল আমানত রয়েছে৷ নিজের প্রক্রিয়া করার চেয়ে অস্ট্রেলিয়া থেকে কাঁচামাল কেনা বেশি লাভজনক৷
গিনি-রাশিয়ার একাধিক ক্রয়কৃত আসন রয়েছে।
মধ্য আমেরিকা: গায়ানা, জ্যামাইকা, সুরিমান।
ব্রাজিল।

ইউরোপে, সমস্ত আমানত ক্ষয়প্রাপ্ত হয়। বক্সাইট গ্রীস থেকে সরবরাহ করা হয়, কিন্তু এই কাঁচামাল নিম্নমানের।

চিত্র 2 - বিশ্বে বক্সাইটের মজুদ

নীচে রাশিয়ায় অ্যালুমিনিয়াম আকরিকের প্রধান আমানত রয়েছে।

প্রথম আমানত টিখভিন শহরের কাছে সেন্ট পিটার্সবার্গের কাছে 1914 সালে আবিষ্কৃত হয়েছিল। এই মাঠে 6টি প্ল্যান্ট তৈরি করা হয়েছিল। সবচেয়ে বড় হল Volkhov অ্যালুমিনিয়াম প্ল্যান্ট। আজ পর্যন্ত, Tikhvinskoye ক্ষেত্রটি নিঃশেষ হয়ে গেছে এবং প্রধানত আমদানি করা কাঁচামালের উপর কাজ করে।
1931 সালে, অনন্য Severo-Uralskoye উচ্চ মানের বক্সাইট ডিপোজিট (SUBR) আবিষ্কৃত হয়েছিল। এটি ইউরাল অ্যালুমিনিয়াম প্ল্যান্ট (UAZ) এর 1939 সালে নির্মাণের ভিত্তি হিসাবে কাজ করেছিল। এবং দক্ষিণ ইউরাল বক্সাইট খনি (YUBR) এর ভিত্তিতে বোগোস্লোভস্কি অ্যালুমিনিয়াম স্মেল্টার (BAZ) নির্মিত হয়েছিল।
Severoonezhskoye ক্ষেত্রটি কোলা উপদ্বীপের রাস্তায় অবস্থিত। এটি পরিকল্পনায় রয়েছে, তবে নির্মাণের তারিখ অজানা।
Vislovskoe ডিপোজিট হল কাওলাইট ধরনের একটি বিশুদ্ধ মাটির আমানত। অ্যালুমিনার জন্য ব্যবহার করা হয় না।
টিমানস্কয় ক্ষেত্র (কোমি প্রজাতন্ত্র, ভার্কুটা)। কানাডিয়ানরা এই ক্ষেত্রে আগ্রহী, তাই তারা কারখানা নির্মাণের পরিকল্পনা করছে (কোমি সুয়াল একটি হোল্ডিং কোম্পানি)।

বক্সাইট আকরিক থেকে অ্যালুমিনা প্রাপ্ত করা

যেহেতু অ্যালুমিনিয়াম অ্যামফোটেরিক, অ্যালুমিনা তিনটি উপায়ে উত্পাদিত হয়:

ক্ষারীয়,
অ্যাসিড
ইলেক্ট্রোলাইটিক

সবচেয়ে বিস্তৃত হল ক্ষারীয় পদ্ধতি (K. I. Bayer এর পদ্ধতি, গত শতাব্দীর শেষের দিকে রাশিয়ায় বিকশিত হয়েছিল এবং অল্প পরিমাণে (5-6% পর্যন্ত) সিলিকা সহ উচ্চ-গ্রেডের বক্সাইট প্রক্রিয়াকরণের জন্য ব্যবহৃত হয়েছিল)। তারপর থেকে, এর প্রযুক্তিগত কর্মক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হয়েছে। বায়ার পদ্ধতিতে অ্যালুমিনা উৎপাদনের পরিকল্পনা চিত্র 3-এ দেখানো হয়েছে।

চিত্র 3 - বেয়ার পদ্ধতিতে অ্যালুমিনা পাওয়ার স্কিম

পদ্ধতির সারমর্ম হল যে অ্যালুমিনিয়াম দ্রবণগুলি দ্রুত পচে যায় যখন অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রক্সাইড তাদের মধ্যে প্রবেশ করানো হয় এবং 169-170 °C তাপমাত্রায় নিবিড় মিশ্রণের শর্তে বাষ্পীভবনের পরে পচন থেকে অবশিষ্ট দ্রবণটি আবার বক্সাইটে থাকা অ্যালুমিনাকে দ্রবীভূত করতে পারে। এই পদ্ধতিতে নিম্নলিখিত প্রধান ক্রিয়াকলাপ রয়েছে:

1. বক্সাইট তৈরি করা, যা কলগুলিতে পেষণ ও পিষে থাকে; কলগুলিকে বক্সাইট, কস্টিক ক্ষার এবং অল্প পরিমাণে চুন সরবরাহ করা হয়, যা Al 2 O 3 এর মুক্তিকে উন্নত করে; ফলে সজ্জা leaching জন্য খাওয়ানো হয়;

2. বক্সাইট লিচিং (সম্প্রতি, এখন পর্যন্ত ব্যবহৃত গোল-আকৃতির অটোক্লেভ ব্লকগুলি আংশিকভাবে নলাকার অটোক্লেভ দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়েছে, যেখানে লিচিং 230-250 ° C (500-520 K) তাপমাত্রায় ঘটে, যা এর রাসায়নিক পচন দ্বারা গঠিত একটি জলীয় দ্রবণ ক্ষার সঙ্গে মিথস্ক্রিয়া; অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড হাইড্রেট, যখন ক্ষারের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে, তখন সোডিয়াম অ্যালুমিনেটের আকারে দ্রবণে যায়:

AlOOH+NaOH→NaAlO 2 +H 2 O

Al(OH) 3 +NaOH→NaAlO 2 +2H 2 O;

SiO 2 +2NaOH→Na 2 SiO 3 +H2O;

দ্রবণে, সোডিয়াম অ্যালুমিনেট এবং সোডিয়াম সিলিকেট একটি অদ্রবণীয় সোডিয়াম অ্যালুমিনোসিলিকেট গঠন করে; টাইটানিয়াম এবং আয়রন অক্সাইডগুলি অদ্রবণীয় অবশিষ্টাংশে প্রবেশ করে, অবশিষ্টাংশকে লাল রঙ দেয়; এই অবশিষ্টাংশকে লাল কাদা বলা হয়। দ্রবীভূত হওয়ার পরে, ফলস্বরূপ সোডিয়াম অ্যালুমিনেটকে ক্ষারের জলীয় দ্রবণ দিয়ে মিশ্রিত করা হয় এবং তাপমাত্রা 100 ডিগ্রি সেলসিয়াস কমিয়ে দেয়;

3. লাল কাদা থেকে অ্যালুমিনেট দ্রবণকে আলাদা করা, সাধারণত বিশেষ ঘনে ধোয়ার মাধ্যমে বাহিত হয়; এর ফলস্বরূপ, লাল কাদা স্থির হয়ে যায় এবং অ্যালুমিনেট দ্রবণটি নিষ্কাশন করা হয় এবং তারপর ফিল্টার করা হয় (স্পষ্ট করা হয়)। সীমিত পরিমাণে, স্লাজ ব্যবহার করা হয়, উদাহরণস্বরূপ, সিমেন্টের সংযোজন হিসাবে। বক্সাইটের গ্রেডের উপর নির্ভর করে, 0.6 - 1.0 টন লাল কাদা (শুকনো অবশিষ্টাংশ) উত্পাদিত 1 টন অ্যালুমিনার উপর পড়ে;

4. অ্যালুমিনেট দ্রবণের পচন। এটি ফিল্টার করা হয় এবং বড় পাত্রে অ্যাজিটেটর (ডিকম্পোজার) দিয়ে পাম্প করা হয়। অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড Al(OH) 3 একটি সুপারস্যাচুরেটেড দ্রবণ থেকে 60 ডিগ্রি সেলসিয়াস (330 কে) ঠাণ্ডা হলে এবং ক্রমাগত নাড়তে থাকলে বের করা হয়। যেহেতু এই প্রক্রিয়াটি ধীরে ধীরে এবং অসমভাবে এগিয়ে যায়, এবং এর পরবর্তী প্রক্রিয়াকরণের সময় অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রক্সাইড স্ফটিকগুলির গঠন এবং বৃদ্ধি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, তাই পচনশীল - বীজগুলিতে প্রচুর পরিমাণে কঠিন হাইড্রক্সাইড যোগ করা হয়:

Na 2 O Al 2 O 3 + 4H2O→Al(OH) 3 + 2NaOH;

5. অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রক্সাইডের বরাদ্দ এবং এর শ্রেণীবিভাগ; এটি হাইড্রোসাইক্লোন এবং ভ্যাকুয়াম ফিল্টারে ঘটে, যেখানে Al(OH) 3 কণার 50 - 60% সমন্বিত একটি অবক্ষেপকে অ্যালুমিনেট দ্রবণ থেকে পৃথক করা হয়। হাইড্রক্সাইডের একটি উল্লেখযোগ্য অংশ বীজ উপাদান হিসাবে পচন প্রক্রিয়ায় ফিরে আসে, যা অপরিবর্তিত পরিমাণে সঞ্চালনে থাকে। জল দিয়ে ধোয়ার পরে অবশিষ্টাংশ ক্যালসিনেশনে যায়; পরিস্রাবণটিও সঞ্চালনে ফিরে আসে (বাষ্পীভবনে ঘনত্বের পরে - নতুন বক্সাইট লিচ করার জন্য);

6. অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রক্সাইডের ডিহাইড্রেশন (ক্যালসিনেশন); এটি অ্যালুমিনা উত্পাদনের চূড়ান্ত অপারেশন; এটি টিউবুলার ঘূর্ণনশীল ভাটিতে বাহিত হয় এবং সম্প্রতি 1150 - 1300 ° C তাপমাত্রায় উপাদানের অশান্ত আন্দোলন সহ ভাটিতেও করা হয়; অপরিশোধিত অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রক্সাইড, একটি ঘূর্ণমান ভাটির মধ্য দিয়ে যাওয়া, শুকনো এবং ডিহাইড্রেটেড; যখন উত্তপ্ত হয়, নিম্নলিখিত কাঠামোগত রূপান্তরগুলি ক্রমানুসারে ঘটে:

Al(OH) 3 → AlOOH → γ-Al 2 O 3 → α-Al 2 O 3

200 °C - 950 °C - 1200 °C।

চূড়ান্ত ক্যালসাইন্ড অ্যালুমিনায় থাকে 30 - 50% α-Al2O3 (corundum), বাকিটা γ-Al 2 O 2।

এই পদ্ধতিটি উত্পাদিত সমস্ত অ্যালুমিনার 85 - 87% নিষ্কাশন করে। ফলস্বরূপ অ্যালুমিনা হল একটি শক্তিশালী রাসায়নিক যৌগ যার গলনাঙ্ক 2050 ° C।

ইলেক্ট্রোলাইসিস দ্বারা অ্যালুমিনিয়াম প্রাপ্তি

একটি ক্রিওলাইট-ভিত্তিক দ্রবীভূত অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইডের ইলেক্ট্রোলাইটিক হ্রাস একটি ইলেক্ট্রোলাইটিক কোষে 950-970 °C তাপমাত্রায় সঞ্চালিত হয়। সেলটিতে কার্বন ব্লক দিয়ে রেখাযুক্ত একটি স্নান থাকে, যার নীচে একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহ সরবরাহ করা হয়। নীচে ক্যাথোড হিসাবে পরিবেশন করা তরল অ্যালুমিনিয়াম ইলেক্ট্রোলাইট লবণ গলানোর চেয়ে ভারী, তাই এটি একটি কয়লা বেসে সংগ্রহ করা হয়, যেখান থেকে এটি পর্যায়ক্রমে পাম্প করা হয় (চিত্র 4)। উপরে থেকে, কার্বন অ্যানোডগুলি ইলেক্ট্রোলাইটে নিমজ্জিত হয়, যা অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড থেকে নির্গত অক্সিজেনের বায়ুমণ্ডলে জ্বলে, কার্বন মনোক্সাইড (CO) বা কার্বন ডাই অক্সাইড (CO 2) ছেড়ে দেয়। অনুশীলনে, দুটি ধরণের অ্যানোড ব্যবহার করা হয়:

স্ব-বেকিং জেডারবার্গ অ্যানোড, ব্রিকেটের সমন্বয়ে গঠিত, জেডারবার্গ ভরের তথাকথিত "রুটি" (25 - 35% কয়লা টার পিচ সহ কম ছাই কয়লা), একটি অ্যালুমিনিয়ামের শেলে স্টাফ করা হয়; উচ্চ তাপমাত্রার ক্রিয়াকলাপের অধীনে, অ্যানোড ভর গুলি করা হয় (sintered);
ফায়ার করা, বা "নিরন্তর", বড় কার্বন ব্লক দিয়ে তৈরি অ্যানোড (উদাহরণস্বরূপ, 1900 × 600 × 500 মিমি, প্রায় 1.1 টন ওজনের)।

চিত্র 4 - ইলেক্ট্রোলাইজারের স্কিম

ইলেক্ট্রোলাইজারের বর্তমান শক্তি হল 150,000 A. তারা সিরিজে নেটওয়ার্কের সাথে সংযুক্ত থাকে, অর্থাৎ, একটি সিস্টেম (সিরিজ) পাওয়া যায় - ইলেক্ট্রোলাইজারের একটি দীর্ঘ সারি।

স্নানের অপারেটিং ভোল্টেজ, যা 4 - 5 V, অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড যে ভোল্টেজে পচে যায় তার চেয়ে অনেক বেশি, যেহেতু অপারেশন চলাকালীন সিস্টেমের বিভিন্ন অংশে ভোল্টেজের ক্ষতি অনিবার্য। 1 টন অ্যালুমিনিয়াম প্রাপ্তির পর কাঁচামাল এবং শক্তির ভারসাম্য চিত্র 5 এ দেখানো হয়েছে।

ছবি 5 - 1 টন অ্যালুমিনিয়াম উৎপাদনে কাঁচামাল এবং শক্তির ভারসাম্য

প্রতিক্রিয়া জাহাজে, অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড প্রথমে অ্যালুমিনিয়াম ক্লোরাইডে রূপান্তরিত হয়। তারপর, একটি শক্তভাবে উত্তাপযুক্ত স্নানে, KCl, NaCl-এর গলিত লবণে দ্রবীভূত AlCl 3 এর তড়িৎ বিশ্লেষণ ঘটে। এই প্রক্রিয়ায় নিঃসৃত ক্লোরিন চুষে নেওয়া হয় এবং পুনর্ব্যবহারের জন্য খাওয়ানো হয়; অ্যালুমিনিয়াম ক্যাথোডে জমা হয়।

তরল ক্রায়োলাইট-অ্যালুমিনা গলানোর বিদ্যমান ইলেক্ট্রোলাইসিসের (Al 2 O 3 , Na 3 AlF 6 ক্রায়োলাইটে দ্রবীভূত) উপর এই পদ্ধতির সুবিধাগুলি হল: 30% পর্যন্ত শক্তি সঞ্চয়; অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড ব্যবহার করার সম্ভাবনা, যা ঐতিহ্যগত ইলেক্ট্রোলাইসিসের জন্য উপযুক্ত নয় (উদাহরণস্বরূপ, উচ্চ সিলিকন সামগ্রী সহ Al 2 O 3); সস্তা লবণ দিয়ে ব্যয়বহুল cryolite প্রতিস্থাপন; ফ্লোরাইড নির্গমনের বিপদ দূর করা।

পরিশোধিত অ্যালুমিনিয়াম প্রাপ্তি

অ্যালুমিনিয়ামের জন্য, জলীয় লবণের দ্রবণগুলির পচন দিয়ে ইলেক্ট্রোলাইসিস পরিশোধন করা সম্ভব নয়। যেহেতু কিছু উদ্দেশ্যে শিল্প অ্যালুমিনিয়াম (Al 99.5 - Al 99.8), একটি ক্রিওলাইট-অ্যালুমিনা গলনের ইলেক্ট্রোলাইসিস দ্বারা প্রাপ্ত করার ডিগ্রী অপর্যাপ্ত, এমনকি বিশুদ্ধ অ্যালুমিনিয়াম (Al 99.99 R) শিল্প অ্যালুমিনিয়াম বা ধাতব বর্জ্য থেকে পরিশোধনের মাধ্যমে পাওয়া যায়। . সবচেয়ে বিখ্যাত পরিশোধন পদ্ধতি হল তিন-স্তর তড়িৎ বিশ্লেষণ।

তিন স্তর ইলেক্ট্রোলাইসিস দ্বারা পরিশোধন

একটি ইস্পাত পাত দিয়ে রেখাযুক্ত, প্রত্যক্ষ কারেন্টে কাজ করে (চিত্র 6), পরিশোধন স্নানে কারেন্ট লিড সহ একটি কয়লা চুলা এবং একটি তাপ-অন্তরক ম্যাগনেসাইট আস্তরণ থাকে। একটি ক্রায়োলাইট-অ্যালুমিনা গলানোর তড়িৎ বিশ্লেষণের বিপরীতে, এখানে অ্যানোডটি একটি নিয়ম হিসাবে, গলিত পরিশোধিত ধাতু (নিম্ন অ্যানোড স্তর)। ইলেক্ট্রোলাইট বিশুদ্ধ ফ্লোরাইড বা বেরিয়াম ক্লোরাইড এবং অ্যালুমিনিয়াম এবং সোডিয়াম ফ্লোরাইড (মাঝারি স্তর) এর মিশ্রণ দ্বারা গঠিত। ইলেক্ট্রোলাইটে অ্যানোড স্তর থেকে দ্রবীভূত অ্যালুমিনিয়াম ইলেক্ট্রোলাইটের (উপরের ক্যাথোড স্তর) উপরে নির্গত হয়। খাঁটি ধাতু ক্যাথোড হিসাবে কাজ করে। গ্রাফাইট ইলেক্ট্রোড দ্বারা ক্যাথোড স্তরে কারেন্ট সরবরাহ করা হয়।

চিত্র 6 - অ্যালুমিনিয়াম পরিশোধনের জন্য সামনের চুলা সহ একটি ইলেক্ট্রোলাইটিক কোষের ডায়াগ্রাম (ফুলদা - গিঞ্জবার্গের মতে)

1 - অ্যালুমিনিয়াম গলে; 2 – ইলেক্ট্রোলাইট; 3 - উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি পরিশোধিত অ্যালুমিনিয়াম; 4 – গ্রাফাইট ক্যাথোড; 5 - ম্যাগনেসাইট প্রাচীর; 6 - সামনের শিং; 7 - অন্তরক স্তর; 8 - পার্শ্বীয় নিরোধক; 9 - কয়লা চুলা; 10 – অ্যানোড কন্ডাকটর; 11 - চুলার বিচ্ছিন্নতা; 12 - লোহার বাক্স; 13 - কভার

স্নানটি 750 - 800 ডিগ্রি সেলসিয়াসে কাজ করে, বিশুদ্ধ অ্যালুমিনিয়ামের প্রতি 1 কেজি প্রতি 20 kWh শক্তি খরচ হয়, অর্থাৎ, প্রচলিত অ্যালুমিনিয়াম ইলেক্ট্রোলাইসিসের তুলনায় কিছুটা বেশি।

অ্যানোড ধাতুতে 25-35% Cu থাকে; 7 - 12% Zn; 6 – 9% Si; 5% Fe পর্যন্ত এবং অল্প পরিমাণে ম্যাঙ্গানিজ, নিকেল, সীসা এবং টিন, বাকি (40 - 55%) অ্যালুমিনিয়াম। সমস্ত ভারী ধাতু এবং সিলিকন পরিশোধনের সময় অ্যানোড স্তরে থাকে। ইলেক্ট্রোলাইটে ম্যাগনেসিয়ামের উপস্থিতি ইলেক্ট্রোলাইটের সংমিশ্রণে অবাঞ্ছিত পরিবর্তন বা এর শক্তিশালী স্ল্যাগিংয়ের দিকে নিয়ে যায়। ম্যাগনেসিয়াম অপসারণ করতে, ম্যাগনেসিয়ামযুক্ত স্ল্যাগগুলিকে ফ্লাক্স বা গ্যাসীয় ক্লোরিন দিয়ে চিকিত্সা করা হয়।

পরিশোধনের ফলে, বিশুদ্ধ অ্যালুমিনিয়াম (99.99%) এবং পৃথকীকরণ পণ্য (জিগার পণ্য) প্রাপ্ত হয়, যার মধ্যে ভারী ধাতু এবং সিলিকন থাকে এবং একটি ক্ষারীয় দ্রবণ এবং একটি স্ফটিক অবশিষ্টাংশের আকারে বিচ্ছিন্ন হয়। ক্ষারীয় দ্রবণ একটি বর্জ্য, এবং কঠিন অবশিষ্টাংশ নিষ্ক্রিয়করণের জন্য ব্যবহৃত হয়।

পরিশোধিত অ্যালুমিনিয়ামের সাধারণত নিম্নলিখিত রচনা থাকে, %: Fe 0.0005 - 0.002; Si 0.002 - 0.005; Cu 0.0005 - 0.002; Zn 0.0005 - 0.002; এমজি ট্রেস; আল বিশ্রাম.

পরিশোধিত অ্যালুমিনিয়াম নির্দিষ্ট কম্পোজিশনে একটি আধা-সমাপ্ত পণ্যে প্রক্রিয়াজাত করা হয় বা ম্যাগনেসিয়াম দিয়ে মিশ্রিত করা হয় (সারণী 1)।

টেবিল 1 - ডিআইএন 1712 অনুযায়ী উচ্চ বিশুদ্ধতা অ্যালুমিনিয়াম এবং প্রাথমিক অ্যালুমিনিয়ামের রাসায়নিক গঠন, শীট 1

		অনুমোদিত অমেধ্য *,%
			সহ

* যতদূর সম্ভব গবেষণার প্রচলিত পদ্ধতি দ্বারা নির্ধারণ করা।

** বৈদ্যুতিক প্রকৌশলের জন্য বিশুদ্ধ অ্যালুমিনিয়াম (অ্যালুমিনিয়াম কন্ডাক্টর) প্রাথমিক অ্যালুমিনিয়াম 99.5 আকারে সরবরাহ করা হয় যাতে 0.03% (Ti + Cr + V + Mn) এর বেশি নয়; এই ক্ষেত্রে E-A1 হিসাবে মনোনীত, উপাদান নম্বর 3.0256। অন্যথায় VDE-0202 মেনে চলে।

অর্গানোঅ্যালুমিনিয়াম জটিল যৌগ এবং জোন গলানোর দ্বারা পরিশোধন

উচ্চতর বিশুদ্ধতা গ্রেড A1 99.99 R এর অ্যালুমিনিয়াম একটি ইলেক্ট্রোলাইট হিসাবে অ্যালুমিনিয়ামের জটিল অর্গানোঅ্যালুমিনিয়াম যৌগ ব্যবহার করে বিশুদ্ধ বা বাণিজ্যিকভাবে বিশুদ্ধ অ্যালুমিনিয়ামের ইলেক্ট্রোলাইসিস পরিশোধন করে প্রাপ্ত করা যেতে পারে। ইলেক্ট্রোলাইসিসটি কঠিন অ্যালুমিনিয়াম ইলেক্ট্রোডের মধ্যে প্রায় 1000°C তাপমাত্রায় সঞ্চালিত হয় এবং তা তামার পরিশোধন ইলেক্ট্রোলাইসিসের মতই। ইলেক্ট্রোলাইটের প্রকৃতি বায়ু ছাড়া এবং কম বর্তমান ঘনত্বে কাজ করার প্রয়োজনীয়তা নির্দেশ করে।

এই ধরনের রিফাইনিং ইলেক্ট্রোলাইসিস, প্রথমে শুধুমাত্র একটি পরীক্ষাগার স্কেলে ব্যবহৃত হয়, ইতিমধ্যে একটি ছোট শিল্প স্কেলে বাহিত হয় - প্রতি বছর কয়েক টন ধাতু উত্পাদিত হয়। ফলস্বরূপ ধাতুর পরিশোধনের নামমাত্র ডিগ্রী হল 99.999 -99.9999%। এই বিশুদ্ধতার ধাতুর জন্য প্রয়োগের সম্ভাব্য ক্ষেত্রগুলি হল ক্রায়োজেনিক বৈদ্যুতিক প্রকৌশল এবং ইলেকট্রনিক্স।

ইলেক্ট্রোপ্লেটিংয়ে বিবেচিত পরিশোধন পদ্ধতি ব্যবহার করা সম্ভব।

এমনকি উচ্চতর বিশুদ্ধতা - নামমাত্র A1 99.99999 পর্যন্ত - ধাতুর পরবর্তী জোন গলানোর দ্বারা প্রাপ্ত করা যেতে পারে। একটি আধা-সমাপ্ত পণ্য, শীট বা তারের মধ্যে উচ্চ-বিশুদ্ধতা অ্যালুমিনিয়াম প্রক্রিয়াকরণ করার সময়, ধাতুর কম পুনঃস্থাপন তাপমাত্রার কারণে বিশেষ সতর্কতা অবলম্বন করা প্রয়োজন। পরিশোধিত ধাতুটির একটি উল্লেখযোগ্য বৈশিষ্ট্য হল ক্রায়োজেনিক তাপমাত্রার অঞ্চলে এর উচ্চ বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা।

বৈশিষ্ট্য

অ্যালুমিনিয়াম হল D. I. Mendeleev-এর রাসায়নিক উপাদানগুলির পর্যায়ক্রমিক পদ্ধতির তৃতীয় পর্বের তৃতীয় গ্রুপের প্রধান উপগোষ্ঠীর একটি উপাদান। পারমাণবিক সংখ্যা 13. প্রতীক Al (lat. অ্যালুমিনিয়াম) দ্বারা চিহ্নিত। হালকা ধাতু গ্রুপের অন্তর্গত।

পৃথিবীর ভূত্বকের মধ্যে সবচেয়ে সাধারণ ধাতু এবং তৃতীয় সর্বাধিক সাধারণ রাসায়নিক উপাদান (অক্সিজেন এবং সিলিকনের পরে)। পৃথিবীর ভূত্বকের মধ্যে অ্যালুমিনিয়াম উপাদানের শতাংশ, বিভিন্ন গবেষকদের মতে, পৃথিবীর ভূত্বকের ভরের 7.45 থেকে 8.14% পর্যন্ত।

অ্যালুমিনিয়াম ধারণকারী সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ খনিজগুলি হল:

কোরান্ডাম - আল 2 ও 3

ডায়াস্পোর (বোহেমাইট)-আলওহ

স্পিনেল - Al 2 O 3 MgO

গিবসাইট -আল(ওএইচ) ৩

কায়ানাইট (অ্যান্ডালুসাইট, সিলিমোনাইট) - আল 2 ও 3 সিও 2

Kaolin - Al 2 O 3 2SiO 2 2H 2 O

প্রধান অ্যালুমিনিয়াম আকরিক হল বক্সাইট, নেফেলাইন, অ্যালুনাইট, কাওলিন এবং কায়ানাইট। বাণিজ্যিক বক্সাইটে অ্যালুমিনার পরিমাণ 40% থেকে 60% এবং তারও বেশি। এটি লৌহঘটিত ধাতুবিদ্যায় একটি প্রবাহ হিসাবেও ব্যবহৃত হয়। আমাদের দেশে বৃহৎ বক্সাইট জমার মধ্যে রয়েছে তিখভিনস্কয় (লেনিনগ্রাদ অঞ্চল), সেভেরো-উরালসকোয়ে (সভারডলভস্ক অঞ্চল), ইউঝনৌরালস্কয় (চেলিয়াবিনস্ক অঞ্চল), তুরগাই এবং ক্রাসনুকট্যাব্রস্কয় (কোস্তানয় অঞ্চল)।

ভৌত বৈশিষ্ট্য

রূপালী-সাদা ধাতু, হালকা,

ঘনত্ব - 2.7 গ্রাম / সেমি³,

প্রযুক্তিগত অ্যালুমিনিয়ামের গলনাঙ্ক - 658 °C, উচ্চ-বিশুদ্ধ অ্যালুমিনিয়ামের জন্য - 660 °C

ফিউশনের নির্দিষ্ট তাপ - 390 kJ/kg,

স্ফুটনাঙ্ক - 2500 °C

ব্রিনেল কঠোরতা - 24…32 kgf/mm²,

উচ্চ প্লাস্টিকতা: প্রযুক্তিগত - 35%, পরিষ্কার - 50%, একটি পাতলা শীট এবং এমনকি ফয়েল মধ্যে ঘূর্ণিত

ইয়াং এর মডুলাস - 70 জিপিএ।

অ্যালুমিনিয়ামের উচ্চ বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা (0.0265 μOhm m) এবং তাপ পরিবাহিতা (1.24 × 10−3 W/(m K)), তামার বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা 65%, এবং উচ্চ আলোর প্রতিফলন রয়েছে।

দুর্বল প্যারাম্যাগনেট

অ্যালুমিনিয়াম প্রায় সমস্ত ধাতুর সাথে খাদ তৈরি করে। অ্যালয়গুলিতে, অ্যালুমিনিয়াম তার বৈশিষ্ট্যগুলি ধরে রাখে। গলিত অবস্থায়, অ্যালুমিনিয়াম তরল হয় এবং ছাঁচগুলি ভালভাবে পূরণ করে; কঠিন অবস্থায়, এটি ভালভাবে বিকৃত হয় এবং সহজেই কাটা, সোল্ডার এবং ঢালাই করা যায়। তামা এবং ম্যাগনেসিয়াম (ডুরালুমিন) এবং সিলিকন (সিলুমিন) সহ সবচেয়ে বিখ্যাত সংকর ধাতুগুলি

অক্সিজেনের জন্য অ্যালুমিনিয়ামের সখ্যতা খুব বেশি। এর অক্সিডেশনের সময়, প্রচুর পরিমাণে তাপ নির্গত হয় (~ 1670000 J / mol)। সূক্ষ্মভাবে স্থল অ্যালুমিনিয়াম উত্তপ্ত হলে জ্বলে এবং বাতাসে পুড়ে যায়। অ্যালুমিনিয়াম বাতাসে এবং বায়ুমণ্ডলীয় পরিস্থিতিতে অক্সিজেনের সাথে একত্রিত হয়। এই ক্ষেত্রে, অ্যালুমিনিয়ামকে অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইডের একটি পাতলা (~ 0.0002 মিমি পুরু) ঘন ফিল্ম দিয়ে আচ্ছাদিত করা হয়, যা এটিকে আরও জারণ থেকে রক্ষা করে; অতএব, অ্যালুমিনিয়াম জারা প্রতিরোধী। অ্যালুমিনিয়ামের পৃষ্ঠটি গলিত অবস্থায়ও এই ফিল্ম দ্বারা অক্সিডেশন থেকে ভালভাবে সুরক্ষিত।

উৎপাদন

অ্যালুমিনিয়াম উৎপাদনের প্রধান আধুনিক পদ্ধতি হল ইলেক্ট্রোলাইটিক পদ্ধতি, যা দুটি পর্যায় নিয়ে গঠিত। প্রথমটি আকরিক কাঁচামাল থেকে অ্যালুমিনা (Al 2 O 3) উত্পাদন এবং দ্বিতীয়টি ইলেক্ট্রোলাইসিস দ্বারা অ্যালুমিনা থেকে তরল অ্যালুমিনিয়াম উত্পাদন।

বায়ার পদ্ধতি

বায়ার পদ্ধতি - বক্সাইট থেকে অ্যালুমিনা আহরণের একটি পদ্ধতি - লিচিংয়ের উপর ভিত্তি করে, যার উদ্দেশ্য হল বক্সাইটে থাকা অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড Al 2 O 3 দ্রবীভূত করা, অবশিষ্ট বক্সাইট উপাদানগুলির স্থানান্তর এড়ানো (SiO 2, Fe 2 O 3) , ইত্যাদি) সমাধানে। পদ্ধতিটি একটি বিপরীত রাসায়নিক বিক্রিয়ার উপর ভিত্তি করে:

আল 2 ও 3 n H 2 O + 2NaOH \u003d Na 2 O Al 2 O 3 + (n + 1) H 2 O

প্রতিক্রিয়াটি ডানদিকে অগ্রসর হলে, সোডিয়াম অ্যালুমিনেট আকারে অ্যালুমিনা দ্রবণে চলে যায় এবং প্রতিক্রিয়ার বিপরীত কোর্সের সময়, ফলে হাইড্রেটেড Al 2 O 3 অবক্ষয় হয়।

1. লিচিং এর জন্য বক্সাইট প্রস্তুত করা।বক্সাইট চূর্ণ করা হয় এবং 0.05-0.15 মিমি ভগ্নাংশে যোগ করা ক্ষার এবং NaOH ক্ষার সঞ্চালন দ্রবণের মাধ্যমে, লিচিং সক্রিয় করতে সামান্য চুনও যোগ করা হয়।

2. লিচিংবক্সাইট, এটি ক্ষারের জলীয় দ্রবণের সাথে মিথস্ক্রিয়া থেকে রাসায়নিক পচন নিয়ে গঠিত; অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড হাইড্রেট, যখন ক্ষারের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে, তখন সোডিয়াম অ্যালুমিনেটের আকারে দ্রবণে যায়:

AlOOH + NaOH → NaAlO 2 + H2O

Al (OH) 3 + NaOH → NaAlO 2 + 2H 2 O;

SiO 2 + 2NaOH → Na 2 SiO 3 + H 2 O;

লিচিং অটোক্লেভগুলিতে বাহিত হয় - চাপযুক্ত জাহাজ। পণ্যটি হল একটি অটোক্লেভ স্লারি যাতে একটি অ্যালুমিনেট দ্রবণ (Na 2 O · Al 2 O 3 ধারণ করে) এবং স্লাজ (একটি পলল যার মধ্যে অবশিষ্ট বক্সাইট অমেধ্য জমা হয়)।

3. লাল কাদা থেকে অ্যালুমিনেট দ্রবণ আলাদা করাসাধারণত বিশেষ thickeners মধ্যে ধোয়া দ্বারা বাহিত; এর ফলস্বরূপ, লাল কাদা স্থির হয়ে যায়, এবং অ্যালুমিনেট দ্রবণটি নিষ্কাশন করা হয় এবং তারপরে ফিল্টার করা হয় (স্পষ্ট করা হয়) ফলে লাল কাদা (Fe 2 O 3 কণা দ্বারা রঙিন) ডাম্পে যায়, স্লাজে থাকে, %: Al 2 O 3 12-18, SiO 2 6-11, Fe 2 O 3 44-50, CaO 8-13।

4. অ্যালুমিনেট দ্রবণের পচন, যাকে পচন বা মোচড়ও বলা হয়, আল 2 O 3 আকারে অ্যালুমিনিয়ামকে দ্রবণ থেকে অবক্ষেপে স্থানান্তর করার জন্য সঞ্চালিত হয়। 3 H 2 O, যার জন্য উপরের লিচিং প্রতিক্রিয়াটি বাম দিকে দেওয়া হয়, আল 2 O 3 গঠনের দিকে। 3 H 2 O. এই প্রতিক্রিয়াটি বাম দিকে এগিয়ে যাওয়ার জন্য, চাপ কমাতে হবে (বায়ুমণ্ডলের দিকে), দ্রবণকে পাতলা এবং ঠান্ডা করতে হবে, পর্যাপ্ত পরিমাণে বড় স্ফটিক পেতে বীজ (ছোট অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রক্সাইড স্ফটিক) প্রবর্তন করতে হবে এবং এতে সজ্জা দিতে হবে। আল 2 ও 3 এর 3 H 2 O 50-90 ঘন্টা ধরে নাড়ুন। যেহেতু এই প্রক্রিয়াটি ধীর এবং অসম, এবং অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড স্ফটিকের গঠন এবং বৃদ্ধি এটির পরবর্তী প্রক্রিয়াকরণে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, তাই পচনকারী - বীজগুলিতে প্রচুর পরিমাণে কঠিন হাইড্রক্সাইড যোগ করা হয়:

Na 2 O Al 2 O 3 + 4H 2 O → Al(OH) 3 + 2NaOH;

5. দ্রবণ থেকে অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রক্সাইড স্ফটিক আলাদা করা এবং আকার অনুসারে স্ফটিকগুলির শ্রেণীবিভাগ।পচনের পরে, সজ্জা ঘনকগুলিতে প্রবেশ করে, যেখানে হাইড্রক্সাইড দ্রবণ থেকে আলাদা হয়। হাইড্রোসপ্যারেটরগুলিতে প্রাপ্ত হাইড্রোক্সাইডকে 40-100 মাইক্রন কণার আকার এবং একটি সূক্ষ্ম ভগ্নাংশ (একটি আকার সহ) ভগ্নাংশে ভাগ করা হয়< 40 мкм), которую используют в качестве затравки при декомпозиции. Крупную фракцию промывают, фильтруют и направляют на кальцинацию.

6. অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রক্সাইডের ডিহাইড্রেশন (ক্যালসিনেশন); এটি অ্যালুমিনা উত্পাদনের চূড়ান্ত অপারেশন; এটি টিউবুলার ঘূর্ণনশীল ভাটিতে বাহিত হয় এবং সম্প্রতি 1150-1300 °C তাপমাত্রায় উপাদানের অশান্ত চলাচল সহ ভাটিতেও করা হয়; অপরিশোধিত অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড, একটি ঘূর্ণমান ভাটির মধ্য দিয়ে যাওয়া, শুকনো এবং ডিহাইড্রেটেড, একটি ঘূর্ণমান ভাটির মধ্য দিয়ে যাওয়া, শুকনো এবং ডিহাইড্রেটেড; যখন উত্তপ্ত হয়, নিম্নলিখিত কাঠামোগত রূপান্তরগুলি ক্রমানুসারে ঘটে:

Al(OH) 3 → AlOOH→ γ-Al 2 O → α-Al 2 O 3

চূড়ান্ত ক্যালসাইন্ড অ্যালুমিনায় থাকে 30-50% α-Al 2 O 3 (corundum), বাকিটা γ-Al 2 O 3।

বর্ণিত বেয়ার পদ্ধতি ব্যবহার করে অ্যালুমিনা নিষ্কাশন প্রায় 87%। 1 টন অ্যালুমিনা, 2.0-2.5 টন বক্সাইট, 70-90 কেজি NaOH, প্রায় 120 কেজি চুন, 7-9 টন বাষ্প, 160-180 কেজি জ্বালানী তেল (প্রচলিত জ্বালানীর পরিপ্রেক্ষিতে) উৎপাদনের জন্য এবং প্রায় 280 কিলোওয়াট খরচ হয়।

রাশিয়ান ফেডারেশনের শিক্ষা ও বিজ্ঞান মন্ত্রণালয়

শিক্ষার জন্য ফেডারেল এজেন্সি

ম্যাগনিটোগর্স্ক স্টেট টেকনিক্যাল ইউনিভার্সিটি

তাদের নোসোভা

লৌহঘটিত ধাতুবিদ্যা বিভাগ

শৃঙ্খলার বিমূর্ত "ধাতুবিদ্যার ইতিহাস"

ধাতুবিদ্যা অ্যালুমিনিয়াম

টীকা

ভূমিকা

1. অ্যালুমিনিয়ামের বৈশিষ্ট্য

2. অ্যালুমিনিয়াম প্রয়োগ

3. কাঁচামাল

4. অ্যালুমিনা উত্পাদন

5. অ্যালুমিনিয়ামের ইলেক্ট্রোলাইটিক উত্পাদন

6. অ্যালুমিনিয়াম পরিশোধন

উপসংহার

ব্যবহৃত সাহিত্যের তালিকা

ভূমিকা

"ধাতুবিদ্যা" শব্দটি গ্রীক থেকে এসেছে:

metalleuо - আমি খনন করি, আমি মাটি থেকে খনন করি;

metallurgeo - আমি খনি আকরিক, প্রক্রিয়া ধাতু;

metallon - খনি, ধাতু।

বিশ্ব অনুশীলনে, লৌহঘটিত ধাতুগুলির একটি বিভাজন রয়েছে (এর উপর ভিত্তি করে লোহা এবং সংকর ধাতুগুলি) এবং বাকি সমস্ত - অ লৌহঘটিত (নন-ফেরাসমেটাল, ইংরেজি; নিচটি-সেনমেটালে, জার্মান) বা অ লৌহঘটিত ধাতু। ধাতুবিদ্যা প্রায়ই লৌহঘটিত এবং অলৌহঘটিত মধ্যে বিভক্ত করা হয়. বর্তমানে, লৌহঘটিত ধাতু বিশ্বের উত্পাদিত সমস্ত ধাতব পণ্যের প্রায় 95% জন্য দায়ী।

প্রত্নতাত্ত্বিক খননগুলি ইঙ্গিত দেয় যে ধাতুগুলির সাথে মানুষের পরিচিতি আমাদের থেকে খুব দূরবর্তী সময়ে। এটা বিশ্বাস করা হয় যে প্রথম ব্রোঞ্জ আইটেমগুলি 3000 খ্রিস্টপূর্বাব্দে কাঠকয়লার সাথে তামা এবং টিনের আকরিকের গলিত মিশ্রণের মাধ্যমে প্রাপ্ত হয়েছিল। অনেক পরে, তামার সাথে টিন এবং অন্যান্য ধাতু (অ্যালুমিনিয়াম, বেরিলিয়াম, সিলিকন নিকেল ইত্যাদি) যোগ করে ব্রোঞ্জ তৈরি করা শুরু হয়। বর্তমানে, লোহা, ম্যাঙ্গানিজ এবং নিকেল যুক্ত অ্যালুমিনিয়াম ব্রোঞ্জ (5-12% আল) সবচেয়ে সাধারণ।

বর্তমানে, ধাতুবিদ্যা উৎপাদন জাতীয় অর্থনীতির অগ্রাধিকার খাতগুলির মধ্যে একটি।

1. অ্যালুমিনিয়ামের বৈশিষ্ট্য

অ্যালুমিনিয়াম ছাড়াও ডুরালুমিনের সংমিশ্রণে 3.4-4% Cu, 0.5% Mn এবং 0.5% Mg অন্তর্ভুক্ত, 0.8% Fe এবং 0.8% Si এর বেশি নয়। ডুরালুমিন ভালভাবে বিকৃত এবং এর যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যে, কিছু গ্রেডের ইস্পাতের কাছাকাছি, যদিও এটি ইস্পাতের তুলনায় 2.7 গুণ হালকা (ডুরালুমিনের ঘনত্ব 2.85 গ্রাম/সেমি 3)।

2. অ্যালুমিনিয়াম অ্যাপ্লিকেশন

অ্যালুমিনিয়াম এবং সংকর ধাতুগুলি বিমান চালনা, পরিবহন, ধাতুবিদ্যা, সহ অনেক শিল্পে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় খাদ্য শিল্পএবং অন্যান্য। অ্যালুমিনিয়াম এবং এর সংকর ধাতুগুলি বিমানের বডি, ইঞ্জিন, সিলিন্ডার ব্লক, গিয়ারবক্স, পাম্প এবং বিমান চলাচল, স্বয়ংচালিত এবং ট্র্যাক্টর শিল্পের অন্যান্য অংশ, সেইসাথে রাসায়নিক পণ্য সংরক্ষণের জন্য জাহাজ তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। অ্যালুমিনিয়াম ব্যাপকভাবে দৈনন্দিন জীবনে ব্যবহৃত হয়, খাদ্য শিল্প, পারমাণবিক শক্তি এবং মহাকাশযান অ্যালুমিনিয়াম এবং এর মিশ্রণ দিয়ে তৈরি।

অক্সিজেনের জন্য অ্যালুমিনিয়ামের উচ্চ রাসায়নিক সখ্যতার কারণে, এটি ধাতুবিদ্যায় একটি ডিঅক্সিডাইজার হিসাবে ব্যবহৃত হয় এবং তথাকথিত অ্যালুমিনোথার্মিক প্রক্রিয়া ব্যবহার করে ধাতুগুলি (ক্যালসিয়াম, লিথিয়াম, ইত্যাদি) পুনরুদ্ধার করা কঠিন।

বিশ্বে মোট ধাতু উৎপাদনের পরিপ্রেক্ষিতে অ্যালুমিনিয়াম লোহার পরে দ্বিতীয় স্থানে রয়েছে। ,

3. কাচামাল

অ্যালুমিনিয়াম আকরিক। উচ্চ রাসায়নিক কার্যকলাপের কারণে, অ্যালুমিনিয়াম শুধুমাত্র আবদ্ধ আকারে প্রকৃতিতে দেখা যায়: কোরান্ডাম আল 2 ও 3, গিবসাইট আল 2 ও 3। 3H 2 O, boehmite Al 2 O 3 . H 2 O, kyanite 3Al 2 O 3, 2SiO 2, nepheline (Na, K) 2 O. আল 2 ও 3। 2SiO 2, kaolinite Al 2 O 3, 2SiO 2। 2H 2 O এবং অন্যান্য। বর্তমানে ব্যবহৃত প্রধান অ্যালুমিনিয়াম আকরিক হল বক্সাইট, সেইসাথে নেফেলাইন এবং অ্যালুনাইট।

বক্সাইট বক্সাইটে অ্যালুমিনিয়াম পাওয়া যায় প্রধানত অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড (গিবসাইট, বোহেমাইট ইত্যাদি), কোরান্ডাম এবং কেওলিন্থের আকারে। বক্সাইটের রাসায়নিক গঠন বেশ জটিল। এগুলিতে প্রায়শই 40 টিরও বেশি রাসায়নিক উপাদান থাকে। তাদের মধ্যে অ্যালুমিনার উপাদান 35-60%, সিলিকা 2-20%, অক্সাইড Fe 2 O 3 2-40%, টাইটানিয়াম অক্সাইড 0.01-10%। একটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্যবক্সাইট হল ওজন দ্বারা তাদের Al 2 O 3 থেকে SiO 2 এর সামগ্রীর অনুপাত - তথাকথিত সিলিকন মডিউল।

আমাদের দেশে বৃহৎ বক্সাইট জমার মধ্যে রয়েছে তিখভিনস্কয় (লেনিনগ্রাদ অঞ্চল), সেভেরোরালসকোয়ে (সভারডলভস্ক অঞ্চল), ইউঝনৌরালসকোয়ে (চেলিয়াবিনস্ক অঞ্চল), তুরগাই এবং ক্রাসনুকট্যাব্রস্কয় (কোস্তানয় অঞ্চল)।

নেফেলাইনগুলি নেফেলাইন সাইনাইটস এবং urtites এর অংশ। কোলা উপদ্বীপে urtites এর একটি বড় আমানত অবস্থিত। urtite এর প্রধান উপাদানগুলি হল নেফেলিন এবং এপাটাইট 3Ca 3 (PO 4) 2। CaF2। তারা নেফেলিন এপাটাইট ঘনত্বের মুক্তির সাথে ফ্লোটেশন সমৃদ্ধির শিকার হয়। অ্যাপাটাইট ঘনীভূত ফসফেট সার প্রস্তুত করতে ব্যবহৃত হয়, যখন অ্যালুমিনা তৈরিতে নেফেলিন ঘনীভূত ব্যবহার করা হয়। নেফেলিন ঘনত্বে রয়েছে, %: 20-30 Al 2 O 3 , 42-44 SiO 2 , 13-14 Na 2 O, 6-7 K 2 O, 3-4 Fe 2 O 3 এবং 2-3 CaO।

অ্যালুনাইট হল মৌলিক অ্যালুমিনিয়াম সালফেট এবং পটাসিয়াম (বা সোডিয়াম) K 2 SO 4। আল 2 (SO 4) 3। 4 আল(OH) 3। তাদের মধ্যে Al 2 O 3 এর সামগ্রী কম (20-22%), তবে এগুলিতে অন্যান্য মূল্যবান উপাদান রয়েছে: সালফিউরিক অ্যানহাইড্রাইড SO 3 (~ 20%) এবং ক্ষার Na 2 O, K 2 O (4-5%)। সুতরাং, তারা, নেফেলিনের মতো, জটিল কাঁচামাল।

অন্যান্য কাঁচামাল। অ্যালুমিনার উৎপাদনে, ক্ষার NaOH ব্যবহার করা হয়, কখনও কখনও চুনাপাথর CaCO 3, অ্যালুমিনার তড়িৎ বিশ্লেষণে, ক্রায়োলাইট Na 3 AlF 6 (3NaF। AlF 3) এবং সামান্য অ্যালুমিনিয়াম ফ্লোরাইড AlF 3, সেইসাথে CaF 2 এবং MgF 2।