Dekor

Metallurgiyada alyuminiy qanday ishlab chiqariladi? Sanoat darajasidagi alyuminiy ishlab chiqarish

Rossiya Federatsiyasi Ta'lim va fan vazirligi

Federal ta'lim agentligi

Magnitogorsk davlat texnika universiteti

ular. Nosova

Qora metallurgiya kafedrasi

“Metallurgiya tarixi” fanidan referat.

METALLURGIYA ALyuminiy

izoh

"Alyuminiy metallurgiya" mavzusi ko'rib chiqiladi, bu metallning asosiy xususiyatlari tavsiflanadi. Alyuminiyning kashf etilishi tarixi, uni ishlab chiqarishning mumkin bo'lgan usullari va turli sohalarda qo'llanilishi qisqacha tavsiflanadi.

Kirish

1. Alyuminiyning xossalari

2. Alyuminiyning qo'llanilishi

3. Xom ashyo

4. Alumina ishlab chiqarish

5. Alyuminiyning elektrolitik ishlab chiqarilishi

6. Alyuminiyni qayta ishlash

Xulosa

Foydalanilgan adabiyotlar ro'yxati

Kirish

"Metallurgiya" so'zi yunoncha:

metalleuo - qazaman, yerdan qazaman;

metallurge - men ruda qazaman, metallarni qayta ishlayman;

metallon - kon, metall.

Bu so'z fan-texnika sohasini bildiradi, u yerdan qazib olingan rudalarni qayta ishlash, metallar va qotishmalar olish, ularga ma'lum xususiyatlarni berishni qamrab oladi.

Qadimda, oʻrta asrlarda va nisbatan yaqinda M.V.Lomonosov davrigacha 7 ta metal (oltin, kumush, mis, qalay, qoʻrgʻoshin, temir, simob) borligiga ishonilgan.

1814 yilda shved kimyogari J. Berzelius kamdan-kam istisnolardan tashqari, butun dunyo tomonidan qo'llaniladigan alifbo belgilaridan foydalanishni taklif qildi.

Bugungi kunda fanga 80 dan ortiq metallar ma'lum bo'lib, ularning aksariyati texnologiyada qo'llaniladi.

Jahon amaliyotida metallarning qora (temir va uning asosidagi qotishmalar) va qolganlari - rangli (rangli metallar, ingliz; Nichtei-senmetalle, nemis) yoki rangli metallarga bo'linishi mavjud. Metallurgiya ko'pincha qora va rangli bo'linadi. Hozirgi vaqtda qora metallar dunyoda ishlab chiqarilgan barcha metall mahsulotlarining qariyb 95% ni tashkil qiladi.

Texnologiyada shartli tasnif ham qabul qilinadi, unga ko'ra rangli metallar "engil" (alyuminiy, magniy), "og'ir" (mis, qo'rg'oshin va boshqalar), o'tga chidamli (volfram, molibden va boshqalar) ga bo'linadi. , olijanob (oltin, platina va boshqalar) va boshqalar), nodir metallar.

Qora va rangli metallardan foydalangan holda ishlab chiqarilgan mahsulotlar ulushi bugungi kunda davlat yalpi milliy mahsulotining 72-74 foizini tashkil qiladi. Aytish mumkinki, metallar XXI asrda. asosiy konstruktiv materiallar bo'lib qoladi, chunki ularning xususiyatlari, ishlab chiqarish samaradorligi va iste'moli qo'llanilishining aksariyat sohalarida tengsizdir.

Iste'mol qilinadigan ~800 million tonna metallarning ~750 million tonnasi po'lat, 20-22 million tonnasi alyuminiy, 8-10 million tonnasi mis, 5-6 million tonnasi rux, 4-5 million tonnasi qo'rg'oshin (qolganlari) -< 1 млн. т).

Zamonaviy texnologiya uchun eng qimmatli va muhim metallardan faqat bir nechtasi er qobig'ida ko'p miqdorda topilgan: alyuminiy (8,8%), temir (4,65%), magniy (2,1%), titan (0,63%).

Yengil metallarning ruda konlari odatda alyuminiyli rudalarni o'z ichiga oladi; alyuminiyning asosiy yetkazib beruvchisi boksitlar, shuningdek, alunitlar, nefelinlar va turli gillardir. Rangli metallarning ruda konlariga mis, qoʻrgʻoshin va rux, kobalt, nikel, surma konlari kiradi. Ulardan eng kattasidagi metallar zahirasi o'nlab million tonnadan yuzlab tonnagacha, rudadagi metallarning odatdagi miqdori - bir necha foizni tashkil qiladi.

Olingan materiallarning massasi ruda tarkibidagi metallar miqdoridan bir necha baravar ko'pdir va aksariyat hollarda tabiiy rudalardan foydali komponentlarni to'g'ridan-to'g'ri ajratib olish iqtisodiy jihatdan foydali emas.

Arxeologik qazishmalar shuni ko'rsatadiki, insonning metallar bilan tanishishi bizdan juda uzoq vaqtlarga borib taqaladi. Birinchi bronza buyumlar miloddan avvalgi 3000 yilda mis va qalay rudalarini ko'mir bilan eritish aralashmasidan olingan deb ishoniladi. Koʻp vaqt oʻtgach, misga qalay va boshqa metallar (alyuminiy, berilliy, kremniy nikel va boshqalar) qoʻshib bronzalar ishlab chiqarila boshlandi. Hozirgi vaqtda temir, marganets va nikel qo'shilgan alyuminiy bronzalar (5-12% Al) eng keng tarqalgan.

Hozirgi vaqtda metallurgiya ishlab chiqarish milliy iqtisodiyotning ustuvor tarmoqlaridan biri hisoblanadi.

1. ALyuminiyning XUSUSIYATLARI

Alyuminiyni birinchi marta 1825 yilda Daniya fizigi X. Oersted olgan. Bu elementning nomi lotin alumenidan kelib chiqqan bo'lib, u qadimgi davrlarda alumning nomi bo'lib, matolarni bo'yash uchun ishlatilgan.

Alyuminiy juda ko'p qimmatli xususiyatlarga ega: past zichlik - taxminan 2,7 g / sm 3, yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi - taxminan 300 Vt / (m. K) va 13,8 yuqori elektr o'tkazuvchanligi. 10 7 Ohm / m, yaxshi egiluvchanlik va etarli mexanik kuch.

Alyuminiy ko'p elementlarga ega qotishmalar hosil qiladi. Eritilgan holatda alyuminiy suyuqlikdir va qoliplarni yaxshi to'ldiradi; qattiq holatda u yaxshi deformatsiyalanadi va osongina kesilishi, lehimlanishi va payvandlanishi mumkin.

Alyuminiyning kislorodga yaqinligi juda yuqori. Oksidlanish jarayonida ko'p miqdorda issiqlik chiqariladi (~ 1670000 J / mol). Nozik maydalangan alyuminiy qizdirilganda yonadi va havoda yonadi. Alyuminiy havoda va atmosfera sharoitida kislorod bilan birlashadi. Bunday holda, alyuminiy alyuminiy oksidi yupqa (~ 0,0002 mm qalinlikdagi) zich plyonka bilan qoplangan, bu uni keyingi oksidlanishdan himoya qiladi; shuning uchun alyuminiy korroziyaga chidamli. Alyuminiy quduqning yuzasi erigan holatda ham ushbu plyonkaning oksidlanishidan himoya qiladi.

Alyuminiy qotishmalaridan duralumin va siluminlar eng katta ahamiyatga ega.

Duralumin tarkibiga alyuminiydan tashqari 3,4-4% Cu, 0,5% Mn va 0,5% Mg kiradi, 0,8% dan ko'p bo'lmagan Fe va 0,8% Si ruxsat etiladi. Duralumin yaxshi deformatsiyalangan va mexanik xususiyatlariga ko'ra po'latning ba'zi navlariga yaqin, garchi u po'latdan 2,7 baravar engilroq (duralumin zichligi 2,85 g / sm 3).

Ushbu qotishmaning mexanik xususiyatlari issiqlik bilan ishlov berish va sovuq deformatsiyadan keyin ortadi. Kesish kuchi 147-216 MPa dan 353-412 MPa gacha, Brinell qattiqligi esa 490-588 dan 880-980 MPa gacha oshadi. Bunday holda, qotishmaning nisbiy cho'zilishi deyarli o'zgarmaydi va ancha yuqori bo'lib qoladi (18-24%).

Siluminlar alyuminiyning kremniy bilan quyilgan qotishmalari. Ular yaxshi quyma xususiyatlariga va mexanik xususiyatlarga ega.

Maqolaning mazmuni

ALyuminiy sanoat. 1854 yilda A. Devil alyuminiyni sanoat ishlab chiqarishining birinchi amaliy usulini ixtiro qildi. Ishlab chiqarishning o'sishi, ayniqsa, Ikkinchi jahon urushi davrida va undan keyin tez sur'atlarda bo'ldi. Birlamchi alyuminiy ishlab chiqarish (Sovet Ittifoqi ishlab chiqarishidan tashqari) 1939 yilda atigi 620 ming tonnani tashkil etgan bo'lsa, 1943 yilda 1,9 million tonnagacha ko'tarildi. 1956 yilga kelib butun dunyoda 3,4 million tonna birlamchi alyuminiy ishlab chiqarildi; 1965 yilda jahon alyuminiy ishlab chiqarish 5,4 million tonnani, 1980 yilda - 16,1 million tonnani, 1990 yilda - 18 million tonnani tashkil etdi.

Alyuminiy ishlab chiqarish uchta asosiy bosqichni o'z ichiga oladi: rudani qazib olish va qayta ishlash; rudadan sof alyuminiy oksidi (alyuminiy oksidi) olish; alyuminiyni oksiddan elektroliz orqali olish.

Rudani qazib olish va boyitish.

Asosiy alyuminiy rudasi - boksit, asosan, karerlarda qazib olinadi; Boksitning eng yirik ishlab chiqaruvchilari Avstraliya, Gvineya, Yamayka va Braziliyadir. Odatda, ruda qatlami 20 m gacha chuqurlikda ishlaydigan platforma hosil qilish uchun portlatiladi va keyin tanlanadi. Ruda bo'laklari elaklar va tasniflagichlar yordamida maydalanadi va saralanadi. Ezilgan ruda yanada boyitiladi va chiqindi jinslar (quliqlar) tashlanadi. Jarayonning ushbu bosqichida ularni bir-biridan ajratish uchun ruda va chiqindi jinslar orasidagi zichlik farqidan foydalanadigan yuvish va saralash usullarini qo'llash iqtisodiy hisoblanadi. Kamroq zich bo'lgan chiqindi jinslarni yuvish suvi olib ketadi va konsentrat konsentratsiyalash zavodining tubiga tushadi.

Bayer jarayoni.

Sof alumina ishlab chiqarish jarayoni boksitni kaustik soda bilan qizdirish, filtrlash, alumina gidroksidini cho'ktirish va sof aluminani ajratib olish uchun uni kaltsiylashdan iborat. Amalda, ruda yumshoq po'lat avtoklavda to'g'ri miqdorda issiq kaustik soda bilan aralashtiriladi va aralashma bug 'ko'ylagi bilan qoplangan po'lat idishlar qatoridan pompalanadi. 1,4-3,5 MPa bug 'bosimi alyuminiy oksidi boksitdan natriy aluminat eritmasiga o'ta qizdirilgan suyuqlikka o'tish tugaguniga qadar, idishlarda 40 daqiqadan bir necha soatgacha saqlanadi. Sovutgandan keyin qattiq cho'kma suyuqlikdan ajralib chiqadi. Suyuqlik filtrlanadi; natijada o‘ta to‘yingan sof aluminat eritmasi hosil bo‘ladi. Bu eritma metastabildir: aluminat ioni parchalanib, alyuminiy gidroksid hosil qiladi. Eritmaga oldingi sikldan qolgan kristalli alyuminiy gidroksid qo'shilishi parchalanishni tezlashtiradi. Keyin quruq alyuminiy gidroksid kristallari suvni ajratish uchun kaltsiylanadi. Olingan suvsiz alyuminiy oksidi Hall-Heroult jarayonida foydalanish uchun javob beradi. Iqtisodiy sabablarga ko'ra sanoat bu jarayonlarni imkon qadar uzluksiz qilishga intiladi.

Hall-Eru elektroliz.

Alyuminiy ishlab chiqarishning yakuniy bosqichi uning Bayer jarayonida olingan sof aluminadan elektrolitik qaytarilishini o'z ichiga oladi. Alyuminiyni olishning bu usuli (Xol va Eru tomonidan kashf etilgan) alyuminiy oksidi erigan kriolitda eritilganda, eritmaning elektrolizi paytida alyuminiy ajralib chiqishiga asoslanadi. Odatda Hall-Heroult xujayrasi eritilgan kriyolit 3NaF H AlF 3 (Na 3 AlF 6) - qo'sh natriy va alyuminiy ftoriddan iborat vanna bo'lib, unda 3-5% alumina eritiladi - eritilgan alyuminiy yostig'ida suzadi. Uglerodli plastinka o'chog'idan o'tadigan po'lat panjaralar katodni energiya bilan ta'minlash uchun ishlatiladi, eritilgan kriolitga botirilgan to'xtatilgan ko'mir esa anod sifatida xizmat qiladi. Jarayonning ish harorati 950 ° C ga yaqin, bu alyuminiyning erish haroratidan ancha yuqori. Elektroliz vannasidagi harorat erigan alyuminiy yotqizilgan anodlar va katodli metall qabul qiluvchi orasidagi bo'shliqni o'zgartirish orqali boshqariladi. Zamonaviy qozonlarda tegmaslik harorat va alumina kontsentratsiyasini saqlash uchun murakkab boshqaruv tizimlari qo'llaniladi. Alyuminiy ishlab chiqarish juda ko'p elektr energiyasini iste'mol qiladi, shuning uchun jarayonning energiya samaradorligi alyuminiy sanoatida asosiy muammo hisoblanadi. Elektrod reaktsiyalari alyuminiyning oksididan qaytarilishi va anodlarda uglerodning oksidi va dioksidigacha oksidlanishidir. Bitta pechda kuniga 2,2 tonnagacha alyuminiy ishlab chiqariladi. Metall kuniga bir marta (yoki kamroq tez-tez) drenajlanadi, so'ngra uni aks ettiruvchi saqlash pechida oqartiradi va gazsizlanadi va qoliplarga quyiladi.

Qayta tiklanadigan Soderberg elektrodlari.

Hall-Heroult kamerasida uglerod anodlari kuniga 2,5 sm tezlikda iste'mol qilinadi, shuning uchun ko'pincha yangi anodlar talab qilinadi. Insonning ishlab chiqarishga tez-tez aralashuvini bartaraf etish uchun qayta tiklanadigan Soederberg elektrodi yordamida jarayon ishlab chiqildi. Soderberg anodi doimiy ravishda hosil bo'ladi va pasta kamaytirish kamerasida sinterlanadi - 70% maydalangan koks va 30% qatron bog'lovchi aralashmasi. Ushbu aralash to'rtburchaklar po'latdan yasalgan po'latdan yasalgan qobiqga o'ralgan bo'lib, ikkala uchi ham ochiq va o'choq ichidagi erigan hammom ustida vertikal ravishda joylashtirilgan. Anod iste'mol qilinganda, qobiqning yuqori ochilishiga pasta qo'shiladi. Koks-tar aralashmasi pastga tushib, qizib ketganda, u ish joyiga etib borgunga qadar qattiq uglerod bariga aylanadi.

alyuminiy iste'moli.

Ishlab chiqarilgan alyuminiyning qariyb 28 foizi ichimliklar, oziq-ovqat idishlari va barcha turdagi qadoqlash uchun qutilar tayyorlash uchun ishlatiladi. Yana 17% transport vositalari, jumladan, samolyotlar, harbiy texnika, temir yo'l yo'lovchi vagonlari va avtomobillarda qo'llaniladi. Qurilish inshootlarida taxminan 16% ishlatiladi. Taxminan 8% yuqori kuchlanishli elektr uzatish liniyalari va boshqa elektr qurilmalarda, 7% muzlatgichlar, konditsionerlar, kir yuvish mashinalari va mebellar kabi iste'mol tovarlarida qo'llaniladi. 6% mashinasozlik va sanoat uskunalari ehtiyojlariga sarflanadi. Iste'mol qilingan alyuminiyning qolgan qismi televizor antennalari, pigmentlar va bo'yoqlar, kosmik kemalar va kemalar ishlab chiqarishda ishlatiladi.

Birinchi marta metall alyuminiy 1821-yilda nemis kimyogari F.Voller tomonidan kimyoviy yoʻl bilan olingan (qizdirilganda alyuminiy xloridni metall kaliy bilan qaytarish yoʻli bilan). 1854 yilda frantsuz olimi Sen-Kler Devil alyuminiy-natriy qo'sh xloridni natriy bilan kamaytirish orqali alyuminiy olishning elektrokimyoviy usulini taklif qildi.

Alyuminiy ishlab chiqarish va ishlab chiqarish

Metall alyuminiy uch bosqichda olinadi:

Alyuminiy rudalaridan alumina (Al 2 O 3) olish;
Alyuminiy oksididan alyuminiy olish;
alyuminiyni qayta ishlash.

Alumina olish

Barcha aluminaning 95% ga yaqini boksit rudalaridan olinadi.

Boksit(Fransuz boksit) (Fransiya janubidagi Baux hududi nomidan keyin) - alyuminiy gidroksidlari, temir va kremniy oksidlari, alyuminiy oksidi va alumina o'z ichiga olgan refrakterlar ishlab chiqarish uchun xom ashyolardan iborat alyuminiy rudasi. Tijorat boksitlardagi alumina miqdori 40% dan 60% gacha va undan ko'p. Bundan tashqari, qora metallurgiyada oqim sifatida ishlatiladi.

1-rasm - Boksit rudasi

Odatda, boksit tuproqli, loyga o'xshash massa bo'lib, tarmoqli, pisolit (no'xatga o'xshash) yoki bir xil tuzilishga ega bo'lishi mumkin. Oddiy ob-havo sharoitida dala shpatlari (er qobig'ining ko'p qismini tashkil etuvchi va aluminosilikatlar bo'lgan minerallar) gil hosil qilish uchun parchalanadi, lekin issiq iqlim va yuqori namlikda boksit ularning parchalanishining yakuniy mahsuloti bo'lishi mumkin, chunki bunday muhit olib tashlashga yordam beradi. ishqor va kremniy dioksidi, ayniqsa siyenit yoki gabbrodan. Boksitlar alyuminiyga bosqichma-bosqich qayta ishlanadi: birinchi navbatda alyuminiy oksidi (alyuminiy oksidi), so'ngra metall alyuminiy (kriolit ishtirokida elektrolitik) olinadi.

Boksitlardagi asosiy aralashmalar Fe 2 O 3, SiO 2, TiO 2 dir. Boksitlarning kichik aralashmalariga quyidagilar kiradi: Na 2 O, K 2 O, CaO, MgO, noyob tuproq elementlari, Cr, P, V, F, organiklar.

Odatda boksitlar quyidagilarga bo'linadi:

rangi bo'yicha;
asosiy mineral bo'yicha (ko'pincha ular aralashtiriladi);
yoshiga qarab.

Asosiy mezonlar alyuminiy rudasining sifatlari bor:

Silikon modul (Msi = Al 2 O 3 / SiO 2 (% og'irlik)). Silikon modul qanchalik katta bo'lsa, sifat shunchalik yaxshi bo'ladi (Msi = 7);
Fe 2 O 3 bo'yicha temir tarkibi. Agar Fe 2 O 3 ning miqdori taxminan 18 og'irlik % bo'lsa, boksit yuqori temir hisoblanadi. Temir miqdori qancha ko'p bo'lsa, boksitni qazib olish shunchalik qiyin bo'ladi;
Oltingugurt tarkibi. Ko'p miqdorda oltingugurt mavjudligi boksitni qayta ishlashni qiyinlashtiradi;
CO 3 (2-) bo'yicha karbonatlarning tarkibi. Ko'p miqdorda karbonatlarning mavjudligi boksitni qayta ishlashni qiyinlashtiradi.

Boksitlar qo'llaniladi:

alumina ishlab chiqarishda;
abraziv materiallar ishlab chiqarishda;
o'tga chidamli materiallar ishlab chiqarishda;
o'choqli po'latni eritish uchun oqim sifatida;
gazlarni quritish va oltingugurtdan neftni tozalash uchun;
bo'yoq sifatida.

Bugungi kunga kelib, boksitning asosiy etkazib beruvchilari:

Avstraliya - Fe, Au, U, Ni, Co, Cu va boshqalarning ulkan konlari ham bor. Xom ashyoni o'zingiz qayta ishlashdan ko'ra Avstraliyadan sotib olish foydaliroq.
Gvineya - Rossiyada bir nechta o'rindiqlar sotib olingan.
Markaziy Amerika: Gayana, Yamayka, Suriman.
Braziliya.

Evropada barcha depozitlar tugaydi. Boksitlar Gretsiyadan etkazib beriladi, ammo bu xom ashyo sifatsiz.

2-rasm - Dunyodagi boksit zahiralari

Quyida Rossiyadagi alyuminiy rudalarining asosiy konlari keltirilgan.

Birinchi kon 1914 yilda Sankt-Peterburg yaqinida, Tixvin shahri yaqinida topilgan. Ushbu konda 6 ta zavod qurildi. Eng kattasi - Volxov alyuminiy zavodi. Bugungi kunga kelib, Tixvinskoye koni tugaydi va asosan import qilingan xom ashyo asosida ishlaydi.
1931 yilda noyob Severo-Uralskoye yuqori sifatli boksit koni (SUBR) topildi. U 1939 yilda Ural alyuminiy zavodi (UAZ) qurilishi uchun asos bo'lib xizmat qildi. Va Janubiy Ural boksit koni (YUBR) negizida Bogoslovskiy alyuminiy eritish zavodi (BAZ) qurildi.
Severoonejskoye koni Kola yarim oroliga boradigan yo'lda joylashgan. Rejada bor, lekin qurilish sanasi noma'lum.
Vislovskoe koni kaolit tipidagi sof loy konidir. Alumina uchun ishlatilmaydi.
Timanskoye koni (Komi Respublikasi, Varkuta). Kanadaliklar bu sohaga qiziqish bildirmoqda, shuning uchun ular zavodlar qurishni rejalashtirmoqda (Komi Sual xolding kompaniyasi).

Boksit rudalaridan alyuminiy oksidi olish

Alyuminiy amfoter bo'lgani uchun alyuminiy oksidi uchta usulda ishlab chiqariladi:

ishqoriy,
kislota;
elektrolitik.

Eng keng tarqalgan ishqoriy usul (K. I. Bayer usuli, o'tgan asrning oxirida Rossiyada ishlab chiqilgan va oz miqdorda (5-6% gacha) kremniy oksidi bo'lgan yuqori navli boksitlarni qayta ishlash uchun ishlatilgan). O'shandan beri uning texnik ko'rsatkichlari sezilarli darajada yaxshilandi. Bayer usulida alumina ishlab chiqarish sxemasi 3-rasmda keltirilgan.

3-rasm - Bayer usuli bilan alumina olish sxemasi

Usulning mohiyati shundan iboratki, alyuminiy eritmalari ularga alyuminiy gidroksid kiritilganda tezda parchalanadi va 169-170 ° C da intensiv aralashtirish sharoitida bug'langandan keyin parchalanishdan qolgan eritma yana boksitlar tarkibidagi alyuminiy oksidini eritishi mumkin. Ushbu usul quyidagi asosiy operatsiyalardan iborat:

1. Boksitni tayyorlash, uni tegirmonlarda maydalash va maydalashdan iborat; tegirmonlar boksit, gidroksidi gidroksidi va oz miqdorda ohak bilan ta'minlanadi, bu esa Al 2 O 3 ning chiqarilishini yaxshilaydi; hosil bo'lgan pulpa yuvish uchun oziqlanadi;

2. Boksitni yuvish (so'nggi paytlarda dumaloq shakldagi avtoklav bloklari qisman quvurli avtoklavlar bilan almashtirildi, ularda yuvish 230-250 ° S (500-520 K) haroratda sodir bo'ladi, bu uning kimyoviy parchalanishidan iborat. suvli eritma gidroksidi bilan o'zaro ta'sir qilish; alyuminiy oksidi gidratlari, gidroksidi bilan o'zaro ta'sirlashganda, natriy aluminat shaklida eritmaga kiradi:

AlOOH+NaOH→NaAlO 2 +H 2 O

Al(OH) 3 +NaOH→NaAlO 2 +2H 2 O;

SiO 2 +2NaOH→Na 2 SiO 3 +H2O;

eritmada natriy aluminat va natriy silikat erimaydigan natriy aluminosilikat hosil qiladi; titan va temir oksidlari erimaydigan qoldiqqa o'tib, qoldiqga qizil rang beradi; bu qoldiq qizil loy deb ataladi. Eritma tugagandan so'ng, hosil bo'lgan natriy aluminat ishqorning suvli eritmasi bilan suyultiriladi va haroratni 100 ° C ga tushiradi;

3. Aluminat eritmasini qizil loydan ajratish, odatda maxsus quyuqlashtiruvchi moddalarda yuvish yo'li bilan amalga oshiriladi; buning natijasida qizil loy cho'kadi va aluminat eritmasi drenajlanadi va keyin filtrlanadi (aniqlanadi). Cheklangan miqdorda, loy, masalan, tsementga qo'shimcha sifatida ishlatiladi. Boksitning naviga qarab, ishlab chiqarilgan 1 tonna aluminaga 0,6 - 1,0 tonna qizil loy (quruq qoldiq) tushadi;

4. Aluminat eritmasining parchalanishi. U filtrlanadi va aralashtirgichlar (dekompozitorlar) bilan katta idishlarga quyiladi. Alyuminiy gidroksid Al(OH) 3 60 °C (330 K) ga sovutilganda va doimiy aralashtirilganda o'ta to'yingan eritmadan olinadi. Bu jarayon sekin va notekis davom etayotganligi va alyuminiy gidroksid kristallarining shakllanishi va o'sishi uni keyingi qayta ishlash jarayonida katta ahamiyatga ega bo'lganligi sababli, parchalanuvchilarga - urug'larga katta miqdorda qattiq gidroksid qo'shiladi:

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

5. Alyuminiy gidroksidning taqsimlanishi va uning tasnifi; bu gidrotsiklonlarda va vakuum filtrlarida sodir bo'ladi, bu erda aluminat eritmasidan 50 - 60% Al(OH) 3 zarralarini o'z ichiga olgan cho'kma ajratiladi. Gidroksidning katta qismi parchalanish jarayoniga urug'lik materiali sifatida qaytariladi, u o'zgarmagan miqdorda aylanmada qoladi. Suv bilan yuvilgandan keyin qoldiq kalsinlanishga o'tadi; filtrat ham aylanmaga qaytariladi (evaporatorlarda konsentratsiyadan keyin - yangi boksitlarni yuvish uchun);

6. Alyuminiy gidroksidni suvsizlantirish (kalsinlash); bu alumina ishlab chiqarishning yakuniy operatsiyasi; u quvurli aylanadigan pechlarda va yaqinda 1150 - 1300 ° S haroratda materialning turbulent harakati bo'lgan pechlarda ham amalga oshiriladi; xom alyuminiy gidroksidi, aylanadigan pechdan o'tib, quritilgan va suvsizlangan; qizdirilganda quyidagi tarkibiy o'zgarishlar ketma-ket sodir bo'ladi:

Al(OH) 3 → AlOOH → g-Al 2 O 3 → a-Al 2 O 3

200 °C - 950 °C - 1200 °C.

Yakuniy kalsinlangan alumina tarkibida 30 - 50% a-Al2O3 (korund), qolgan qismi g-Al 2 O 2 ni tashkil qiladi.

Bu usulda ishlab chiqarilgan umumiy aluminaning 85-87% olinadi. Olingan alumina kuchli kimyoviy birikma bo'lib, erish nuqtasi 2050 ° S.

Elektroliz yo'li bilan alyuminiy olish

Kriolit asosidagi eritmada erigan alyuminiy oksidining elektrolitik qaytarilishi elektrolitik hujayrada 950-970 ° S da amalga oshiriladi. Hujayra uglerod bloklari bilan qoplangan vannadan iborat bo'lib, uning pastki qismiga elektr toki beriladi. Pastki qismida ajralib chiqadigan suyuq alyuminiy katod vazifasini bajaradigan elektrolit tuzi eritmasidan og'irroqdir, shuning uchun u ko'mir bazasida yig'iladi va u erdan vaqti-vaqti bilan pompalanadi (4-rasm). Yuqoridan uglerod anodlari elektrolitga botiriladi, ular alyuminiy oksididan chiqarilgan kislorod atmosferasida yonib, karbon monoksit (CO) yoki karbonat angidridni (CO 2) chiqaradi. Amalda ikki turdagi anodlar qo'llaniladi:

briketlardan tashkil topgan o'z-o'zidan pishiriladigan Zederberg anodlari, zederberg massasining "nonlari" (25 - 35% ko'mir smolali past kulli ko'mir), alyuminiy qobig'iga to'ldirilgan; yuqori harorat ta'sirida anod massasi yondiriladi (sinterlanadi);
olovli yoki "uzluksiz", katta uglerod bloklaridan yasalgan anodlar (masalan, 1900 × 600 × 500 mm, og'irligi taxminan 1,1 tonna).

4-rasm - Elektrolizatorning sxemasi

Elektrolizatorlardagi oqim kuchi 150 000 A. Ular tarmoqqa ketma-ket ulanadi, ya'ni tizim (seriya) olinadi - elektrolizatorlarning uzun qatori.

4 - 5 V bo'lgan vannadagi ish kuchlanishi alyuminiy oksidi parchalanadigan kuchlanishdan ancha yuqori, chunki ish paytida tizimning turli qismlarida kuchlanish yo'qotishlari muqarrar. 1 tonna alyuminiy olinganda xom ashyo va energiya balansi 5-rasmda ko'rsatilgan.

5-rasm - 1 tonna alyuminiy ishlab chiqarishda xom ashyo va energiya balansi

Reaksiya idishida alyuminiy oksidi birinchi navbatda alyuminiy xloridga aylanadi. Keyin qattiq izolyatsiyalangan vannada KCl, NaCl ning erigan tuzlarida erigan AlCl 3 ning elektrolizi sodir bo'ladi. Bu jarayonda ajralib chiqadigan xlor so'riladi va qayta ishlash uchun oziqlanadi; alyuminiy katodga yotqiziladi.

Suyuq kriolit-alyuminiy eritmasining (kriolitda erigan Al 2 O 3, Na 3 AlF 6) mavjud elektrolizidan bu usulning afzalliklari quyidagilardan iborat: energiyani 30% gacha tejash; an'anaviy elektroliz uchun mos bo'lmagan alyuminiy oksididan foydalanish imkoniyati (masalan, yuqori kremniy tarkibiga ega Al 2 O 3); qimmat kriolitni arzonroq tuzlar bilan almashtirish; ftorid emissiyasi xavfini bartaraf etish.

Qayta qilingan alyuminiy olish

Alyuminiy uchun suvli tuz eritmalarining parchalanishi bilan elektrolizni tozalash mumkin emas. Ba'zi maqsadlarda kriolit-alyuminiy eritmasini elektroliz qilish natijasida olingan sanoat alyuminiyining (Al 99,5 - Al 99,8) tozalash darajasi etarli bo'lmaganligi sababli, sanoat alyuminiyidan yoki metall chiqindilaridan tozalash orqali hatto toza alyuminiy (Al 99,99 R) olinadi. . Eng mashhur tozalash usuli uch qatlamli elektrolizdir.

Uch qatlamli elektroliz orqali tozalash

To'g'ridan-to'g'ri oqimda ishlaydigan po'lat plitalar bilan qoplangan (6-rasm) tozalash vannasi oqim o'tkazgichlari bo'lgan ko'mir o'chog'idan va issiqlik izolyatsiya qiluvchi magnezit qoplamasidan iborat. Kriolit-alyuminiy eritmasining elektrolizidan farqli o'laroq, bu erda anod, qoida tariqasida, eritilgan tozalangan metalldir (pastki anod qatlami). Elektrolit sof ftoridlardan yoki bariy xlorid va alyuminiy va natriy ftoridlar aralashmasidan (o'rta qatlam) iborat. Elektrolitdagi anod qatlamidan erigan alyuminiy elektrolit (yuqori katod qatlami) ustida chiqariladi. Sof metall katod bo'lib xizmat qiladi. Oqim katod qatlamiga grafit elektrod orqali beriladi.

6-rasm - Alyuminiyni tozalash uchun old o'choqli elektrolitik hujayraning diagrammasi (Fulda - Ginzberg bo'yicha)

1 - alyuminiy eritmasi; 2 - elektrolitlar; 3 - yuqori chastotali tozalangan alyuminiy; 4 – grafitli katod; 5 - magnezit devori; 6 - oldingi shox; 7 - izolyatsion qatlam; 8 - lateral izolyatsiya; 9 - ko'mir o'chog'i; 10 - anodli o'tkazgich; 11 - o'choqni izolyatsiya qilish; 12 - temir quti; 13 - qopqoq

Hammom 750 - 800 ° S haroratda ishlaydi, quvvat iste'moli 1 kg sof alyuminiy uchun 20 kVt / soatni tashkil qiladi, ya'ni an'anaviy alyuminiy elektroliziga qaraganda bir oz yuqori.

Anod metallida 25-35% Cu bor; 7 - 12% Zn; 6 – 9% Si; 5% gacha Fe va oz miqdorda marganets, nikel, qo'rg'oshin va qalay, qolganlari (40 - 55%) alyuminiydir. Tozalash jarayonida barcha og'ir metallar va kremniy anod qatlamida qoladi. Elektrolitda magniyning mavjudligi elektrolitlar tarkibidagi kiruvchi o'zgarishlarga yoki uning kuchli shlaklanishiga olib keladi. Magniyni olib tashlash uchun magniyni o'z ichiga olgan cüruflar fluxlar yoki gazsimon xlor bilan ishlanadi.

Qayta ishlash natijasida og'ir metallar va kremniy bo'lgan va gidroksidi eritma va kristall qoldiq shaklida izolyatsiya qilingan sof alyuminiy (99,99%) va segregatsiya mahsulotlari (Ziger mahsuloti) olinadi. Ishqoriy eritma chiqindi hisoblanadi, qattiq qoldiq esa kislotasizlantirish uchun ishlatiladi.

Qayta qilingan alyuminiy odatda quyidagi tarkibga ega, %: Fe 0,0005 - 0,002; Si 0,002 - 0,005; Cu 0,0005 - 0,002; Zn 0,0005 - 0,002; Mg izlari; Dam oling.

Qayta qilingan alyuminiy belgilangan tarkibda yarim tayyor mahsulotga qayta ishlanadi yoki magniy bilan qotishtiriladi (1-jadval).

1-jadval - DIN 1712 ga muvofiq yuqori toza alyuminiy va birlamchi alyuminiyning kimyoviy tarkibi, 1-varaq

		Ruxsat etilgan aralashmalar*, %
			shu jumladan

* Iloji boricha an'anaviy tadqiqot usullari bilan aniqlash.

** Elektrotexnika uchun sof alyuminiy (alyuminiy o'tkazgichlar) 0,03% dan ko'p bo'lmagan (Ti + Cr + V + Mn) o'z ichiga olgan birlamchi alyuminiy 99,5 shaklida etkazib beriladi; bu holda E-A1 sifatida belgilangan, material raqami 3.0256. Aks holda VDE-0202 ga mos keladi.

Organoalyuminiy kompleks birikmalari va zonali eritish orqali tozalash

A1 99,99 R sinfidagi yuqori tozalikdagi alyuminiyni elektrolit sifatida murakkab organoalyuminiy alyuminiy birikmalaridan foydalangan holda sof yoki tijorat sof alyuminiyning elektrolizini tozalash orqali olish mumkin. Elektroliz qattiq alyuminiy elektrodlari orasida taxminan 1000 ° S haroratda sodir bo'ladi va printsipial jihatdan misni tozalash elektroliziga o'xshaydi. Elektrolitning tabiati havosiz va past oqim zichligida ishlash zarurligini ta'kidlaydi.

Dastlab faqat laboratoriya miqyosida qo'llaniladigan bunday tozalash elektroliz allaqachon kichik sanoat miqyosida amalga oshirilgan - yiliga bir necha tonna metall ishlab chiqariladi. Olingan metallni nominal tozalash darajasi 99,999 -99,9999% ni tashkil qiladi. Ushbu tozalikdagi metallni qo'llashning potentsial sohalari kriogen elektrotexnika va elektronikadir.

Elektrokaplamada ko'rib chiqilgan tozalash usulidan foydalanish mumkin.

Bundan ham yuqori tozalik - nominal A1 99,99999 gacha - metallni keyingi zonali eritish orqali olinishi mumkin. Yuqori toza alyuminiyni yarim tayyor mahsulotga, qatlamga yoki simga qayta ishlashda metallning past qayta kristallanish haroratini hisobga olgan holda, maxsus ehtiyot choralarini ko'rish kerak. Qayta qilingan metallning ajoyib xususiyati uning kriogen haroratlar hududida yuqori elektr o'tkazuvchanligidir.

Xususiyatlari

Alyuminiy D. I. Mendeleyev kimyoviy elementlar davriy tizimining uchinchi davrining uchinchi guruhining asosiy kichik guruhining elementi. Atom raqami 13. Al (lot. Alyuminiy) belgisi bilan belgilanadi. Yengil metallar guruhiga kiradi.

Yer qobig'idagi eng keng tarqalgan metall va uchinchi eng keng tarqalgan kimyoviy element (kislorod va kremniydan keyin). Turli tadqiqotchilarning fikriga ko'ra, er qobig'idagi alyuminiy tarkibining ulushi er qobig'i massasining 7,45 dan 8,14% gacha.

Alyuminiyni o'z ichiga olgan eng muhim minerallar:

Korund - Al 2 O 3

Diaspora (boehmit) - AlOOH

Spinel - Al 2 O 3 MgO

Gibbsit -Al(OH) 3

Kyanit (andalusit, silimonit) - Al 2 O 3 SiO 2

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

Asosiy alyuminiy rudalari boksitlar, nefelinlar, alunitlar, kaolinlar va siyanitlardir. Tijorat boksitlardagi alumina miqdori 40% dan 60% gacha va undan ko'p. Bundan tashqari, qora metallurgiyada oqim sifatida ishlatiladi. Mamlakatimizdagi yirik boksit konlariga Tixvinskoye (Leningrad viloyati), Severo-Uralskoye (Sverdlovsk viloyati), Yujnouralskoye (Chelyabinsk viloyati), Toʻrgʻay va Krasnooktyabrskoye (Qoʻstanay viloyati) kiradi.

Jismoniy xususiyatlar

kumush-oq metall, engil,

zichlik - 2,7 g / sm³,

texnik alyuminiy uchun erish nuqtasi - 658 °C, yuqori toza alyuminiy uchun - 660 °C

solishtirma erish issiqligi - 390 kJ/kg,

qaynash nuqtasi - 2500 ° S

Brinell qattiqligi - 24…32 kgf/mm²,

yuqori plastiklik: texnik - 35%, toza - 50%, yupqa qatlamga va hatto folga ichiga o'ralgan

Young moduli - 70 GPa.

Alyuminiyning yuqori elektr o'tkazuvchanligi (0,0265 mOhm m) va issiqlik o'tkazuvchanligi (1,24 × 10−3 Vt / (m K)), misning elektr o'tkazuvchanligining 65% ni tashkil qiladi va yuqori yorug'lik o'tkazuvchanligiga ega.

zaif paramagnet

Alyuminiy deyarli barcha metallar bilan qotishmalar hosil qiladi. Qotishmalarda alyuminiy o'z xususiyatlarini saqlab qoladi. Eritilgan holatda alyuminiy suyuqlikdir va qoliplarni yaxshi to'ldiradi; qattiq holatda u yaxshi deformatsiyalanadi va osongina kesilishi, lehimlanishi va payvandlanishi mumkin. Mis va magniy (duralumin) va kremniy (silumin) bilan eng mashhur qotishmalar

Alyuminiyning kislorodga yaqinligi juda yuqori. Oksidlanish jarayonida ko'p miqdorda issiqlik chiqariladi (~ 1670000 J / mol). Nozik maydalangan alyuminiy qizdirilganda yonadi va havoda yonadi. Alyuminiy havoda va atmosfera sharoitida kislorod bilan birlashadi. Bunday holda, alyuminiy alyuminiy oksidi yupqa (~ 0,0002 mm qalinlikdagi) zich plyonka bilan qoplangan, bu uni keyingi oksidlanishdan himoya qiladi; shuning uchun alyuminiy korroziyaga chidamli. Alyuminiyning yuzasi erigan holatda ham bu plyonka bilan oksidlanishdan yaxshi himoyalangan.

Ishlab chiqarish

Alyuminiy ishlab chiqarishning asosiy zamonaviy usuli elektrolitik usul bo'lib, u ikki bosqichdan iborat. Birinchisi, ruda xomashyosidan alyuminiy oksidi (Al 2 O 3) olish va ikkinchisi, alyuminiy oksididan elektroliz yoʻli bilan suyuq alyuminiy olish.

Bayer usuli

Bayer usuli - boksitdan alyuminiy oksidini ajratib olish usuli - yuvishga asoslangan bo'lib, uning maqsadi boksit tarkibidagi alyuminiy oksidi Al 2 O 3 ni eritib, qolgan boksit komponentlarini (SiO 2, Fe 2 O 3) o'tkazmaslikdan iborat. va boshqalar) eritma ichiga kiritiladi. Usul qaytariladigan kimyoviy reaktsiyaga asoslangan:

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

Reaksiya o'ng tomonga o'tganda, natriy aluminat ko'rinishidagi alumina eritmaga o'tadi va reaktsiyaning teskari yo'nalishida hosil bo'lgan gidratlangan Al 2 O 3 cho'kadi.

1. Boksitni yuvish uchun tayyorlash. Boksit qo'shilgan ishqor va NaOH ishqorli aylanma eritmasi muhitida maydalanadi va 0,05-0,15 mm fraktsiyalargacha maydalanadi, yuvishni faollashtirish uchun ozgina ohak ham qo'shiladi.

2. Yuvish boksit, u gidroksidi suvli eritmasi bilan o'zaro ta'siridan kimyoviy parchalanishdan iborat; alyuminiy oksidi gidratlari, gidroksidi bilan o'zaro ta'sirlashganda, natriy aluminat shaklida eritmaga kiradi:

AlOOH + NaOH → NaAlO 2 + H2O

Al (OH) 3 + NaOH → NaAlO 2 + 2H 2 O;

SiO 2 + 2NaOH → Na 2 SiO 3 + H 2 O;

Eritmada natriy aluminat va natriy silikat erimaydigan natriy aluminosilikat hosil qiladi; titan va temir oksidlari erimaydigan qoldiqqa o'tib, qoldiqga qizil rang beradi; bu qoldiq qizil loy deb ataladi. Eritma tugallangandan so'ng, hosil bo'lgan natriy aluminat ishqorning suvli eritmasi bilan suyultiriladi va haroratni 100 ° C ga tushiradi.

Yuvish avtoklavlarda - bosimli idishlarda amalga oshiriladi. Mahsulot aluminat eritmasi (tarkibida Na 2 O · Al 2 O 3) va loydan (qolgan boksit aralashmalari cho'kadigan cho'kma) iborat avtoklav atalasidir.

3. Aluminat eritmasini qizil loydan ajratish odatda maxsus quyuqlashtiruvchi moddalarda yuvish orqali amalga oshiriladi; buning natijasida qizil loy cho'kadi va aluminat eritmasi drenajlanadi va keyin filtrlanadi (tiniqlanadi).Olingan qizil loy (fe 2 O 3 zarralari rang beradi) axlatxonaga ketadi, loy tarkibida,%: Al. 2 O 3 12-18, SiO 2 6-11, Fe 2 O 3 44-50, CaO 8-13.

4. Aluminat eritmasining parchalanishi, shuningdek, parchalanish yoki burish deb ataladi, alyuminiyni eritmadan cho'kmaga Al 2 O 3 · shaklida o'tkazish uchun amalga oshiriladi. 3 H 2 O, buning uchun yuqoridagi yuvish reaktsiyasi chapga, Al 2 O 3 hosil bo'lishiga qarab ta'minlanadi. 3 H 2 O. Bu reaksiya chapga borishi uchun bosimni (atmosferaga) tushirish, eritmani suyultirish va sovutish, urug‘larni (mayda alyuminiy gidroksidi kristallari) va pulpani yetarli darajada katta Al olish uchun kiritish kerak. 2 O 3 kristallari 3 H 2 O 50-90 soat aralashtiriladi.Bu jarayon sekin va notekis kechishi, uni keyingi qayta ishlashda alyuminiy gidroksid kristallarining hosil bo‘lishi va o‘sishi katta ahamiyatga ega bo‘lganligi uchun parchalovchilar - urug‘larga ko‘p miqdorda qattiq gidroksid qo‘shiladi:

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

5. Alyuminiy gidroksid kristallarini eritmadan ajratish va kristallarning o'lchamlari bo'yicha tasnifi. Parchalanishdan keyin pulpa quyuqlashtiruvchi moddalarga kiradi, bu erda gidroksid eritmadan ajratiladi. Gidroseparatorlarda olingan gidroksid zarracha kattaligi 40-100 mkm bo'lgan fraksiyaga va mayda fraktsiyaga (o'lchamdagi) bo'linadi.< 40 мкм), которую используют в качестве затравки при декомпозиции. Крупную фракцию промывают, фильтруют и направляют на кальцинацию.

6. Alyuminiy gidroksidning suvsizlanishi (kalsinlanish); bu alumina ishlab chiqarishning yakuniy operatsiyasi; u quvurli aylanadigan pechlarda va yaqinda 1150-1300 ° S haroratda materialning turbulent harakati bo'lgan pechlarda ham amalga oshiriladi; xom alyuminiy gidroksidi, aylanuvchi pechdan o'tib, quritilgan va quritilgan, aylanma pechdan o'tgan, quritilgan va quritilgan; qizdirilganda quyidagi tarkibiy o'zgarishlar ketma-ket sodir bo'ladi:

Al(OH) 3 → AlOOH→ g-Al 2 O → a-Al 2 O 3

Yakuniy kalsinlangan alumina tarkibida 30-50% a-Al 2 O 3 (korund), qolgani g-Al 2 O 3 ni tashkil qiladi.

Ta'riflangan Bayer usuli yordamida alumina qazib olish taxminan 87% ni tashkil qiladi. 1 t alumina oksidi, 2,0-2,5 t boksit, 70-90 kg NaOH, 120 kg ga yaqin ohak, 7-9 t bug ', 160-180 kg mazut (odatiy yoqilg'i bo'yicha) ishlab chiqarish uchun. va taxminan 280 kVt iste'mol qilinadi h elektr energiyasi.

Rossiya Federatsiyasi Ta'lim va fan vazirligi

Federal ta'lim agentligi

Magnitogorsk davlat texnika universiteti

ular. Nosova

Qora metallurgiya kafedrasi

“Metallurgiya tarixi” fanidan referat.

METALLURGIYA ALyuminiy

izoh

Kirish

1. Alyuminiyning xossalari

2. Alyuminiyning qo'llanilishi

3. Xom ashyo

4. Alumina ishlab chiqarish

5. Alyuminiyning elektrolitik ishlab chiqarilishi

6. Alyuminiyni qayta ishlash

Xulosa

Foydalanilgan adabiyotlar ro'yxati

Kirish

"Metallurgiya" so'zi yunoncha:

metalleuo - qazaman, yerdan qazaman;

metallurge - men ruda qazaman, metallarni qayta ishlayman;

metallon - kon, metall.

Bu so'z fan-texnika sohasini bildiradi, u yerdan qazib olingan rudalarni qayta ishlash, metallar va qotishmalar olish, ularga ma'lum xususiyatlarni berishni qamrab oladi.

Qadimda, oʻrta asrlarda va nisbatan yaqinda M.V.Lomonosov davrigacha 7 ta metal (oltin, kumush, mis, qalay, qoʻrgʻoshin, temir, simob) borligiga ishonilgan.

1814 yilda shved kimyogari J. Berzelius kamdan-kam istisnolardan tashqari, butun dunyo tomonidan qo'llaniladigan alifbo belgilaridan foydalanishni taklif qildi.

Bugungi kunda fanga 80 dan ortiq metallar ma'lum bo'lib, ularning aksariyati texnologiyada qo'llaniladi.

Zamonaviy texnologiya uchun eng qimmatli va muhim metallardan faqat bir nechtasi er qobig'ida ko'p miqdorda topilgan: alyuminiy (8,8%), temir (4,65%), magniy (2,1%), titan (0,63%).

Hozirgi vaqtda metallurgiya ishlab chiqarish milliy iqtisodiyotning ustuvor tarmoqlaridan biri hisoblanadi.

1. ALyuminiyning XUSUSIYATLARI

Alyuminiy qotishmalaridan duralumin va siluminlar eng katta ahamiyatga ega.

Siluminlar alyuminiyning kremniy bilan quyilgan qotishmalari. Ular yaxshi quyma xususiyatlariga va mexanik xususiyatlarga ega.

2. ALyuminiy QO'LLANISHLAR

Alyuminiy va qotishmalar sanoatning ko'plab sohalarida, jumladan, aviatsiya, transport, metallurgiya, oziq-ovqat sanoati va boshqalarda keng qo'llaniladi. Aviatsiya, avtomobil va traktor sanoatida samolyot kuzovlari, motorlar, silindr bloklari, vites qutilari, nasoslar va boshqa qismlar, kimyo mahsulotlarini saqlash uchun idishlar. . Alyuminiy kundalik hayotda, oziq-ovqat sanoatida, atom energetikasida va kosmik kemalarda alyuminiy va uning qotishmalaridan keng qo'llaniladi.

Alyuminiyning kislorodga yuqori kimyoviy yaqinligi tufayli u metallurgiyada oksidlovchi sifatida ishlatiladi, shuningdek, aluminotermik jarayon deb ataladigan usul yordamida qayta tiklanishi qiyin bo'lgan metallarni (kaltsiy, litiy va boshqalar) olish uchun ishlatiladi.

Dunyoda umumiy metall ishlab chiqarish bo'yicha alyuminiy temirdan keyin ikkinchi o'rinda turadi. ,

3. XOMASHYO

Alyuminiy ishlab chiqarishning asosiy zamonaviy usuli elektrolitik usul bo'lib, u ikki bosqichdan iborat. Birinchisi, ruda xomashyosidan alyuminiy oksidi (Al 2 O 3) ishlab chiqarish, ikkinchisi esa alyuminiy oksididan elektroliz yoʻli bilan suyuq alyuminiy olish.

Alyuminiy rudalari. Yuqori kimyoviy faollik tufayli alyuminiy tabiatda faqat bog'langan holda uchraydi: korund Al 2 O 3, gibbsit Al 2 O 3. 3H 2 O, boehmit Al 2 O 3. H 2 O, siyanit 3Al 2 O 3, 2SiO 2, nefelin (Na, K) 2 O. Al 2 O 3. 2SiO 2, kaolinit Al 2 O 3, 2SiO 2. 2H 2 O va boshqalar. Hozirgi vaqtda asosiy alyuminiy rudalari boksitlar, shuningdek, nefelinlar va alunitlardir.

boksitlar. Boksitlarda alyuminiy asosan alyuminiy gidroksidlari (gibbsit, bekmit va boshqalar), korund va kaolint shaklida uchraydi. Boksitning kimyoviy tarkibi ancha murakkab. Ular ko'pincha 40 dan ortiq kimyoviy elementlarni o'z ichiga oladi. Ulardagi alumina miqdori 35-60%, kremniy oksidi 2-20%, Fe 2 O 3 oksidi 2-40%, titan oksidi 0,01-10%. Boksitlarning muhim xususiyati ularning tarkibidagi Al 2 O 3 ning og'irligi bo'yicha SiO 2 ga nisbati - kremniy moduli deb ataladi.

Mamlakatimizdagi yirik boksit konlariga Tixvinskoye (Leningrad viloyati), Severouralskoye (Sverdlovsk viloyati), Yujnouralskoye (Chelyabinsk viloyati), Toʻrgʻay va Krasnooktyabrskoye (Qoʻstanay viloyati) kiradi.

Nefelinlar nefelin siyenitlari va urtitlarning bir qismidir. Kola yarim orolida urtitlarning katta koni joylashgan. Urtitning asosiy komponentlari nefelin va apatit 3Ca 3 (PO 4) 2 dir. CaF2. Ular nefelin apatit kontsentratlarini chiqarish bilan flotatsion boyitishdan o'tkaziladi. Apatit kontsentrati fosforli o'g'itlar tayyorlash uchun, nefelin konsentrati esa alumina ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Nefelin konsentratida, %: 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 va 2-3 CaO mavjud.

Alunitlar asosiy alyuminiy sulfat va kaliy (yoki natriy) K 2 SO 4 dir. Al 2 (SO 4) 3 . 4 Al(OH) 3 . Ulardagi Al 2 O 3 miqdori past (20-22%), ammo ular boshqa qimmatli komponentlarni o'z ichiga oladi: sulfat angidrid SO 3 (~ 20%) va gidroksidi Na 2 O, K 2 O (4-5%). Shunday qilib, ular, nefelinlar kabi, murakkab xom ashyo hisoblanadi.

Boshqa xom ashyo. Alumina ishlab chiqarishda ishqoriy NaOH, ba'zan ohaktosh CaCO 3, alumina elektrolizida kriolit Na 3 AlF 6 (3NaF . AlF 3) va ozgina alyuminiy ftorid AlF 3, shuningdek CaF 2 va MgF 2 ishlatiladi.