Як отримують алюміній

Отримуютьалюміній технологічним шляхом, що включає два основних етапи: виготовлення глинозему з дрібної руди алюмінію і подальше отримання легкого металу з глинозему.

Глинозем являє собою кристалічну окис з алюмінію. Глинозем можна отримати, застосовуючи три методи: лужний, кислотний і електролітичний. Найпоширенішим вважається лужної метод, який був відкритий Байєром і в майбутньому отримав назву Байєр-процес. Спочатку дрібну руду алюмінію нагрівають за допомогою автоклави, додаючи натром, після чого дають алюмінієвої руди охолонути. Далі виділяють з рідини твердий осад званий «червоний шлам». Потім з цього розчину отримують гідроокис алюмінію і відразу її прожарюють, щоб вивести чистий глинозем.

Очищену окис легкого металу піддають електролізу. В ході реакції вона розплавляється, розпадаючись на окремі складові. В результаті електролізу виділяється сам алюміній, які становлять приблизно чверть початкового ваги бокситу.

Глинозем має другу назву корунд, як мінералу. Зараз кристали ювелірного корунду виробляють штучним шляхом, проте в природі все ще можна зустріти натуральні камені. Як правило, корунд використовують в вогнетривкому матеріалі.

Отримуютьалюміній шляхом вторинної переробки брухту. Результатом більшості великих алюмінієвих підприємств стають різні відходи, які включають в себе оксид заліза, алюміній, титан і багато інших метали. Такі відходи отримали назву - червоні шлами, які містять велику кількість цінних компонентів, виділення більшості з них може бути цілком рентабельним виробництвом. Однак в даний час даний процес має великі фінансові витрати, тому шлам зберігають на добре ізольованих територіях. Відвозять його тому, що червоний шлам, з якого виділена окис алюмінію, містить велику концентрацію лугу і становить величезну небезпеку для всієї навколишньої природи, включаючи людину: при зіткненні зі шкірою починає її роз`їдати.

Сировина для промислового випуску алюмінію

Залежно від використовуваного сировини і за способом виробництва алюміній ділиться на групи:

- первічний-
- вторинний.

Первинний алюміній виробляється з мінеральних руд, що містять оксид алюмінію і розрізняються складом і його концентрацією. Змістом оксиду алюмінію в мінералах:

- боксити. Основна алюмінієва руда, що містить до 50% оксиду алюмінію-
- нефеліни (до 30%) -
- алуніти (до 20%).

Для виробництва вторинного алюмінію і сплавів використовується алюмінієві і лом (вирубування і обріз аркушів, труб і стрічок, дріт, фольга, провідники струму, стружка та інші відходи).

Виробництво первинного алюмінію

Технологія виробництва металевого алюмінію з рудних матеріалів являє собою складну технологічну схему, що складається з кілька підрозділів, які виробляють:

- глінозем-
- фтористі солі і кріоліт-
- вугільні вироби (блоки футерування, електроди) -
- електролітичний алюміній.

Головні елементи технологічного ланцюжка - це виробництва глинозему (оксиду алюмінію) і електролітичного алюмінію. Основним методом промислового отримання алюмінію є метод електролізу глиноземного розплаву в кріоліті. Електролітичне відновлення алюмінію - це енерговитратне виробництво, тому алюмінієві заводи розташовані в районах з ГЕС (дешева електроенергія), а виробництва глинозему - близько родовищ алюмінієвої руди.

Основним пристроєм для отримання алюмінію служить алюмінієва ванна або електролізер. У процесі електролізу алюміній, який має більш високу щільність, ніж кріоліт, відділяється від розплаву кріолітоглінозема і опускається на дно ванни, де збирається і витягується за допомогою сифонів або вакуумних ковшів, засмоктуючих алюміній через трубу, введену через шар електроліту в рідкий алюміній. Після цього алюміній очищають (хлорують) і відливають у злитки.

Алюміній високої чистоти виробляють шляхом додаткового рафінування (до 99,99% чистоти) або за допомогою субсоедіненій (до 99,9995% чистоти).

Виплавка вторинного алюмінію

Вторинний алюміній з необхідними характеристиками отримують шляхом виплавки алюмінієвого брухту та відходів в спеціальних печах з паливним або електричним способами плавки. Перед плавкою відходи сортують і піддають холодній переробці (обробленню) для видалення металевих і неметалевих домішок. Потім лом подають в безпосередньо в розплав алюмінію в ванній печі з примусовим зануренням в нього для запобігання окислення. Розлив готового продукту виробляється в ливарні чушки різної форми та інші литі вироби.