Производство алюминия

1.

Производство алюминия
подготовил студент группы
1-ЭС-2
Легостаев Фёдор

2.

Описание алюминия
Лекгий но прочный металл с атомным
номером 13. Он обладает высокой
коррозионной стойкостью, а также
оксидной плёнкой, которая и защищает
материал от разрушающих процессов.
Является наиболее распространённый
металл и третий по
распространённости элемент в земной
коре.
Хорошо проводит электричество и
тепло, а также легко поддается
обработке, что позволяет создавать
изделия различных форм и размеров.

3.

История открытия
Впервые был открыт в 1807 году английским химиком Хэмфри Дэви который выделил
алюминий в виде амальгамы, но он не смог получить чистый металл. Но не смотря на это
глинозем (оксид алюминия) использовался в производстве керамики и в других
материалах.
Позже в 1825 году, датский химик Ханс Кристиан Эрстед стал первым, кто смог получить
алюминий в чистом виде, но его метод был неэффективным и давал лишь небольшие
количества металла.
И лишь в 1854 году немецкий химик Фридрих Вёлькер разработал более эффективный
способ получения алюминия из глинозема с использованием натрия. Это открыло новые
возможности для производства.

4.

Производство алюминия
Производство алюминия можно разделить на несколько этапов:
1.
добыча сырья
2. Обогащение боксита
3. Пиролиз глинозема
4.
Электролиз
5.
Литье и обработка
Производство алюминия — это сложный и энергоемкий процесс, который включает
несколько этапов от добычи сырья до получения готового продукта. Связи с чем для
получения алюминия нужен не только источник бокситов, но и мощный источник
энергии.

5.

Добыча сырья и его обогащение
Основным сырьем для производства алюминия
является боксит — руда, содержащая глинозем
(оксид алюминия-Al2O3 · H2O (с примесями SiO2,
Fe2O3, CaCO3)). Боксит добывается открытым
способом в карьерах.
Обогащение начинается с этапа измельчения-то
есть, боксит измельчается для увеличения
поверхности реакции. Затем следует этап
растворения, где боксит смешивается натриевым
гидроксидом (NaOH) и нагревается. Это нужно для
удаления шлама(нерастворимого осадка). Затем
раствор филтруют и охлаждают, тем самым
осаждая глинозем в виде кристаллов.
Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O.

6.

Пиролиз и электролиз глинозема
Полученный глинозем (Al2O3) подготавливается
к электролизу, с помощью сушки.
Затем глинозем электролитируют: Глинозем
смешивается с криолитом (Na3AlF6) и
помещается в электролизную ячейку, где смесь
расплавляется.
Следующим этапом электролиз: При
пропускании электрического тока через
расплавленный электролит происходит
редукция ионов алюминия до металлического
алюминия, который накапливается на дне
ячейки. В процессе выделяется кислород,
который реагирует с угольными анодами,
образуя диоксид углерода. Этот этам является
самым энергоемким, удельные расходы
электро энергии составляют до 33 МВт/ч.
2Al2O3 → 4Al + 3O2.

7.

Литье и обработка
Полученный жидкий алюминий
откачивается из ячейки и заливается
в формы для получения слитков или
других форм. Эти слитки могут быть
далее переработаны в различные
изделия методом экструзии, литья
или прокатки.
Из алюминия делают различные
товары, начиная от бытовых изделий,
заканчивая техникой, электроникой,
строительными материалами.