Hogy van az alumínium
Előállítása fém osztva három fő szakaszra oszlik: bauxitbányászat - egy alumínium érc feldolgozása, hogy alumínium-oxid - alumínium-oxid, és végül megszerzése a tiszta fém, segítségével elektrolizáló eljárás - timföld dezintegráció alkotórészeire hatása alatt az elektromos áram. 4-5 tonna bauxit kapott 2 tonna alumínium-oxid, a termelő egy tonna alumínium.
Számos típusú alumínium érc a világon, de az alapanyagot bauxit vannak a termelés a fém. Ez a kőzet főleg alumínium-oxiddal adalékolt egyéb ásványi anyagok. Bauxit tekinthető minőségi, ha több, mint 50% alumínium-oxidot.
tartalékok a bauxit
A világ összes bizonyított bauxit tartalékok becsülik 18,6 milliárd tonna. A jelenlegi termelési szintet, ez biztosítja az igény az alumínium, több mint száz éve.
Bauxit eltérhetnek egymástól. Szerint a szerkezet, ezek a szilárd és feszes vagy laza és morzsalékos. Szín szerint - jellemzően téglavörös, vöröses vagy barna miatt vas-oxid szennyeződést. Egy kis vastartalma bauxit van egy fehér vagy szürke színű. De néha vannak érc sárga, sötétzöld, és még színes - kék, piros, lila vagy fekete erek.
A legtöbb bauxit lefolytatása, felület - speciális berendezések érc „cut” rétegenként a felszíni és szállítják további feldolgozásra. Ugyanakkor a világon vannak olyan helyek, ahol az alumínium érc jogok nagyon mély, és a termelés során építeni kell a bánya - az egyik legmélyebb bányák a világon „Cheremukhovskoye Deep” Magyarországon van, az Urál, a mélység - 1550 méter.
Ez a sűrű tömeg piros-barna színű, szilícium-vegyületekből álló, vas, titán és más elemek. Gondosan lerakásra elszigetelt területek - iszap tároló tartályok. Felkészíti őket úgy, hogy a hulladékban lúg nem hatol be a talajvízbe. Miután a boltban teljesíti a benne rejlő lehetőségeket, a terület visszakerül az eredeti megjelenését, amely azt homok, hamu, vagy gyep és ültetési egyes fák és füvek. A teljes felépülés évekbe telhet, de végül visszatért a terület eredeti állapotát.
Sok szakértő nem gondolom, hogy a vörösiszap-hulladék, hiszen ez szolgál nyersanyagként. Például, azt hasznosítják a szkandium további előállítására alumínium-szkandium ötvözetek. Scandium ötvözet biztosítja ezen a különleges erő, hatályát használat - autó és rakéta tudomány, sporteszköz, a gyártás elektromos vezetékek.
Továbbá, a vörösiszap lehet használni a termelés öntöttvas, beton, termelő ritkaföldfémek.
Nagy alumínium-hidroxid részecskék könnyen elválasztjuk az oldattól szűréssel, azokat vízzel mossuk, szárítjuk és kalcináljuk -, hogy melegítjük a víz eltávolítása céljából. Szóval timföld.
nefelin
Bauxit - a leggyakoribb, de nem az egyetlen nyersanyag az alumínium gyártása. Azt is meg lehet beszerezni nefelin. A természetben, akkor fordul elő formájában apatit-nefelin kőzet (apatit - olyan anyag, amelyet a következő csoportból kalcium-foszfát sók). A gyártási folyamat az alumínium-oxid előállított nefelin szóda, hamuzsír (használják az építőiparban, a gyártás háztartási vegyszerek, édességek és így tovább), egy ritka fém gallium. A termelési hulladék - fehér iszap - kiváló minőségű cement. Ahhoz, hogy 1 tonna alumínium-oxid tart átlagosan 4 tonna nefelin és 7,5 tonna mészkő.
Az alumínium-oxid nincs lejárati dátum, de ne is nehéz, mert a legkisebb lehetőséget, hogy aktívan magába szívja a nedvességet - így a gyártók inkább, mivel a termelés alumínium lehet küldeni gyorsabb. Először is, timföld halmoztak halom akár 30 ezer tonna - kiderül egyfajta réteges torta akár 10-12 méter magas. Ezután a torta „cut”, és betöltve a szállítást a vasúti kocsik - átlagosan egy kocsi 60 és 75 tonna (típusától függően az autó).
Ivittuut
Az egyik az egységes betétek természetes kriolit a Földön. Ez található a grönlandi és kiderült, 1799-ben. Kriolit bányászati megállt 1987-ben, amikor feltalálták útján mesterséges termelés a ritka ásvány. Később jégkő találtak Ilmen hegyek a Dél-Urál (Miass) és Colorado (USA).
Alumina viselkedik, mint egy közvetlen forrása fém gyártása során az alumínium. De ahhoz, hogy hozzon létre olyan környezetet, amelyben ez a folyamat kerül sor, szükség van még egy összetevő - jégkő.
Ez egy ritka ásvány csoportjából a természetes fluorid készítmény Na3AlF6. Általában képez színtelen, fehér vagy szürke füst-kristályos klaszter egy pohár csillogás, néha - majdnem fekete vagy vöröses-barna. Kriolit törékeny, és könnyen olvad.
Természetes betétek az ásványi rendkívül kicsi, így a mesterséges kriolit használják az iparban. A modern kohászat azt úgy állítjuk elő a hidrogén-fluorid alumínium-hidroxiddal és szóda.
Tehát, már kivont bauxit, timföld szállt ki belőle, tele jégkő. Minden készen áll a végső fázisban - az elektrolízis alumínium. Az elektrolízis üzlet szívében alumínium kohó, és nem olyan, mint a többi üzletek kohászati vállalatok termelnek, például öntött vasból vagy acélból. Ez áll több téglalap alakú, amelynek hossza gyakran meghaladja 1 km. Belül sorban telepített több cserépben sorozat masszív vezetékek a villamos energia. A DC feszültség az elektródok egyes fürdő csak a tartományban a 4-6 V, míg az áramerősség 300 kA és 400 kA vagy több. Ez egy elektromos áram van a fő termelési erő - az emberek a boltban nagyon kicsi, az összes folyamat gépesített.
A jelenlegi termelés alumínium
Ahhoz, hogy futtatni a gépjármű akkumulátor biztosítania kell az elektromos áram 300-350 A 30 másodpercig. Ez 1000-szer kevesebb, mint amennyire szüksége van egy cella állandó munkát.
Minden fürdő történik alumínium elektrolízis eljárásban. Kapacitás fürdő töltött olvadt kriolit, amely létrehoz egy elektrolitikus (vezetőképes) környezetben hőmérsékleten 950 ° C-on A szerepe a katód végzi az alján a fürdő, és az anód - belemerül a kriolit szénegységek körülbelül 1,5 méter hosszú és 0,5 méter széles, oldalsó, úgy néznek ki, mint egy kalapács lenyűgöző méretű.
Félóránként egy automatikus adagoló rendszer alumínium a fürdőben tölteni egy új darab anyag. Hatása alatt a villamos áram közötti kapcsolat az alumínium és oxigén van törve - alumínium rakódik az alján a fürdő, és egy réteget alkot a 10-15 cm-es, és az oxigén kombinálja azzal a szénatommal, amely része anód blokkokat, és szén-dioxidot.
Körülbelül minden 2-4 napon eltávolított alumínium a fürdő segítségével vákuum üstben. A megszilárdult fürdő kéreg az elektrolit felületén lyukasztás, amelybe a cső lesüllyed. A folyékony alumínium átszívatjuk be az üst, amelyből az előre kiürítették. Átlagban, egy fürdő szivattyúzzák körülbelül 1 tonna fém, és egy vödör illeszkedik körülbelül 4 tonna olvadt alumínium. Továbbá, a vödör megy az öntödében.
Minden egyes tonna alumínium kiosztott 280.000 m 3 gáz. Ezért minden elektrolitikus cella annak felépítésétől függetlenül van szerelve gáz adatgyűjtési rendszer, amely összegyűjti a felszabaduló gázokból az elektrolízis során, és elküldi őket a gáz tisztító rendszer. Modern „száraz” gáztisztító rendszert csapdázó káros fluorozott alkalmazott vegyületek, vagy hogy egyéb, és alumínium-oxid. Ezért, mielőtt használt alumínium előállítására, timföld valójában részt vesz az első gáztisztítás amelyek során képződött fém termelés előtt. Itt egy ördögi kör.
Alumínium elektrolízis folyamata megköveteli hatalmas mennyiségű elektromos áram, így fontos, hogy a megújuló és a nem szennyező energiaforrások. Leggyakrabban használt erre vízerőmű -, hogy elegendő kapacitással, és nincs kibocsátás. Például, Magyarországon, 95% alumínium-hidro kapacitást biztosított. Vannak azonban olyan helyek a világon, ahol a szénalapú energiatermelés régóta uralják - különösen Kínában, számviteli 93% alumínium termelés. Ennek eredményeként a termelés 1 tonna alumínium alkalmazásával hydro jut a légkörbe több mint 4 tonna szén-dioxid és a szén felhasználása generáció - ötször nagyobb - 21,6 tonna.
Összehasonlításképpen - egy napos nap 1 hektár erdő elnyeli a levegő 120-280 kg szén-dioxid és bocsát ki oxigént 180-200 kg.
A megolvadt alumínium az üstben szállítják az öntödei kohó. Ebben a szakaszban, a fém még tartalmazott kis mennyiségű szennyeződések vas, szilícium, réz, és más elemeket. De még egy százaléka tulajdonítható a szennyező anyagok tulajdonságait is megváltoztathatja az alumínium, ezért itt azokat eltávolították megolvasztjuk egy speciális kemencében hőmérsékleten, 800 ° C-on Az így kapott tiszta alumínium öntjük speciális formájú, amelyben a fém veszi szilárd formájában.
A legkisebb alumínium bugák nevű sertés, hogy van egy súlya 6 és 22,5 kg. Miután megkapta alumínium bugák, a fogyasztók újra megolvasztjuk, és így a készítmény és a formáját, amelyek szükségesek a saját célra.
A legnagyobb veretlen - 30 tonnás hasáb 11,5 méter hosszú. Anyaguk speciális formája, így a földön mintegy 13 méter. Hot alumíniumot öntünk, hogy két órán át - öntvényből „növekszik” egy jégcsap, mint formában, de az ellenkező irányban. Ugyanakkor azt vízzel lehűtjük és a befejezése időpontjában ömlött kész a további szállítás. Négyszögletes keresztmetszetű rudakat nevezett lemezek (az angol lapok.) - ezeket használják a gördülő vékony lemezek és gyártása alumínium fólia dobozok italokhoz, vagy például, az autóipar számára.
Alumínium formájában tuskó eléri a hossza 7 méter - ezeket használják extrudálás, azaz a kihúzás a nyíláson keresztül a kívánt formát. Ez tette annyira az alumínium termékeket.
Az öntödei alumínium ad nem csak a különböző formák, hanem a készítmény. Az a tény, hogy a tiszta formájában, ez a fém használjuk sokkal ritkábban, mint az ötvözetek formájában.
Az ötvözeteket úgy állítjuk elő, különböző fémek alumínium (ún dópoló) - az egyik növeli annak keménysége, más sűrűség, a harmadik vezető egy változás a hővezető képessége, stb A felhasznált adalékok bór, vas, szilícium, magnézium, mangán, réz, nikkel, ólom, titán, króm, cink, cirkónium, lítium, szkandium, ezüst, és mások. Amellett, hogy ezeket az elemeket alumíniumötvözetek lehetnek jelen még körülbelül tíz dópoló mint például a stroncium, a foszfor és mások, amely jelentősen növeli a lehetséges számát ötvözetek. A mai napig, az ipar használja több mint 100 márka alumínium ötvözetek.
Alumínium van egy szép jellegzetessége - nem veszíti el tulajdonságait használja, így a termékek készülnek akkor lehet, hogy olvadt le, és visszavezetjük az új termékek már. Ez lehetővé teszi, hogy mentse a hatalmas energia a termelés alumínium először.
A számítások szerint a Nemzetközi Alumínium Intézet 1880 óta, a világ termelt csaknem 1 milliárd tonna alumínium és háromnegyede ez a mennyiség még mindig használatban van. Mintegy 35% épületekben, 30% - elektromos vezetékek és berendezések 30% - a közlekedésben.
Szerte a világon, összegyűjti alumínium hulladék - a mindennapi életben leginkább alumínium dobozokat ital. Úgy becsülik, hogy 1 kg összegyűjtjük és helyezték kannák megtakarítja feldolgozás bauxit 8 kg, 4 kg különböző fluoridok és 14 kW / h elektromos. Ezen felül, akkor jelentősen csökkenti a környezeti károkat minden bimbózó hulladéklerakók. A fejlesztés a környezeti felelősség teszi az egyre népszerűbb ötlet a szelektív hulladékgyűjtés a világon.
Alumínium dobozok - a leggyakrabban feldolgozott termék. Körülbelül 6 hét használat után, hogy ismét megjelenik a boltok polcain.
Minden évben a világ termel több mint 220 milliárd italdobozok Európában, 90% -uk újrahasznosítható - és gyakran vissza a bankok, így ez az úgynevezett örök alumínium dobozokat. De akkor újra bármit - és a karosszéria, és használja a fólia kisütéshez, és a kerékpár váz.