Hlavní vlastnosti hliníkové rudy pro průmyslové aplikace

Hliník - matný stříbrný film oxidu kovu potažena jejichž vlastnosti určují jeho popularitu: měkkost, lehkost, tažnost, vysokou pevnost, odolnost proti korozi, elektrickou vodivost a netoxičnost. V moderních špičkových technologiích je použití hliníku přední místo jako strukturální, multifunkční materiál.

Největší hodnotou pro průmysl jako zdrojem hliníku jsou přírodní suroviny - hliníková ruda, složené horniny ve formě bauxitů, alunitů a nefelinů.

Odrůdy rud obsahujících oxid hlinitý

Je známo více než 200 minerálů, které zahrnují hliník.

Pouze surová hornina se považuje za zdroj surovin, který může splňovat následující požadavky:

• Přírodní suroviny by měly mít vysoký obsah oxidů hliníku;
• Záloha musí odpovídat ekonomické proveditelnosti jeho průmyslového rozvoje.
• Skála musí obsahovat hliníkové suroviny ve formě, která má být získána v čisté formě známými metodami.

Charakteristika přírodního bauxitu

Přirozený zdroj bauxitu, nefelinu, alunitu, jílu a kaolinu může sloužit jako surovina. Hliníkové sloučeniny jsou nejvíce nasycené bauxitem. Hlíny a kaoliny představují nejběžnější horniny s významným obsahem aluminy v nich. Zásoby těchto minerálů jsou na povrchu země.

Hliníková ruda v přírodě existuje pouze jako binární sloučenina kovu s kyslíkem. Získat tuto směs z přírodní hory ruda ve formě bauxitů, sestávající z oxidů několika chemických prvků: hliník, draslík, sodík, hořčík, železo, titan, křemík, fosfor.

V závislosti na nánosu mají bauxity v jejich složení 28 až 80% oxidu hlinitého. Jedná se o hlavní surovinu pro získání unikátního kovu. Kvalita bauxitu jako hliníkové suroviny závisí na obsahu oxidu hlinitého v něm. To určuje fyzický vlastnosti bauxit:

• Minerál je skrytá krystalická struktura nebo je v amorfním stavu. Mnoho minerálů má stužené formy hydrogelů jednoduchého nebo složitého složení.
• Barva bauxitu v různých místech extrakce se liší od téměř bílé až červené tmavé barvy. Tam jsou ložiska s černým zbarvením minerálu.
• Hustota minerálů obsahujících hliník závisí na jejich chemickém složení a je přibližně 3500 kg / m3.
• Chemické složení a struktura bauxitu je určena pevnou látkou vlastnosti minerální. Nejsilnější minerály se liší podle tvrdosti 6 jednotek podle měřítka použitého v mineralogii.
• Jako přírodní fosilie má bauxit řadu nečistot, nejčastěji oxidy železa, vápníku, hořčíku, manganu, nečistot z titanu a sloučenin fosforu.

Bauxit, kaolin, jíl v jeho složení obsahuje nečistoty jiných sloučenin, které jsou při zpracování surovin izolovány v oddělených odvětvích.

Pouze v Rusku používají usazeniny s ložem hornin, u kterých je oxid hlinitý nižší koncentrací.

V poslední době oxid hlinitý připravený z oceli nephelines, že přídavek oxidu hlinitého obsahují oxidy kovů, jako je draslík, sodík a křemíku, ne méně hodnotné, kamence kamene, alunite.

Metody zpracování fosilních hliníku

Technologie získání čistého hliníku z hliníkové rudy se od objevu tohoto kovu nezměnila. Zlepšilo své výrobní zařízení, které umožňuje získat čistý hliník. Hlavní výrobní etapy výroby čistého kovu:

• Extrakce rudy z rozvinutých ložisek.
• Primární zpracování z prázdných hornin ke zvýšení koncentrace oxidu hlinitého je proces obohacování.
• Výroba čistého oxidu hlinitého, elektrolytická redukce hliníku z oxidů.

Výrobní proces je ukončen získáním kovu o koncentraci 99,99%.

Extrakce a obohacování oxidu hlinitého

Oxid hlinitý nebo oxid hlinitý ve své čisté podobě v přírodě neexistuje. Je extrahována z hliníkových rud pomocí hydrochemických metod.

Vklady hliníkové rudy v ložiskách obvykle vyhodí do vzduchu, poskytnutí místa pro jeho těžbu v hloubce asi 20 metrů, odkud je vybrána a spuštěna do procesu dalšího zpracování;

• Pomocí speciálních zařízení (obrazovky, klasifikátory) je ruda rozdrcena a tříděna a vyhozena prázdná skála (ocasy). V této fázi obohacování oxidu hlinitého se používají metody mytí a prosévání, které jsou ekonomicky nejvýhodnější.
• Vyčištěná ruda, která se usadila na dně koncentrační rostliny, se smísí s vyhřívanou hmotou hydroxidu sodného v autoklávu.
• Směs prochází systémem nádob z vysoce pevných ocelí. Nádrže jsou vybaveny parním pláštěm, který udržuje potřebnou teplotu. Tlak par se udržuje na úrovni 1,5 až 3,5 MPa před úplným přechodem hliníkových sloučenin z obohacené horniny na hlinitan sodný v přehřátém roztoku hydroxidu sodného.
• Po ochlazení prochází kapalina filtračním stupněm, čímž se oddělí pevná sraženina a vznikne přesycený čistý roztok hlinitanu. Když se do výsledného roztoku přidávají zbytky hydroxidu hlinitého z předchozího cyklu, rozklad se zrychluje.
• Pro konečné sušení hydrátu oxidu hlinitého se používá kalcinační postup.

Elektrolytická výroba čistého hliníku

Čistý hliník se vyrábí za použití kontinuálního procesu, jehož výsledkem je kalcinovaný hliník vstupuje do stupně elektrolytické redukce.

Moderní elektrolýzy představují zařízení sestávající z následujících částí:

• Z ocelového pláště, který je obložen uhelnými bloky a deskami. Během provozu se na povrchu těla lázně vytvoří hustá fólie zmrzlého elektrolytu, která chrání vložku před destrukcí taveninou elektrolytu.
• V tomto zařízení slouží jako katoda vrstva roztaveného hliníku na dně lázně o tloušťce 10-20 cm.
• Proud v hliníkové tavenině je veden uhelnými bloky a vestavěnými ocelovými tyčemi.
• Anody, zavěšené na železném rámu pomocí ocelových kolíků, jsou opatřeny tyčemi připojenými ke zvedacímu mechanizmu. Jak probíhá spalování, anoda sestupuje dolů a tyče se používají jako prvek pro dodávání proudu.
• V obchodech jsou elektrolyzery instalovány sériově v několika řadách (dva nebo čtyři řady).

Další rafinace hliníku rafinací

Pokud hliník extrahovaný z elektrolyzéru nesplňuje konečné požadavky, podrobí se dalšímu čištění rafinací.

V průmyslu se tento proces provádí ve speciálním elektrolyzéru, který obsahuje tři vrstvy kapaliny:

• Dolní rafinovaný hliník s přídavkem asi 35% mědi, slouží jako anoda. Měď je přítomna pro vážení hliníkové vrstvy, měď se v anodové slitině nerozpouští, její hustota by měla přesáhnout 3000 kg / m3.
• Střední vrstva je směs fluoridů a chloridů bária, vápníku, hliníku s teplotou tání přibližně 730 ° C.
• Nejvyšší vrstva - čistý rafinovaný hliník Tavenina, která se rozpouští v anodové vrstvě a stoupá nahoru. V tomto schématu slouží jako katoda. Proud je dodáván grafitovou elektrodou.

Během elektrolýzy zůstávají nečistoty v anodové vrstvě a elektrolytu. Výtěžek čistého hliníku je 95-98%. Vývoj ložisek obsahujících hliník je vedoucím místem v národním hospodářství díky vlastnostem hliníku, který v současné době zaujímá druhé místo po železnici v moderním průmyslu.