Контрольна робота
Технологія алюмінію
Зміст
1. Руди й мінерали
. Виробництво глинозему за способом Байєра
. Отримання глинозему способом спікання
. Переробка нефелинов
. 1 Отримання кріоліту
. 2 Фізико-хімічні властивості кріолітно- глиноземні розплавів
. 3 Поверхневий натяг
. 4 Напруга розкладу компонентів кріолітно-глиноземного розплаву
. 5. Катодний і анодний процеси
. 6 Анодний ефект
. 7 Вплив різних факторів на вихід по току
. 8 Пристрій і робота електролізера для одержання алюмінію
. 9 Рафінування алюмінію і розливання алюмінію
Література
1. Руди й мінерали
Алюміній знаходиться в рудах як окислених мінералів, подвійних сульфатів і силікатів. Нижче наведені найважливіші рудні мінерали алюмінію (Таблиця 1).
Таблиця 1 Основні мінерали алюмінію
Назва мінералаФормула мінералаСодержаніе Al2O3,% Корунд діаспори, беміт Гібса (гідраргілліт) Нефелін Алуніт Каолініт Кіаніт (андалузит, силіманіт) Al2O3 AlООН Al (ОН) 3 (Na, K) 2О · Al2O3 · 2SiO2 (К , Na) 2SO4 · Al2 (SO4) 3 · 4Al (OH) 3 Al2O3 · 2SiO2 · 2Н2О Al2O3 · SiO2100 85 65,4 32-36 37-39 39,5 63,2
Основний вид рудної сировини являють собою гірські породи, що містять беміт або діаспор, гідрагілліт або Гібса і невеликі кількості корунду і алюмосилікатів. Ці гірські породи отримали назву бокситів. Порожня порода в них представлена ??гідратованими оксидами заліза, різними водними силікатами і карбонатами кальцію і магнію. Великі родовища бокситів знаходяться в Північному Казахстані (тургайский). Вони характеризуються наступним складом (%): Al2O3 - 40-50; SiO2 - 5-15; Fe2O3 - 14-16; TiO2 - 2-3.
Промислове значення мають нефеліносодержащіе породи. Якість цих руд оцінюється співвідношенням в них Na2O: Al2O3, що по можливості повинне бути близьким до одиниці. У них також повинно знаходитися мінімальна кількість заліза. Іноді нефелин встечаются разом з апетитом [Са10Сl2 (F2) (PO4). Апатит відокремлюють від нефелина флотацією і використовують для одержання добрив. Отриманий сієніт концентрат містить порядку 30% Al2O3,20% (Na2O + Ka2O) і 44% SiO2
алунитом містять ізоморфні суміші натрієвого і калієвого алунитов і можуть служити сировиною для здобуття глинозему, поташу і соди і сірчаної кислоти.
У глинах міститься каолініт. Якщо в глині ??міститься не менше 30-32% Al2O3, то вона може служити сировиною для отримання алюмінію.
Високоглиноземисті силікати має високий вміст андалузиту, силіманіту і кіаніту. Ці руди можуть бути використані для отримання сплавів алюмінію з кремнієм - силуминов.
2. Виробництво глинозему за способом Байєра
Виробництво глинозему з алюмінієвих руд є першою необхідною стадією отримання алюмінію. Способи отримання глинозему з різних руд різні. Так з бокситів глинозем отримують за способом Байєра, який заснований на оборотності реакції між гідратованим оксидом алюмінію і лугом:
Al (OH) 3 + NaOH=NaAl (OH) 4 (1)
або + NaOH + H2O=NaAl (OH) 4 (2)
При нагріванні бокситу з концентрованою лугом гідраргілліт при температурі близько 100оС реагує з останньою і утворює моноалюмінат натрію. Для подібного розчинення діаспора і беміт необхідна температура 160-200оС. При цьому необхідно високий тиск. Тому процес здійснюється в автоклавах, що представляють собою товстостінні сталеві посудини (Малюнок 1)
- сталевий товстостінний посудину; 2- патрубок для подачі пульпи; 3-труба для завантаження автоклава або передачі пульпи в сусідній апарат
Малюнок 1 Автоклав для вилуговування бокситу
У бокситах присутній кремнезем, як у чистому вигляді, так і у вигляді каолініту. Незв'язаний кремнезем реагує з їдким натром і переходить в розчин у вигляді силікату натрію:
SiO2 + 2NaOH=Na2SiO3 + H2O (3)
Силікат натрію взаємодіє з алюмінатом натрію з утворенням нерозчинного гідроалюмосіліката натрію- пермутіта:
2Na2SiO3 + 2NaAl (OH) 4=Na2O · 2SiO2 · Al2O3? 2H2O + 4NaOH (4)
Цей процес призводить ...
