Egenskaber af aluminiummalm. Bauxit Aluminium minedriftssteder

Der er et stort antal mineraler og sten, der indeholder aluminium, men kun få af dem kan bruges til at fremstille aluminiummetal. Bauxit er det mest udbredte aluminiumsråmateriale. , Desuden udvindes først mellemproduktet - aluminiumoxid (Al 2 0 3) fra malmene, og derefter opnås metallisk aluminium fra aluminiumoxidet ved elektrolytiske midler. Som A. r. nefelin-syenit anvendes (se nefelin-syenit) , samt nefelin-apatit-bjergarter, som samtidig tjener som kilde til fosfater. Alunite-bjergarter kan tjene som mineralske råmaterialer til fremstilling af aluminium (se Alunite) , leucit lava (mineral leucit), labradoritter, anorthosites , ler med højt aluminiumoxidindhold og kaoliner, kyanit, sillimanit og andalusitskifer.

I kapitalistiske lande og udviklingslande bruges praktisk talt kun bauxit til fremstilling af aluminium. I USSR har nephelin-syenit- og nepheline-apatit-sten ud over bauxit fået vigtig praktisk betydning.

Store sovjetiske encyklopædi. - M.: Sovjetisk encyklopædi. 1969-1978 .

Aluminiummonopoler
Aluminiumslegeringer

Se, hvad "aluminiummalm" er i andre ordbøger:

Aluminium malme- (a. aluminiummalme; n. Aluminiumerze, Aluerze; f. minerais d aluminium; i. minerales de aluminium) naturlige mineralske formationer indeholdende aluminium i sådanne forbindelser og koncentrationer, ved hvilke deres industrielle egenskaber. teknisk brug... ... Geologisk encyklopædi

ALUMINIUM MALME- sten, råmaterialer til aluminiumsproduktion. Hovedsageligt bauxit; Aluminiummalme inkluderer også nefelinsyenit, alunit, nefelinapatitsten osv. Stor encyklopædisk ordbog

aluminium malme- sten, råmaterialer til aluminiumsproduktion. Hovedsageligt bauxit; Aluminiummalme omfatter også nefelin-syenit, alunit, nefelin-apatitsten osv. * * * ALUMINIUMMALME ALUMINIUMMALME, sten, råmaterialer til fremstilling af... ... encyklopædisk ordbog

aluminium malme- malme, der indeholder Al i sådanne forbindelser og koncentrationer, hvor deres industrielle anvendelse er teknisk mulig og økonomisk gennemførlig. De mest almindelige Al-råmaterialer er bauxit, alunit og... ...

ALUMINIUM MALME- horn sten, råmaterialer til aluminiumsproduktion. I hovedsagen bauxit; til A. r. omfatter også nefelin-syenitter, alunit, nefelin-apatitsten osv... Naturvidenskab. encyklopædisk ordbog

jernholdige metalmalme- malme, der er råvaregrundlaget for VM; inklusive Fe-, Mn- og Cr-malme (se jernmalme, manganmalme og krommalme); Se også: Kommercielle malme, sideritmalme... Encyklopædisk ordbog for metallurgi

ikke-jernholdige metalmalme- malme, der er råmaterialerne til CM, herunder en bred gruppe af Al, polymetalliske (indeholdende Pb, Zn og andre metaller), Cu, Ni, Co, Sn, W, Mo, Ti malme. Et specifikt træk ved ikke-jernholdige metalmalme er deres komplekse... ... Encyklopædisk ordbog for metallurgi

sjældne jordarters metalmalme- naturlige mineralformationer, der indeholder sjældne jordarters metaller i form af deres egne mineraler eller isomorfe urenheder i nogle andre mineraler. Izv > 70 egne sjældne jordarters mineraler og omkring 280 mineraler, hvori sjældne jordarters metaller indgår som ... Encyklopædisk ordbog for metallurgi

sjældne metalmalme - naturlige formationer, indeholdende RE i form af uafhængige mineraler eller isomorfe urenheder i andre malm- og venemineraler i tilstrækkelige mængder til deres rentable industrielle udvinding. RE anses for at være... ... Encyklopædisk ordbog for metallurgi

radioaktive metalmalme- naturlige mineralformationer indeholdende radioaktive metaller (U, Th osv.) i sådanne forbindelser og koncentrationer, hvor deres udvinding er teknisk mulig og økonomisk gennemførlig. Industriel betydning... ... Encyklopædisk ordbog for metallurgi

Aluminium- et af de vigtigste strukturelle materialer. På grund af sin lethed, mekaniske styrke, høje elektriske ledningsevne og store korrosionsbestandighed har den fundet bred anvendelse i luftfarten, bilindustrien, elindustrien, andre grene af moderne teknologi og i hverdagen. Med hensyn til produktion og forbrug i verden er den nummer to blandt metaller efter jern.

Råmaterialet til aluminiumsproduktion er aluminiumoxid, som er opnået fra bauxit, nefelinmalme og andre bjergarter med højt aluminiumoxidindhold. Hoved bauxit, der leverer 98 % af verdens aluminiumoxidproduktion, er bauxit. Rusland er det eneste land i verden, hvor der anvendes aluminiumsråmaterialer af lav kvalitet som nefelinmalme.

De samlede reserver af bauxit i 29 lande i verden overstiger 40 milliarder tons, 95% af dem er koncentreret i den tropiske zone, herunder mere end 50% i Guinea, 40% i Australien, Venezuela, Brasilien, Indien, Vietnam og Jamaica. Bauxit udvindes i 24 lande i mængden af 140 millioner tons om året, 80% af produktionen sker i Australien, Guinea, Jamaica, Brasilien, Kina og Indien. Den årlige aluminiumoxidproduktion i bauxitminelandene oversteg 52 millioner tons, og primær aluminiumssmeltning oversteg 24,5 millioner tons. de sidste år Aluminiumsproduktionen steg mere end 10 gange.

Betragtes som unikke Fødselssted bauxit med reserver på mere end 500 millioner tons, store og mellemstore - 500 - 50, små - mindre end 50 millioner tons.

Bauxit er en rest eller sedimentær bjergart bestående af aluminiumhydroxider, jernoxider og -hydroxider, lermineraler og kvarts. Baseret på deres mineralsammensætning klassificeres bauxitter som gibbsit, boehmit og diaspore. Det blev bemærket, at i unge, utransformerede aflejringer dominerer gibbsitmalme, mens de i ældre og transformerede aflejringer erstattes af boehmit- og diasporiske malme.

Alle industrielle typer af bauxitaflejringer er eksogene formationer. De er opdelt i vejrlig og sedimentære aflejringer. Forvitringsaflejringer er opdelt i resterende lateritiske og resterende genaflejrede, og sedimentære aflejringer opdeles i dem, der forekommer i terrigene formationer af platformsområder og er forbundet med karbonatformationer i geosynklinale områder. Karakteristikaene er angivet i bord 1.2.1.

Tabel 1.2.1 De vigtigste geologiske og industrielle typer af aluminiumsforekomster

Geologisk industriel type	Malmbærende dannelse	Malmkroppe	Forekomstforhold	Malmsammensætning	Eksempler indskud	Vægt, indskud
1. Rest lateritisk	EN) Moderne bark forvitrer på gamle skifer, basalt osv.	Vandret indskud område 5-15 km2, effekt op til 10-15 m.	Tæt på overfladen på fladt højland - bovalakh; blokeret jern kuras.	Gibbsite, hæmatit	Boke, Fria (Guinea)	Enestående indtil 3 milliarder tons
1. Rest lateritisk	b) Oldtidsbark forvitrer på phyllitskifer og metabasitter	Stor horisont. Overliggende kroppe længde op til flere dec. km, kapacitet på flere m.	Indskud er spærret sedimentære Palæozoiske bjergarter, Mesozoikum, Cenozoic, tykkelse 450-600 m.	Boehmite, gibbsite, shaozit	Vislovskoe (KMA, Rusland)	Stor, 80 millioner tons
2. Rest omlagt	Ung mesozoikum- Kenozoisk sand- leret, tilstødende til udviklingsområder lateritiske skorper forvitring	linseformet, ark-lignende	1-3 horisonter blandt sandsten, ler mv.	Gibbsite, boehmit, hæmatit, kaolinit, siderit	Fødselssted Guyana kyst Plains, Wayne Gov (Australien)
3. Sedimentær platform	Terrigent, karbonat noterigen, vulkanogen-terrigen kontinentale, rød, nogle gange leret	linseformet, ark-lignende	På 40-150 meters dybde under sedimentære formationer Palæozoikum, Mesozoikum	Gibbsit, boehmit, kaolinit	Tikhvin gruppe, Severo-Onezhsky (Rusland)	små, gennemsnit, sjælden-stor
4. Sedimentær geosynklinal	carbonatdannelse (frygtelige, kontinentale, lavvandede terigen karbonat, rev subformation)	linseformet, ark-lignende	Blandt forskudt sedimentære lag	Diaspora, boehmit, sjælden gibbsite, hæmatit, pyrit	Rødhætte og osv., SUBR, Rusland	Stor, medium

Lateritaflejringer er af største industriel betydning (90 % af verdensreserverne).

I Rusland udvikles bauxitaflejringer i de nordlige Ural (SUBR) og Sydural (YUBR) bauxitbærende regioner (84 % af produktionen) og Tikhvin-regionen (16 %). På grund af manglen på råmaterialer til at opfylde behovene i den indenlandske metallurgi, importerer Rusland årligt omkring 50% (3,7 millioner tons) aluminiumoxid fra Ukraine, Kasakhstan og ikke-CIS-lande.

Indhold [-]

Aluminium er et metal belagt med en mat sølvoxidfilm, hvis egenskaber bestemmer dets popularitet: blødhed, lethed, duktilitet, høj styrke, korrosionsbestandighed, elektrisk ledningsevne og mangel på toksicitet. I moderne højteknologier får brugen af aluminium en førende plads som et strukturelt, multifunktionelt materiale. Den største værdi for industrien som kilde til aluminium er naturlige råvarer - bauxit, en stenkomponent i form af bauxit, alunit og nefelin.

Sorter af aluminiumoxidholdige malme

Der kendes mere end 200 mineraler, der indeholder aluminium. Den eneste kilde til råvarer tages i betragtning klippe, som kan opfylde følgende krav:

Naturlige råvarer skal have et højt indhold af aluminiumoxider;
Indskuddet skal svare til den økonomiske gennemførlighed af dets industrielle udvikling.
Stenen skal indeholde aluminiumsråstoffer i en form, der kan udvindes i sin rene form ved kendte metoder.

Funktion af den naturlige stenbauxit

Naturlige aflejringer af bauxit, nefelin, alunit, ler og kaolin kan tjene som en kilde til råmaterialer. Bauxit er den mest mættede med aluminiumforbindelser. Ler og kaoliner er de mest almindelige sten med et betydeligt aluminiumoxidindhold. Aflejringer af disse mineraler findes på jordens overflade. Bauxit i naturen eksisterer kun i form af en binær forbindelse af metal med oxygen. Denne forbindelse er udvundet af naturlige bjerge malm i form af bauxit, bestående af oxider af flere kemiske elementer: aluminium, kalium, natrium, magnesium, jern, titanium, silicium, fosfor. Afhængigt af forekomsten indeholder bauxit fra 28 til 80 % aluminiumoxid. Dette er det vigtigste råmateriale til at opnå et unikt metal. Kvaliteten af bauxit som aluminiumsråmateriale afhænger af dets aluminiumoxidindhold. Dette bestemmer det fysiske ejendomme bauxit:

Mineralet har en skjult krystallinsk struktur eller er i en amorf tilstand. Mange mineraler har hærdede former for hydrogeler med enkel eller kompleks sammensætning.
Farven på bauxit på forskellige minesteder varierer fra næsten hvid til rød mørke farver. Der er aflejringer med en sort farve af mineralet.
Densiteten af aluminiumholdige mineraler afhænger af deres kemiske sammensætning og er omkring 3.500 kg/m3.
Den kemiske sammensætning og struktur af bauxit bestemmer fast stof ejendomme mineral. De stærkeste mineraler har en hårdhed på 6 enheder på den skala, der accepteres i mineralogien.
Som et naturligt mineral har bauxit en række urenheder, oftest er disse oxider af jern, calcium, magnesium, mangan og urenheder af titanium og fosforforbindelser.

Bauxiter, kaoliner og lerarter indeholder urenheder af andre forbindelser, som adskilles i separate industrier under forarbejdning af råmaterialer. Kun i Rusland bruger de aflejringer med stenaflejringer, der indeholder lavere koncentrationer af aluminiumoxid. For nylig begyndte man at få aluminiumoxid fra nefeliner, som ud over aluminiumoxid indeholder oxider af metaller som kalium, natrium, silicium og ikke mindre værdifuld alunsten, alunit.

Metoder til forarbejdning af aluminiumholdige mineraler

Teknologien til fremstilling af ren aluminiumoxid fra aluminiummalm har ikke ændret sig siden opdagelsen af dette metal. Dets produktionsudstyr bliver forbedret, så det kan producere rent aluminium. De vigtigste produktionsstadier for at opnå rent metal:

Udvinding af malm fra udviklede forekomster.
Primær bearbejdning af gråbjergarter for at øge koncentrationen af aluminiumoxid er en berigelsesproces.
Fremstilling af ren aluminiumoxid, elektrolytisk reduktion af aluminium fra dets oxider.

Produktionsprocessen afsluttes med metal med en koncentration på 99,99%.

Udvinding og udnyttelse af aluminiumoxid

Aluminiumoxid eller aluminiumoxider findes ikke i naturen i sin rene form. Det udvindes af aluminiummalme ved hjælp af hydrokemiske metoder. Aflejringer af aluminiummalm i forekomster normalt eksplodere 20 meters dybde, hvorfra det udvælges og lanceres i processen med yderligere behandling;

Ved hjælp af specialudstyr (sigter, klassificeringsapparater) knuses og sorteres malmen, hvorved affaldssten (tailings) kasseres. På dette stadium af aluminiumoxidberigelse anvendes vaske- og sigtemetoder som de mest økonomisk fordelagtige.
Den rensede malm, der er bundfældet i bunden af koncentreringsanlægget, blandes med en opvarmet masse kaustisk soda i en autoklave.
Blandingen ledes gennem et system af højstyrke stålbeholdere. Karrene er udstyret med en dampkappe, der holder den nødvendige temperatur. Damptrykket holdes på 1,5-3,5 MPa, indtil aluminiumforbindelserne er fuldstændigt overført fra den berigede bjergart til natriumaluminat i en overophedet natriumhydroxidopløsning.
Efter afkøling gennemgår væsken et filtreringstrin, som et resultat af hvilket fast sediment udskilles, og der opnås en overmættet ren aluminatopløsning. Ved at tilsætte aluminiumhydroxidrester fra den foregående cyklus til den resulterende opløsning fremskyndes nedbrydningen.
Til sluttørring af aluminiumoxidhydrat anvendes en kalcineringsprocedure.

Elektrolytisk produktion af rent aluminium

Rent aluminium fremstilles ved hjælp af en kontinuerlig proces, der producerer calcineret aluminium går ind i elektrolytisk reduktionsstadiet. Moderne elektrolysatorer er en enhed, der består af følgende dele:

Fremstillet af stålbeklædning foret med kulblokke og plader. Under drift dannes en tæt film af frossen elektrolyt på overfladen af badets krop, hvilket beskytter foringen mod ødelæggelse af elektrolytsmelten.
Et lag smeltet aluminium i bunden af badet, 10-20 cm tykt, fungerer som katode i denne installation.
Strøm tilføres aluminiumssmelten gennem kulstofblokke og indstøbte stålstænger.
Anoderne, ophængt på en jernramme ved hjælp af stålstifter, er forsynet med stænger forbundet med en løftemekanisme. Efterhånden som forbrændingen skrider frem, bevæger anoden sig ned, og stængerne bruges som et element til at levere strøm.
I værksteder installeres elektrolysatorer sekventielt i flere rækker (to eller fire rækker).

Yderligere rensning af aluminium ved raffinering

Hvis aluminiumet, der udvindes fra elektrolysatorerne, ikke opfylder de endelige krav, udsættes det for yderligere rensning ved raffinering. I industrien udføres denne proces i en speciel elektrolysator, som indeholder tre væskelag:

Bund – raffineret aluminium med tilsætning af ca. 35 % kobber, fungerer som en anode. Kobber er til stede for at gøre aluminiumlaget tungere; kobberet opløses ikke i anodelegeringen.
Mellemlaget er en blanding af fluorider og chlorider af barium, calcium og aluminium med et smeltepunkt på omkring 730 ° C.
Øvre lag - rent raffineret aluminium en smelte, der opløses i anodelaget og stiger opad. Den fungerer som katoden i dette kredsløb. Strømmen leveres af en grafitelektrode.

Under elektrolyseprocessen forbliver urenheder i anodelaget og elektrolytten. Udbyttet af rent aluminium er 95-98%. Udviklingen af aluminiumholdige aflejringer har en førende plads i national økonomi, takket være egenskaberne af aluminium, som i øjeblikket er nummer to efter jern i moderne industri.

I moderne industri er aluminiummalm det mest populære råmateriale. Den hurtige udvikling af videnskab og teknologi har gjort det muligt at udvide anvendelsesområdet. Hvad aluminiummalm er, og hvor det udvindes, er beskrevet i denne artikel.

Industriel betydning af aluminium

Aluminium betragtes som det mest almindelige metal. Den ligger på tredjepladsen med hensyn til antallet af aflejringer i jordskorpen. Aluminium er også kendt af alle som et grundstof i det periodiske system, som hører til letmetaller.

Aluminiummalm er det naturlige råmateriale, hvorfra dette metal er opnået. Det udvindes hovedsageligt af bauxit, som indeholder aluminiumoxider (aluminiumoxid) i det største antal– fra 28 til 80 %. Andre bjergarter - alunit, nefelin og nefelin-apatit bruges også som råmaterialer til fremstilling af aluminium, men de er af dårligere kvalitet og indeholder væsentligt mindre aluminiumoxid.

Aluminium rangerer først i ikke-jernholdig metallurgi. Faktum er, at det på grund af dets egenskaber bruges i mange industrier. Dette metal bruges således i transportteknik, emballageproduktion, konstruktion og til fremstilling af forskellige forbrugsvarer. Aluminium er også meget brugt i elektroteknik.

For at forstå vigtigheden af aluminium for menneskeheden er det nok at se nærmere på de husholdningsting, vi bruger hver dag. Mange husholdningsartikler er lavet af aluminium: disse er dele til elektriske apparater (køleskab, vaskemaskine osv.), fade, sportsudstyr, souvenirs, interiørelementer. Aluminium bruges ofte til at fremstille forskellige typer beholdere og emballage. For eksempel dåser eller engangsfoliebeholdere.

Typer af aluminiummalm

Aluminium findes i mere end 250 mineraler. Af disse er de mest værdifulde for industrien bauxit, nefelin og alunit. Lad os se på dem mere detaljeret.

Bauxitmalm

Aluminium forekommer ikke i naturen i sin rene form. Det er hovedsageligt fremstillet af aluminiummalm - bauxit. Det er et mineral, der for det meste består af aluminiumhydroxider, samt jern- og siliciumoxider. På grund af det høje aluminiumoxidindhold (40 til 60%) anvendes bauxit som råmateriale til fremstilling af aluminium.

Fysiske egenskaber af aluminium malm:

uigennemsigtigt mineral af røde og grå farver i forskellige nuancer;
hårdheden af de stærkeste prøver er 6 på den mineralogiske skala;
Densiteten af bauxit, afhængig af den kemiske sammensætning, varierer fra 2900-3500 kg/m³.

Bauxitmalmaflejringer er koncentreret i jordens ækvatoriale og tropiske zoner. Flere gamle aflejringer er placeret i Rusland.

Hvordan dannes bauxit-aluminiummalm?

Bauxit er dannet af monohydrat aluminiumoxidhydrat, boehmit og diaspore, trihydrathydrat - hydrargillit og tilhørende mineraler hydroxid og jernoxid.

Afhængigt af sammensætningen af naturdannende elementer skelnes der mellem tre grupper af bauxitmalme:

Monohydrat bauxit – indeholder aluminiumoxid i monohydratform.
Trihydrat - disse mineraler består af aluminiumoxid i trihydratform.
Blandet - denne gruppe inkluderer de tidligere aluminiummalme i kombination.

Aflejringer af råmaterialer dannes på grund af forvitring af sure, basiske og nogle gange basiske bjergarter eller som følge af den gradvise aflejring af store mængder aluminiumoxid på havet og søbundene.

Alunite malme

Denne form for aflejring indeholder op til 40 % aluminiumoxid. Alunitmalm dannes i vandbassiner og kystzoner under forhold med intens hydrotermisk og vulkansk aktivitet. Et eksempel på sådanne aflejringer er Zaglinskoye-søen i det lille Kaukasus.

Stenen er porøs. Består hovedsageligt af kaolinitter og hydromicas. Malm med et alunitindhold på mere end 50% er af industriel interesse.

Nepheline

Dette er en aluminiummalm af magmatisk oprindelse. Det er en fuldt krystallinsk alkalisk bjergart. Afhængigt af sammensætningen og de teknologiske egenskaber ved forarbejdningen skelnes flere kvaliteter af nefelinmalm:

første klasse - 60-90% nefelin; den indeholder mere end 25% aluminiumoxid; forarbejdning udføres ved sintring;
anden klasse - 40-60% nefelin, mængden af aluminiumoxid er lidt lavere - 22-25%; berigelse er påkrævet under forarbejdningen;
den tredje klasse er nefelinmineraler, som ikke har nogen industriel værdi.

Verdensproduktion af aluminiummalm

Aluminiummalm blev først udvundet i første halvdel af det 19. århundrede i det sydøstlige Frankrig, nær byen Box. Det er her navnet bauxit kommer fra. Til at begynde med udviklede denne industri sig i et langsomt tempo. Men da menneskeheden satte pris på, hvilken aluminiummalm der var nyttig til produktion, udvidede anvendelsesområdet for aluminium betydeligt. Mange lande er begyndt at søge efter indskud på deres territorier. Således begyndte verdensproduktionen af aluminiummalme gradvist at stige. Tallene bekræfter dette faktum. Således, hvis den globale mængde af udvundet malm i 1913 var 540 tusinde tons, så var det i 2014 mere end 180 millioner tons.

Antallet af lande, der udvinder aluminiummalm, steg også gradvist. I dag er der omkring 30 af dem. Men i løbet af de sidste 100 år har førende lande og regioner konstant ændret sig. I begyndelsen af det 20. århundrede var verdens førende inden for udvinding af aluminiummalm og produktion heraf Nordamerika og Vesteuropa. Disse to regioner tegnede sig for omkring 98% af den globale produktion. Efter flere årtier blev landene førende med hensyn til kvantitative indikatorer for aluminiumsindustrien. af Østeuropa, latin Amerika Og Sovjetunionen. Og allerede i 1950'erne-1960'erne blev Latinamerika førende produktionsmæssigt. Og i 1980-1990'erne. Der var et hurtigt gennembrud i aluminiumsindustrien i Australien og Afrika. I den nuværende globale trend er de vigtigste førende lande inden for aluminiumsproduktion Australien, Brasilien, Kina, Guinea, Jamaica, Indien, Rusland, Surinam, Venezuela og Grækenland.

Malmforekomster i Rusland

Med hensyn til produktion af aluminiummalm ligger Rusland på en syvendeplads på verdensranglisten. Selvom forekomster af aluminiummalm i Rusland forsyner landet med store mængder metal, er det ikke nok til fuldt ud at forsyne industrien. Derfor er staten tvunget til at købe bauxit fra andre lande.

I alt er der 50 malmforekomster i Rusland. Dette tal omfatter både steder, hvor mineralet udvindes, og forekomster, der endnu ikke er udviklet.

De fleste af malmreserverne er placeret i den europæiske del af landet. Her er de placeret i Sverdlovsk, Arkhangelsk, Belgorod-regionerne, i Komi-republikken. Alle disse regioner indeholder 70% af landets samlede påviste malmreserver.

Aluminiummalme i Rusland udvindes stadig fra gamle bauxitforekomster. Sådanne områder omfatter Radynskoye-feltet i Leningrad-regionen. På grund af mangel på råmaterialer bruger Rusland også andre aluminiummalme, hvis forekomster er af ringere kvalitet af mineralforekomster. Men de er stadig velegnede til industrielle formål. I Rusland udvindes nefelinmalme således i store mængder, hvilket også gør det muligt at opnå aluminium.

Bauxit er hovedmalmen til fremstilling af aluminium. Dannelsen af aflejringer er forbundet med processen med forvitring og overførsel af materiale, som ud over aluminiumhydroxider også indeholder andre kemiske elementer. Metaludvindingsteknologi giver en omkostningseffektiv industriel produktionsproces uden at generere affald.

Bauxit er hovedmalmen til fremstilling af aluminium

Karakteristika for malmmineral

Navnet på mineralråmaterialet til aluminiumsudvinding kommer fra navnet på det område i Frankrig, hvor forekomsterne først blev opdaget. Bauxit består af aluminiumhydroxider, og indeholder lermineraler, jernoxider og hydroxider som urenheder.

I udseende er bauxit stenet, og sjældnere leragtig, klippen er homogen eller lagdelt i tekstur. Afhængig af forekomstformen i jordskorpen kan den være tæt eller porøs. Mineraler er klassificeret efter deres struktur:

klastisk - konglomerat, grus, sandsten, pelitisk;
concretionary - bælgfrugter, oolitiske.

Størstedelen af bjergarten i form af indeslutninger indeholder oolitiske formationer af jern- eller aluminiumoxidoxider. Bauxitmalm er normalt brun eller murstensfarvet, men der er aflejringer af hvide, røde, grå og gule nuancer.

De vigtigste mineraler til malmdannelse er:

diaspora;
hydrogoethit;
goethit;
boehmit;
gibbsite;
kaolinit;
ilmenit;
aluminiumhæmatit;
calcit;
siderit;
glimmer.

Der er bauxitter af platform-, geosynklinale og oceaniske øer. Aluminiummalmaflejringer blev dannet som et resultat af transporten af forvitringsprodukter fra klipper, efterfulgt af deres aflejring og dannelse af sediment.

Industriel bauxit indeholder 28-60% aluminiumoxid. Ved brug af malm bør forholdet mellem sidstnævnte og silicium ikke være lavere end 2-2,5.

Galleri: bauxitsten (25 billeder)

Bauxit (video)

Aflejringer og udvinding af råstoffer

De vigtigste råmaterialer til industriel aluminiumproduktion i Den Russiske Føderation er bauxit, nefelinmalme og deres koncentrater, koncentreret på Kolahalvøen.

Bauxitforekomster i Rusland er kendetegnet ved råmaterialer af lav kvalitet og vanskelige minedrift og geologiske minedriftsforhold. Der er 44 udforskede forekomster i staten, hvoraf kun en fjerdedel er udnyttet.

Hovedproduktionen af bauxit udføres af JSC Sevuralboxytruda. På trods af reserverne af malmråvarer er udbuddet af forarbejdningsvirksomheder ujævnt. I 15 år har der været mangel på nefeliner og bauxitter, hvilket fører til import af aluminiumoxid.

Verdens bauxitreserver er koncentreret i 18 lande beliggende i de tropiske og subtropiske zoner. Placeringen af bauxit af højeste kvalitet er begrænset til områder med forvitring af aluminosilikatsten under fugtige forhold. Det er i disse områder, at størstedelen af den globale råvareforsyning er placeret.

De største reserver er koncentreret i Guinea. Australien er førende i verden inden for udvinding af malmråstoffer. Brasilien har 6 milliarder tons reserver, Vietnam har 3 milliarder tons, Indiens bauxitreserver er forskellige høj kvalitet, beløber sig til 2,5 milliarder tons, Indonesien - 2 milliarder tons. Størstedelen af malmen er koncentreret i dybet af disse lande.

Bauxit udvindes ved åbne og underjordiske metoder. Teknologisk proces forarbejdning af råvarer afhænger af dets kemiske sammensætning og involverer trinvis gennemførelse af arbejdet.

I det første trin dannes aluminiumoxid under påvirkning af kemiske reagenser, og i det andet ekstraheres metalkomponenten fra det ved elektrolyse fra et smeltet fluoridsalt.

Der bruges flere metoder til at danne aluminiumoxid:

sintring;
hydrokemiske;
kombineret.

Anvendelsen af metoder afhænger af koncentrationen af aluminium i malmen. Bauxit af lav kvalitet behandles på en kompleks måde. Blandingen af soda, kalksten og bauxit opnået som et resultat af sintring udvaskes med en opløsning. Metalhydroxidet dannet som et resultat af kemisk behandling adskilles og udsættes for filtrering.

Bauxitbehandlingslinje (video)

Anvendelse af mineralressourcer

Anvendelsen af bauxit i forskellige grene af industriel produktion skyldes råmaterialets alsidighed i dets mineralsammensætning og fysiske egenskaber. Bauxit er en malm, hvorfra aluminium og aluminium udvindes.

Anvendelsen af bauxit i jernmetallurgien som flusmiddel ved smeltning af stål med åben ild forbedrer produktets tekniske egenskaber.

Ved fremstilling af elektrokorund bruges bauxits egenskaber til at danne et supermodstandsdygtigt, brandsikkert materiale (syntetisk korund) som følge af smeltning i elektriske ovne med deltagelse af antracit som reduktionsmiddel og jernspåner.

Mineralet bauxit med et lavt jernindhold anvendes til fremstilling af brandbestandige, hurtighærdende cementer. Ud over aluminium udvindes jern, titanium, gallium, zirconium, krom, niobium og TR (sjældne jordarters grundstoffer) fra malmråstoffer.

Bauxit bruges til fremstilling af maling, slibemidler og sorbenter. Malm med lavt jernindhold anvendes til fremstilling af ildfaste forbindelser.

Aluminiummalm har vundet mest popularitet i moderne industri. Aluminium er det mest almindelige metal af alle metaller, der findes på jorden i dag. Derudover har den tredjepladsen i ranglisten med hensyn til antallet af aflejringer i jordens tarme. Desuden er aluminium det letteste metal. Aluminiummalm er en sten, der fungerer som det materiale, hvorfra metallet er opnået. Aluminium har visse kemiske og fysiske egenskaber, der gør det muligt at tilpasse dets anvendelse til helt andre områder af menneskelig aktivitet. Således har aluminium fundet sin brede anvendelse i sådanne industrier som maskinteknik, bilindustrien, byggeri, i produktionen af forskellige beholdere og emballage, elektrisk udstyr og andre forbrugsvarer. Næsten alle husholdningsapparater, der bruges af mennesker hver dag, indeholder aluminium i en eller anden mængde.

Udvinding af aluminium

Der er et stort antal mineraler, hvor tilstedeværelsen af dette metal engang blev opdaget. Forskere har konkluderet, at dette metal kan udvindes fra mere end 250 mineraler. Det er dog ikke rentabelt at udvinde metal fra absolut alle malme, derfor er der blandt alle de eksisterende sorter de mest værdifulde aluminiummalme, hvorfra metallet er opnået. Disse er: bauxit, nefelin og alunit. Af alle aluminiummalme findes det maksimale aluminiumindhold i bauxit. De indeholder omkring 50% af aluminiumoxider. Som regel er bauxitaflejringer placeret direkte på jordens overflade i tilstrækkelige mængder. Bauxit er en uigennemsigtig sten, der er rød eller grå i farven. De stærkeste bauxitprøver på den mineralogiske skala er vurderet til 6 point. De kommer i forskellige tætheder fra 2900 til 3500 kg/m3, hvilket direkte afhænger af den kemiske sammensætning. Bauxitmalme er kendetegnet ved deres kompleks kemisk sammensætning, som omfatter aluminiumhydroxider, jern- og siliciumoxider, samt fra 40 % til 60 % af aluminiumoxid, som er hovedråstoffet til fremstilling af aluminium. Det er værd at sige, at ækvatorial og tropisk jordbælter er hovedområdet berømt for sine bauxitmalmforekomster. Til nukleering af bauxit er deltagelse af flere komponenter nødvendig, herunder monohydrat aluminiumoxidhydrat, boehmit, diaspore samt forskellige jernhydroxidmineraler sammen med jernoxid. Forvitringen af sure, basiske og i nogle tilfælde basiske bjergarter samt den langsomme bundfældning af aluminiumoxid i bunden af reservoirer fører til dannelsen af bauxitmalm. Fra to tons aluminium viser sig aluminium at være halvt så meget - 1 ton. Og for to tons aluminiumoxid er det nødvendigt at udvinde omkring 4,5 tons bauxit. Aluminium kan også fås fra nefeliner og alunitter. Førstnævnte kan, afhængigt af deres kvalitet, indeholde fra 22% til 25% aluminiumoxid. Mens alunitter er lidt ringere end bauxitter og består af 40% aluminiumoxid.

Ruslands aluminiummalm

Den Russiske Føderation er rangeret 7. blandt alle lande i verden med hensyn til mængden af udvundet aluminiummalm. Det er værd at bemærke, at dette råmateriale udvindes i kolossale mængder på den russiske stats territorium. Men landet oplever en betydelig mangel på dette metal og er ikke i stand til at levere det i den mængde, der er nødvendig for absolut at forsyne industrien. Dette er den prioriterede grund til, at Rusland er nødt til at købe aluminiummalme fra andre lande samt udvikle forekomster med mineralmalme af lav kvalitet. Der er omkring 50 indskud i staten, største antal som ligger i den europæiske del af staten. Radynkskoye er dog den ældste aluminiummalmforekomst i Rusland. Dens placering er Leningrad-regionen. Den består af bauxit, som siden oldtiden har været det vigtigste og uerstattelige materiale, som aluminium efterfølgende fremstilles af.

Aluminiumsproduktion i Rusland

I begyndelsen af det tyvende århundrede fandt fremkomsten af aluminiumsindustrien sted i Rusland. Det var i 1932, at det første aluminiumsproduktionsanlæg dukkede op i Volkhov. Og allerede den 14. maj samme år lykkedes det for første gang at modtage et parti metal. Hvert år blev der udviklet nye aluminiummalmforekomster på statens område, og nye kapaciteter blev sat i drift, som blev betydeligt udvidet under Anden Verdenskrig. Efterkrigstiden for landet var præget af åbningen af nye virksomheder, hvis hovedaktivitet var produktion af fremstillede produkter, hvis hovedmateriale var aluminiumslegeringer. Samtidig blev Pikalevsky aluminiumoxidanlægget sat i drift. Rusland er berømt for sit udvalg af fabrikker, takket være hvilke landet producerer aluminium. Af disse anses den største, ikke kun i den russiske stat, men i hele verden, for at være UC Rusal. Han nåede at producere omkring 3,603 millioner tons aluminium i 2015, og i 2012 nåede virksomheden op på 4,173 millioner tons metal.



Aluminium (Al), 13







1,61 (Pauling-skala)


1.: 577,5 (5,984) kJ/mol (eV) 2.: 1816,7 (18,828) kJ/mol (eV)
solid
2,6989 g/cm³
660 °C, 933,5 K
2518,82 °C, 2792 K
10,75 kJ/mol
284,1 kJ/mol
24,35 24,2 J/(K mol)
10,0 cm3/mol
kubisk ansigtscentreret


(300 K) 237 W/(m K)

Kode tegn

Indikerer, at aluminium kan genbruges Aluminium- et grundstof fra den 13. gruppe af det periodiske system af kemiske grundstoffer (ifølge den forældede klassifikation - et element i hovedundergruppen af gruppe III), den tredje periode, med atomnummer 13. Betegnes med symbolet Al (lat. Aluminium). Tilhører gruppen af letmetaller. Mest almindeligt metal og tredje mest almindeligt kemisk element i jordskorpen (efter ilt og silicium). Simpelt stof aluminium- et letvægts paramagnetisk metal af sølv-hvid farve, let at forme, støbe og bearbejde. Aluminium har høj termisk og elektrisk ledningsevne og modstandsdygtighed over for korrosion på grund af den hurtige dannelse af stærke oxidfilm, der beskytter overfladen mod yderligere interaktion.

Historie

Aluminium blev først opnået af den danske fysiker Hans Ørsted i 1825 ved påvirkning af kaliumamalgam på aluminiumchlorid efterfulgt af destillation af kviksølv. Navnet på elementet er afledt af lat. aluminium- alun. Før åbning industriel metode For at opnå aluminium var dette metal dyrere end guld. I 1889 forærede briterne, der ønskede at hædre den store russiske kemiker D.I. Mendeleev med en rig gave, ham vægte lavet af guld og aluminium.

Kvittering

Aluminium danner en stærk kemisk binding med ilt. Sammenlignet med andre metaller er genvinding af aluminium fra malm vanskeligere på grund af dets høje reaktivitet og høj temperatur smelter de fleste af sine malme (såsom bauxit). Direkte reduktion med kulstof kan ikke anvendes, fordi aluminiums reducerende kraft er højere end kulstof. Indirekte reduktion er mulig for at opnå mellemproduktet Al4C3, som undergår dekomponering ved 1900-2000 °C til dannelse af aluminium. Denne metode er under udvikling, men ser ud til at være mere rentabel end Hall-Heroult-processen, da den kræver mindre energi og fører til dannelse af mindre CO2. Moderne metode opnåede, blev Hall-Héroult-processen udviklet uafhængigt af amerikaneren Charles Hall og franskmanden Paul Héroult i 1886. Den består af opløsning af aluminiumoxid Al2O3 i smeltet kryolit Na3AlF6 efterfulgt af elektrolyse ved hjælp af forbrugsbare koks- eller grafitanodeelektroder. Denne produktionsmetode kræver meget store mængder elektricitet, og blev derfor først anvendt i industrien i det 20. århundrede. For at producere 1000 kg råaluminium kræves 1920 kg aluminiumoxid, 65 kg kryolit, 35 kg aluminiumfluorid, 600 kg anodegrafitelektroder og omkring 17 MWh elektricitet (~61 GJ). En laboratoriemetode til fremstilling af aluminium blev foreslået af Friedrich Wöhler i 1827 ved at reducere vandfrit aluminiumchlorid med kaliummetal (reaktionen opstår, når den opvarmes uden adgang til luft):

AlCl3+3K→3KCl+Al(visningsstil (mathsf (AlCl_(3)+3Krightarrow 3KCl+Al)))

Fysiske egenskaber

Mikrostruktur af aluminium på den ætsede overflade af en barre, 99,9998% renhed, synlig sektorstørrelse omkring 55×37 mm

Sølv-hvidt metal, letvægts
massefylde - 2712 kg/m³
smeltepunktet for teknisk aluminium er 658 °C, for højrent aluminium - 660 °C
specifik fusionsvarme - 390 kJ/kg
kogepunkt - 2500 °C
specifik fordampningsvarme - 10,53 MJ/kg
specifik varmekapacitet - 897 J/kg K
trækstyrke af støbt aluminium - 10-12 kg/mm², deformerbar - 18-25 kg/mm², legeringer - 38-42 kg/mm²
Brinell hårdhed - 24…32 kgf/mm²
høj duktilitet: teknisk - 35%, ren - 50%, rullet til tynde plader og jævn folie
Youngs modul - 70 GPa
Aluminium har høj elektrisk ledningsevne (37·106 S/m) og termisk ledningsevne (203,5 W/(m·K)), 65% af den elektriske ledningsevne af kobber og har høj lysreflektivitet.
Svag paramagnetisk.
Temperaturkoefficient for lineær udvidelse 24,58·10−6 K−1 (20…200 °C).
Specifik modstand 0,0262..0.0295 Ohm mm²/m
Temperaturkoefficient elektrisk modstand 4,3·10−3 K−1. Aluminium går i en superledende tilstand ved en temperatur på 1,2 kelvin.

Aluminium danner legeringer med næsten alle metaller. De bedst kendte legeringer er dem, der indeholder kobber og magnesium (duralumin) og silicium (silumin).

At være i naturen

Udbredelse

Med hensyn til udbredelse i jordskorpen, rangerer den 1. blandt metaller og 3. blandt grundstoffer, næst efter ilt og silicium. Massekoncentrationen af aluminium i jordskorpen er ifølge forskellige forskere anslået fra 7,45 til 8,14 %.

Naturlige aluminiumforbindelser

I naturen findes aluminium på grund af dets høje kemiske aktivitet næsten udelukkende i form af forbindelser. Nogle af de naturlige mineraler i aluminium er:

Bauxit - Al2O3 H2O (med urenheder af SiO2, Fe2O3, CaCO3)
Nefeliner - KNa34
Alunitter - (Na,K)2SO4Al2(SO4)3 4Al(OH)3
Alumina (blandinger af kaoliner med sand SiO2, kalksten CaCO3, magnesit MgCO3)
Korund (safir, rubin, smergel) - Al2O3
Feltspat - (K,Na)2O Al2O3 6SiO2, Ca
Kaolinit - Al2O3 2SiO2 2H2O
Beryl (smaragd, akvamarin) - 3BeO Al2O3 6SiO2
Chrysoberyl (Alexandrit) - BeAl2O4.

Under nogle specifikke reducerende forhold (vulkanventiler) er der imidlertid fundet ubetydelige mængder af naturligt metallisk aluminium. I naturlige farvande aluminium er indeholdt i form af lav-giftige kemiske forbindelser for eksempel aluminiumfluorid. Typen af kation eller anion afhænger først og fremmest af surhedsgraden af det vandige medium. Aluminiumkoncentrationer i russiske vandområder varierer fra 0,001 til 10 mg/l. I havvand dens koncentration er 0,01 mg/l.

Isotoper af aluminium

Naturligt aluminium består næsten udelukkende af en enkelt stabil isotop, 27Al, med ubetydelige spor af 26Al, den længstlevende radioaktive isotop med en halveringstid på 720 tusind år, dannet i atmosfæren, når 40Ar argonkerner spaltes af højenergikosmisk stråleprotoner.

Kemiske egenskaber

Under normale forhold er aluminium dækket af en tynd og holdbar oxidfilm og reagerer derfor ikke med klassiske oxidationsmidler: H2O, O2, HNO3 (uden opvarmning), H2SO4, men reagerer med HCl. Takket være dette er aluminium praktisk talt ikke udsat for korrosion og er derfor meget efterspurgt. moderne industri. Men når oxidfilmen ødelægges (for eksempel ved kontakt med opløsninger af ammoniumsalte NH+, varme alkalier eller som følge af sammensmeltning), virker aluminium som et aktivt reducerende metal. Du kan forhindre dannelsen af en oxidfilm ved at tilsætte metaller som gallium, indium eller tin til aluminium. I dette tilfælde befugtes aluminiumsoverfladen af lavtsmeltende eutektik baseret på disse metaller. Reagerer let med simple stoffer:

med oxygen, der danner aluminiumoxid:

4Al+3O2→2Al2O3(visningsstil (mathsf (4Al+3O_(2)højrepil 2Al_(2)O_(3))))

med halogener (undtagen fluor), der danner aluminiumchlorid, bromid eller iodid:

2Al+3Hal2→2AlHal3(Hal=Cl,Br,I)(displaystyle (mathsf (2Al+3Hal_(2)højrepil 2AlHal_(3)(Hal=Cl,Br,I))))

reagerer med andre ikke-metaller ved opvarmning:

med fluor for at danne aluminiumfluorid:

2Al+3F2→2AlF3(visningsstil (mathsf (2Al+3F_(2)højrepil 2AlF_(3))))

med svovl, der danner aluminiumsulfid:

2Al+3S→Al2S3(visningsstil (mathsf (2Al+3Højrepil Al_(2)S_(3))))

med nitrogen for at danne aluminiumnitrid:

2Al+N2→2AlN(visningsstil (mathsf (2Al+N_(2)højrepil 2AlN)))

med kulstof, der danner aluminiumcarbid:

4Al+3C→Al4C3(visningsstil (mathsf (4Al+3højrepil Al_(4)C_(3))))

Aluminiumsulfid og karbid er fuldstændigt hydrolyseret: Al2S3+6H2O→2Al(OH)3+3H2S(displaystyle (mathsf (Al_(2)S_(3)+6H_(2)Orightarrow 2Al(OH)_(3)+3H_(2) ) S))) Al4C3+12H2O→4Al(OH)3+3CH4(visningsstil (mathsf (Al_(4)C_(3)+12H_(2)Orightarrow 4Al(OH)_(3)+3CH_(4))) ) Med komplekse stoffer:

med vand (efter fjernelse af den beskyttende oxidfilm, f.eks. ved sammensmeltning eller varme alkaliske opløsninger):

2Al+6H2O→2Al(OH)3+3H2(visningsstil (mathsf (2Al+6H_(2)Orightarrow 2Al(OH)_(3)+3H_(2))))

med alkalier (med dannelse af tetrahydroxoaluminater og andre aluminater):

2Al+2NaOH+6H2O→2Na+3H2(displaystil (mathsf (2Al+2NaOH+6H_(2)Orightarrow 2Na+3H_(2)))) 2Al+6NaOH→2Na3AlO3+3H2(displaystyle (mathsf (2Al+6NaOH3højrepil 2Na_( )AlO_(3)+3H_(2))))

Opløses let i saltsyre og fortyndet svovlsyre:

2Al+6HCl→2AlCl3+3H2(displaystil (mathsf (2Al+6HClhøjrepil 2AlCl_(3)+3H_(2)))) 2Al+3H2SO4→Al2(SO4)3+3H2(displaystyle (mathsf (2Al+3H_(2)SO_) (4)højrepil Al_(2)(SO_(4))_(3)+3H_(2))))

Når det opvarmes, opløses det i syrer - oxidationsmidler, der danner opløselige aluminiumsalte:

8Al+15H2SO4→4Al2(SO4)3+3H2S+12H2O(visningsstil (mathsf (8Al+15H_(2)SO_(4)højrepil 4Al_(2)(SO_(4))_(3)+3H_(2)S+ 12H_ (2)O))) Al+6HNO3→Al(NO3)3+3NO2+3H2O(visningsstil (mathsf (Al+6HNO_(3)højrepil Al(NO_(3))_(3)+3NO_(2)+ 3H_ (2)O)))

reducerer metaller fra deres oxider (aluminothermi):

8Al+3Fe3O4→4Al2O3+9Fe(visningsstil (mathsf (8Al+3Fe_(3)O_(4)højrepil 4Al_(2)O_(3)+9Fe))) 2Al+Cr2O3→Al2O3+2Cr(displaystil (mathsf_(2Al+ Cr) (2)O_(3)højrepil Al_(2)O_(3)+2Cr)))

Produktion og marked

Aluminiumsproduktion i millioner af tons Der er ingen pålidelige oplysninger om produktionen af aluminium før det 19. århundrede. (Påstanden, nogle gange fundet med henvisning til Plinius' naturhistorie, at aluminium var kendt under kejser Tiberius, er baseret på en forkert fortolkning af kilden). I 1825 opnåede den danske fysiker Hans Christian Oersted adskillige milligram metallisk aluminium, og i 1827 kunne Friedrich Wöhler isolere korn af aluminium, som dog straks blev dækket af luft med en tynd film af aluminiumoxid. Før slutningen af XIXårhundredes aluminium i industriel skala blev ikke produceret. Først i 1854 opfandt Henri Saint-Clair Deville (hans forskning blev finansieret af Napoleon III i håb om, at aluminium ville være nyttigt for hans hær) den første metode til industriel produktion af aluminium, baseret på forskydningen af aluminium med metallisk natrium fra dobbeltnatrium chlorid og aluminium NaCl AlCl3. I 1855 blev den første metalbarre med en vægt på 6-8 kg opnået. Over 36 års brug, fra 1855 til 1890, blev 200 tons aluminiummetal opnået ved hjælp af Saint-Clair Deville-metoden. I 1856 opnåede han også aluminium ved elektrolyse af et smeltet natrium-aluminiumchlorid. I 1885 blev der bygget et aluminiumsproduktionsanlæg i den tyske by Gmelingem ved hjælp af den teknologi, Nikolai Beketov havde foreslået. Beketovs teknologi var ikke meget forskellig fra Devilles metode, men den var enklere og involverede interaktionen mellem kryolit (Na3AlF6) og magnesium. Over fem år producerede dette anlæg omkring 58 tons aluminium - mere end en fjerdedel af den samlede globale produktion af metallet med kemiske midler i perioden fra 1854 til 1890. Metoden, opfundet næsten samtidigt af Charles Hall i USA og Paul Héroux i Frankrig (1886) og baseret på fremstilling af aluminium ved elektrolyse af aluminiumoxid opløst i smeltet kryolit, markerede begyndelsen moderne måde produktion af aluminium. Siden da er aluminiumproduktionen blevet forbedret på grund af forbedringer inden for elektroteknik. Et bemærkelsesværdigt bidrag til udviklingen af aluminiumoxidproduktion blev lavet af russiske videnskabsmænd K. I. Bayer, D. A. Penyakov, A. N. Kuznetsov, E. I. Zhukovsky, A. A. Yakovkin og andre Den første aluminiumssmelter i Rusland blev bygget i 1932 år i byen Volkhov. Den metallurgiske industri i USSR producerede i 1939 47,7 tusinde tons aluminium, yderligere 2,2 tusinde tons blev importeret. Anden Verdenskrig markant stimuleret aluminiumproduktionen. I 1939 var dens globale produktion, eksklusive USSR, således 620 tusinde tons, men i 1943 var den vokset til 1,9 millioner tons. , i 1980 - 16,1 millioner tons, i 1990 - 18 millioner tons.

Kina Kina (producerede 12,60 millioner tons i 2007 og 13,50 millioner tons i 2008)
Rusland Rusland (3,96/4,20)
Canada Canada (3.09/3.10)
USA USA (2,55/2,64)
Australien Australien (1,96/1,96)
Brasilien Brasilien (1,66/1,66)
Indien Indien (1,22/1,30)
Norge Norge (1.30/1.10)
UAE UAE (0,89/0,92)
Bahrain Bahrain (0,87/0,87)
Sydafrika Sydafrika (0,90/0,85)
Island Island (0,40/0,79)
Tyskland Tyskland (0,55/0,59)
Venezuela Venezuela (0,61/0,55)
Mozambique Mozambique (0,56/0,55)
Tadsjikistan Tadsjikistan (0,42/0,42)

I 2016 blev der produceret 59 millioner tons aluminium på verdensmarkedet, lageret er 2,224 millioner tons, og den gennemsnitlige daglige produktion er 128,6 tusinde tons (2013,7). I Rusland er monopolisten inden for aluminiumproduktion den russiske aluminiumvirksomhed, som tegner sig for omkring 13 % af det globale aluminiumsmarked og 16 % af aluminiumoxid. Verdens reserver af bauxit er praktisk talt ubegrænsede, det vil sige, at de ikke står i forhold til efterspørgslens dynamik. Eksisterende faciliteter kan producere op til 44,3 millioner tons primæraluminium om året. Det skal også tages i betragtning, at nogle af anvendelserne af aluminium i fremtiden kan omlægges til brug af f.eks. kompositmaterialer. Aluminiumspriserne (ved handler på internationale råvarebørser) fra 2007 til 2015 var i gennemsnit $1253-3291 pr. ton.

Ansøgning

Udbredt som byggemateriale. De vigtigste fordele ved aluminium i denne kvalitet er lethed, formbarhed til stempling, korrosionsbestandighed (i luft er aluminium øjeblikkeligt dækket med en holdbar Al2O3-film, som forhindrer dens yderligere oxidation), høj termisk ledningsevne og ikke-toksicitet af dets forbindelser. Disse egenskaber har især gjort aluminium ekstremt populært i produktionen af køkkengrej, alufolie og Fødevareindustri og til emballering. De første tre egenskaber gjorde aluminium til det vigtigste råmateriale i luftfarts- og rumfartsindustrien (i På det sidste bliver langsomt erstattet af kompositmaterialer, primært kulfiber). Den største ulempe ved aluminium som konstruktionsmateriale er dets lave styrke, så for at styrke det legeres det normalt med en lille smule kobber og magnesium (legeringen kaldes duralumin). Aluminiums elektriske ledningsevne er kun 1,7 gange mindre end kobbers, mens aluminium er cirka 4 gange billigere pr. kilogram, men på grund af dets 3,3 gange lavere tæthed skal det for at opnå samme modstandsevne cirka 2 gange mindre vægt. Derfor er det meget udbredt i elektroteknik til fremstilling af ledninger, deres afskærmning og endda i mikroelektronik, når der afsættes ledere på overfladen af mikrokredsløbskrystaller. Den lavere elektriske ledningsevne af aluminium (3,7·107 S/m) sammenlignet med kobber (5,84·107 S/m), for at opretholde den samme elektriske modstand, kompenseres ved at øge tværsnitsarealet af aluminiumslederne . Ulempen ved aluminium som elektrisk materiale er dannelsen af en stærk dielektrisk oxidfilm på overfladen, hvilket gør lodning vanskelig og på grund af forringelsen af kontaktmodstanden forårsager øget opvarmning af de elektriske forbindelser, hvilket igen påvirker negativt. pålideligheden af den elektriske kontakt og isoleringens tilstand. Derfor forbyder især den 7. udgave af de elektriske installationsregler, vedtaget i 2002, brugen af aluminiumsledere med et tværsnit på mindre end 16 mm².

På grund af dets kompleks af egenskaber er det meget udbredt i varmeudstyr.
Aluminium og dets legeringer bliver ikke skørt ved ultralave temperaturer. På grund af dette er det meget brugt i kryogen teknologi. Der er dog et kendt tilfælde af kryogene rør lavet af aluminiumslegering, der bliver skøre på grund af deres bøjning på kobberkerner under udviklingen af Energia løfteraket.
Den høje reflektionsevne, kombineret med de lave omkostninger og lette vakuumdeponering, gør aluminium til det optimale materiale til fremstilling af spejle.
Ved fremstilling af byggematerialer som gasdannende middel.
Aluminisering giver stål og andre legeringer korrosions- og kalkbestandighed, for eksempel ventiler til stempelforbrændingsmotorer, turbineblade, olieplatforme, varmevekslerudstyr og erstatter også galvanisering.
Aluminiumsulfid bruges til at fremstille svovlbrinte.
Forskning er i gang for at udvikle opskummet aluminium som et særligt stærkt og let materiale.

Som reduktionsmiddel

Som en komponent af termit, blandinger til aluminothermi.
I pyroteknik.
Aluminium bruges til at genvinde sjældne metaller fra deres oxider eller halogenider.
Begrænset brug som en beskytter til anodisk beskyttelse.

Aluminiumslegeringer

Det strukturelle materiale, der normalt anvendes, er ikke rent aluminium, men forskellige legeringer baseret på det. Betegnelsen for legeringsserier i denne artikel er givet for USA (H35.1 ANSI-standard) og i overensstemmelse med russisk GOST. I Rusland er de vigtigste standarder GOST 1583 "Støbte aluminiumslegeringer. specifikationer" og GOST 4784 "Aluminium og deformerbare aluminiumslegeringer. Frimærker." Der er også UNS-mærkning og en international standard for aluminiumslegeringer og deres mærkning ISO R209 b.

Aluminium-magnesium Al-Mg (ANSI: serie 5xxx for smedelegeringer og 5xx.x for legeringer til formstøbte emner; GOST: AMg). Legeringer af Al-Mg systemet er kendetegnet ved en kombination af tilfredsstillende styrke, god duktilitet, meget god svejsbarhed og korrosionsbestandighed. Derudover er disse legeringer kendetegnet ved høj vibrationsmodstand.

I legeringer af dette system, der indeholder op til 6% Mg, dannes et eutektisk system af Al3Mg2-forbindelse med en aluminiumbaseret fast opløsning. De mest udbredte i industrien er legeringer indeholdende magnesium fra 1 til 5%. En stigning i Mg-indholdet i legeringen øger dens styrke betydeligt. Hver procentdel magnesium øger legeringens trækstyrke med 30 MPa og flydespændingen med 20 MPa. I dette tilfælde falder den relative forlængelse lidt og er i området 30-35%. Legeringer med et magnesiumindhold på op til 3 % (efter vægt) er strukturelt stabile ved stuetemperaturer og forhøjede temperaturer, selv i en betydelig hærdet tilstand. Med stigende koncentration af magnesium i koldbearbejdet tilstand bliver legeringens struktur ustabil. Derudover fører en stigning i magnesiumindholdet over 6% til en forringelse af legeringens korrosionsbestandighed. For at forbedre styrkeegenskaberne legeres Al-Mg-systemets legeringer med krom, mangan, titanium, silicium eller vanadium. De forsøger at undgå inklusion af kobber og jern i legeringerne i dette system, da de reducerer deres korrosionsbestandighed og svejsbarhed.

Aluminium-mangan Al-Mn (ANSI: serie 3xxx; GOST: AMts). Legeringer af dette system har god styrke, duktilitet og fremstillingsevne, høj korrosionsbestandighed og god svejsbarhed.

De vigtigste urenheder i Al-Mn-systemets legeringer er jern og silicium. Begge disse elementer reducerer opløseligheden af mangan i aluminium. For at opnå en finkornet struktur er legeringerne i dette system legeret med titanium. Tilstedeværelsen af en tilstrækkelig mængde mangan sikrer stabiliteten af strukturen af det koldbearbejdede metal ved stuetemperatur og forhøjede temperaturer.

Aluminium-kobber Al-Cu (Al-Cu-Mg) (ANSI: serie 2xxx, 2xx.x; GOST: AM). De mekaniske egenskaber af legeringer af dette system i en varmeforstærket tilstand når, og nogle gange overstiger, de mekaniske egenskaber af stål med lavt kulstofindhold. Disse legeringer er højteknologiske. Men de har også en betydelig ulempe - lav korrosionsbestandighed, hvilket fører til behovet for at bruge beskyttende belægninger.

Mangan, silicium, jern og magnesium kan bruges som legeringsadditiver. Desuden har sidstnævnte den stærkeste effekt på legeringens egenskaber: legering med magnesium øger styrke- og udbyttegrænserne markant. Tilsætning af silicium til legeringen øger dens evne til at gennemgå kunstig ældning. Legering med jern og nikkel øger varmebestandigheden af legeringer af anden serie. Koldhærdning af disse legeringer efter bratkøling accelererer kunstig aldring, og forbedrer også styrke og modstandsdygtighed over for spændingskorrosion.

Al-Zn-Mg (Al-Zn-Mg-Cu) systemlegeringer (ANSI: 7xxx, 7xx.x-serien). Legeringer af dette system er værdsat for deres meget høje styrke og gode fremstillingsevne. Repræsentanten for systemet - legering 7075 er den stærkeste af alle aluminiumslegeringer. Effekten af en sådan høj hærdning opnås på grund af den høje opløselighed af zink (70%) og magnesium (17,4%) ved forhøjede temperaturer, kraftigt aftagende ved afkøling.

En væsentlig ulempe ved disse legeringer er imidlertid deres ekstremt lave spændingskorrosionsbestandighed. Korrosionsbestandigheden af spændingslegeringer kan øges ved legering med kobber. Det er umuligt ikke at bemærke et mønster, der blev opdaget i 60'erne: Tilstedeværelsen af lithium i legeringer bremser naturlig aldring og fremskynder kunstig aldring. Derudover reducerer tilstedeværelsen af lithium specifik vægt legering og øger dets elasticitetsmodul betydeligt. Som et resultat af denne opdagelse blev nye legeringssystemer Al-Mg-Li, Al-Cu-Li og Al-Mg-Cu-Li udviklet.

Aluminium-silicium legeringer (siluminer) er bedst egnede til støbning. Sager af forskellige mekanismer støbes ofte fra dem.
Komplekse legeringer baseret på aluminium: avial.

Aluminium som tilsætningsstof til andre legeringer

Aluminium er en vigtig komponent i mange legeringer. For eksempel i aluminiumsbronzer er hovedkomponenterne kobber og aluminium. I magnesiumlegeringer bruges aluminium oftest som tilsætningsstof. Til fremstilling af spiraler i elektriske varmeanordninger anvendes fechral (Fe, Cr, Al) (sammen med andre legeringer). Tilsætningen af aluminium til de såkaldte "fritskårne stål" letter deres forarbejdning, hvilket giver en tydelig brud af den færdige del fra stangen i slutningen af processen.

Smykker

Da aluminium var meget dyrt, blev der lavet en række smykker af det. Således bestilte Napoleon III aluminiumsknapper, og i 1889 blev Mendeleev præsenteret for vægte med skåle lavet af guld og aluminium. Mode for smykker lavet af aluminium gik straks forbi, da nye teknologier til dens produktion dukkede op, hvilket reducerede omkostningerne mange gange. I dag bruges aluminium nogle gange til fremstilling af kostumesmykker. I Japan bruges aluminium til fremstilling af traditionelle smykker, der erstatter sølv.

Bestik

Efter ordre fra Napoleon III blev der lavet aluminiumsbestik, som blev serveret ved ceremonielle middage for ham og de mest hæderkronede gæster. Andre gæster brugte guld- og sølvredskaber. Så blev bestik lavet af aluminium udbredt med tiden, brugen af aluminium køkkenredskaber faldt betydeligt, men selv nu kan de stadig kun ses i nogle catering-virksomheder - trods udtalelser fra nogle eksperter om aluminiums skadelighed for menneskers sundhed. Derudover mister sådanne enheder over tid deres attraktive udseende på grund af ridser og deres form på grund af blødheden af aluminium. Redskaber til hæren er lavet af aluminium: skeer, gryder, kolber.

Fremstilling af glas

Fluorid, fosfat og aluminiumoxid bruges til glasfremstilling.

Fødevareindustri

Aluminium er registreret som fødevaretilsætning E173.

Militær industri

Metallets billighed og vægt har ført til dets udbredte brug i produktionen af håndvåben, især maskingeværer og pistoler.

Aluminium og dets forbindelser i raketteknologi

Aluminium og dets forbindelser bruges som et højtydende drivmiddel i to-drivende raketdrivmidler og som en brændbar komponent i faste raketdrivmidler. Følgende forbindelser aluminium er af størst praktisk interesse som raketbrændstof:

Pulveriseret aluminium som brændstof i faste raketdrivmidler. Det bruges også i form af pulver og suspensioner i kulbrinter.
Aluminiumhydrid.
Aluminiumsboranat.
Trimethylaluminium.
Triethylaluminium.
Tripropylaluminium.

Triethylaluminium (normalt blandet med triethylbor) bruges også til kemisk antændelse (som startbrændstof) i raketmotorer, da det spontant antændes i oxygengas. Raketbrændstoffer baseret på aluminiumhydrid, afhængigt af oxidationsmidlet, har følgende egenskaber:

Aluminium energi

Aluminiumsenergi bruger aluminium som en universel sekundær energibærer. Dens anvendelser i denne egenskab:

Oxidation af aluminium i vand for at producere brint og termisk energi.
Oxidation af aluminium med luftilt for at producere elektricitet i luft-aluminium elektrokemiske generatorer.

Aluminium i verdenskulturen

I romanen af N. G. Chernyshevsky "Hvad skal man gøre?" (1862-1863) beskriver en af hovedpersonerne i et brev sin drøm - en fremtidsvision, hvor mennesker bor, slapper af og arbejder i etagebygninger lavet af glas og aluminium; Gulvene, lofterne og møblerne er lavet af aluminium (på tidspunktet for N.G. Chernyshevsky var aluminium lige begyndt at blive opdaget).
Aluminiumsagurker er billedet og titlen på en sang fra 1987 af Viktor Tsoi.

Toksicitet

På trods af dens udbredte forekomst i naturen, bruger ikke et eneste levende væsen aluminium i stofskiftet - det er et dødt metal. Det har en let giftig effekt, men mange er opløselige i vand uorganiske forbindelser aluminium forbliver i opløst tilstand lang tid og kan have skadelige virkninger på mennesker og varmblodede dyr igennem drikker vand. De mest giftige er klorider, nitrater, acetater, sulfater osv. For mennesker har følgende doser af aluminiumforbindelser (mg/kg kropsvægt) en toksisk effekt ved indtagelse:

aluminiumacetat - 0,2-0,4;
aluminiumhydroxid - 3,7-7,3;
aluminium alun - 2,9.

Primært påvirker nervesystem(akkumuleres i nervevæv, hvilket fører til alvorlige lidelser i centralnervesystemet). Imidlertid er aluminiums neurotoksicitet blevet undersøgt siden midten af 1960'erne, da ophobningen af metallet i menneskekroppen forhindres af dets elimineringsmekanisme. Under normale forhold kan op til 15 mg af grundstoffet om dagen udskilles i urinen. Følgelig observeres den største negative effekt hos personer med nedsat nyreudskillelsesfunktion. Standarden for aluminiumindhold i drikkevand i Rusland er 0,2 mg/l. I dette tilfælde kan denne MPC øges til 0,5 mg/l af statens overlæge for det relevante område for et specifikt vandforsyningssystem. Nogle biologiske undersøgelser har impliceret aluminiumindtag hos mennesker som en faktor i udviklingen af Alzheimers sygdom, men disse undersøgelser blev senere kritiseret, og sammenhængen mellem de to blev tilbagevist. Aluminiumsforbindelser kan også stimulere brystkræft, når du bruger aluminiumchlorid-antiperspiranter. Men der er mindre videnskabeligt bevis for at understøtte dette end det modsatte.

se også

Anodisering
Oxidation
Aluminium. Trettende element
Internationalt Aluminium Institut

Noter

Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O'Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang-Kun Zhu. Grundstoffernes atomvægte 2011 (IUPAC Technical Report) // Pure and Applied Chemistry. - 2013. - Bd. 85, nr. 5. - P. 1047-1078. - DOI:10.1351/PAC-REP-13-03-02.
Kemisk encyklopædi. I 5 bind / Redaktion: Knunyants I. L. (chefredaktør). - M.: Soviet Encyclopedia, 1988. - T. 1. - S. 116. - 623 s. - 100.000 eksemplarer.
Harry H. Binder: Lexikon der kemiske elementer. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.
aluminium Online etymologi ordbog. etymonline.com. Hentet 3. maj 2010.
Fialkov, Yu. Niende tegn. - M.: Detgiz, 1963. - S. 133.
Lektion nr. 49. Aluminium.
Aluminium genanvendelse og forarbejdning for energibesparelse og bæredygtighed. - ASM International, 2007. - S. 198. - ISBN 0-87170-859-0.
Kort kemisk encyklopædi. T. 1 (A-E). - M.: Sovjetisk Encyklopædi. 1961.
Koronovsky N.V., Yakushova A.F. Grundlæggende i geologi.
Oleynikov B.V. et al. Aluminium er et nyt mineral af klassen af native elementer //Noter fra WMO. - 1984, del CXIII, udgave. 2, s. 210-215. .
J.P. Riley og Skirrow G. Chemical Oceanography V. 1, 1965.
Grundlæggende om brintenergi / Ed. V. A. Moshnikova og E. I. Terukova.. - Skt. Petersborg: Forlaget for St. Petersburg State Electrotechnical University "Leti", 2010. - 288 s. - ISBN 978-5-7629-1096-5.
Lidin R. A., Molochko V. A., Andreeva L. L. Reaktioner af uorganiske stoffer: en opslagsbog / Ed. R. A. Lidina. - 2. udg., revideret. og yderligere - M.: Bustard, 2007. - S. 16. - 637 s. - ISBN 978-5-358-01303-2.
Encyklopædi: smykker, smykker, smykkesten. Værdifulde metaller. Ædle aluminium.
"Sølv" fra ler.
SAMMENFATNING AF MINERALVARE 2009.
C34 Nuværende tilstand af global og indenlandsk produktion og forbrug af aluminium
Aluminiumreserver vokser rundt om i verden.
Produktion af primært aluminium i verden og i Rusland.
Historisk prisgraf for aluminium. Hentet 8. juni 2015.
Kitco - Uædle metaller - Industrielle metaller - Kobber, aluminium, nikkel, zink, bly - diagrammer, priser, grafer, citater, Cu, Ni, Zn, Al, Pb.
Legeringselementers indflydelse på egenskaberne af aluminiumslegeringer.
Baykov D.I. et al. Svejsbare aluminiumslegeringer. - L.: Sudpromgiz, 1959. - 236 s.
Fakta om aluminium.
Assault riffel Heckler-Koch HK416 (Tyskland) | Økonomiske nyheder.
Tara Perfection D.O.O. - Sikkerhed kan du stole på.
Sarner S. Kemi af raketbrændstoffer = Drivmiddelkemi / Transl. fra engelsk E. P. Golubkova, V. K. Starkova, V. N. Shemanina; redigeret af V. A. Ilyinsky. - M.: Mir, 1969. - S. 111. - 488 s.
Zhuk A. Z., Kleymenov B. V., Fortov V. E., Sheindlin A. E. Elbil, der kører på aluminiumsbrændstof. - M: Nauka, 2012. - 171 s. - ISBN 978-5-02-037984-8.
Aluminium agurker
Shcherbatykh I., tømrer D. O.(maj 2007). Metallers rolle i ætiologien af Alzheimers sygdom // J. Alzheimers Dis. 11 (2): 191-205.
Rondeau V., Commenges D., Jacqmin-Gadda H., Dartigues J.F.(juli 2000). Forholdet mellem aluminiumkoncentrationer i drikkevand og Alzheimers sygdom: en 8-årig opfølgningsundersøgelse // Am. J. Epidemiol. 152(1):59-66.
Rondeau V.(2002). En gennemgang af epidemiologiske undersøgelser af aluminium og silica i relation til Alzheimers sygdom og associerede lidelser // Rev. Environ. Sundhed 17(2):107-121.
Martyn C. N., Coggon D. N., Inskip H., Lacey R. F., Young W. F.(maj 1997). Aluminiumkoncentrationer i drikkevand og risiko for Alzheimers sygdom // Epidemiology 8 (3): 281-286.
Graves A. B., Rosner D., Echeverria D., Mortimer J. A., Larson E. B.(september 1998). Erhvervsmæssig eksponering for opløsningsmidler og aluminium og estimeret risiko for Alzheimers sygdom // Occup. Environ. Med. 55 (9): 627-633.
Antiperspiranter/deodoranter og brystkræft.
aluminiumchloridhexahydrat.

Links

Aluminium // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron: i 86 bind (82 bind og 4 yderligere). - Sankt Petersborg, 1890-1907.
Aluminium hos Webelements
Aluminium på Popular Chemical Elements Library
Aluminium i aflejringer
Historie, produktion og anvendelse af aluminium
Alekseev A. I., Valov M. Yu., Yuzvyak Z. Kvalitetskriterier for vandsystemer: Lærebog. - Skt. Petersborg: KHIMIZDAT, 2002. ISBN 5-93808-043-6
GN 2.1.5.1315-03 Maksimalt tilladte koncentrationer (MAC) af kemiske stoffer i vand i vandområder til husholdnings-, drikke- og kulturvandsbrug.
GOST R 55375-2012. Primært aluminium og legeringer baseret på det. Frimærker
Dokumentarfilm "Aluminium"

Eu, Sm, Li, Cs, Rb, K, Ra, Ba, Sr, Ca, Na, Ac, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Gd, Tb, Mg, Y, Dy, Am, Ho, Er, Tm, Lu, Sc, Pu,
Th, Np, U, Hf, Be, Al, Ti, Zr, Yb, Mn, V, Nb, Pa, Cr, Zn, Ga, Fe, Cd, In, Tl, Co, Ni, Te, Mo, Sn, Pb, H2,
W, Sb, Bi, Ge, Re, Cu, Tc, Te, Rh, Po, Hg, Ag, Pd, Os, Ir, Pt, Au

Og nogle andre elementer. Imidlertid udvindes ikke alle disse elementer i øjeblikket fra aluminiummalm og bruges til den nationale økonomis behov.

Den mest anvendte er apatit-nephelin-sten, hvorfra gødning, aluminiumoxid, sodavand, potaske og nogle andre produkter fås; der er næsten ingen lossepladser.

Ved bearbejdning af bauxit ved hjælp af Bayer-metoden eller sintring er der stadig meget rødt mudder tilbage på lossepladsen, hvis rationelle brug fortjener stor opmærksomhed.

Tidligere blev det sagt, at for at producere 1 ton aluminium er det nødvendigt at bruge meget elektricitet, hvilket er en femtedel af prisen på aluminium. I tabel 55 viser omkostningsberegningen for 1 ton aluminium. Af dataene i tabellen fremgår det, at de vigtigste omkostningskomponenter er råvarer og basismaterialer, hvor aluminiumoxid tegner sig for næsten halvdelen af alle omkostninger. Derfor bør reduktion af omkostningerne til aluminium primært gå i retning af at reducere omkostningerne ved aluminiumoxidproduktion.

Teoretisk set skal der forbruges 1,89 ton aluminium for 1 ton aluminium. Overskridelse af denne værdi ved faktisk forbrug er en konsekvens af tab hovedsageligt fra forstøvning. Disse tab kan reduceres med 0,5-0,6 % ved at automatisere påfyldningen af aluminiumoxid i badene. Omkostningsreduktionaluminiumoxid kan opnås ved at reducere tab på alle stadier af dets produktion, især i affaldsslam, under transport af aluminatopløsninger og såvel som under kalcinering af aluminiumoxid; på grund af besparelser opnået ved bedre udnyttelse af spilddamp (fra selvfordampere) og fuld udnyttelse af røggasvarme. Dette er især vigtigt for autoklavemetoden, hvor dampomkostningerne er betydelige.

Indførelse af kontinuerlig udvaskning og vridning på; avancerede aluminiumoxidraffinaderier gjorde det muligt at automatisere mange operationer, hvilket hjalp med at reducere forbruget af damp og el, øge arbejdsproduktiviteten og reducere omkostningerne til aluminium. Der kan dog gøres meget mere i denne retning. Uden at opgive yderligere søgninger efter bauxitter af høj kvalitet, hvor overgangen til kraftigt vil reducere omkostningerne ved aluminiumoxid, bør vi lede efter måder til omfattende brug af jernholdige bauxitter og rødt mudder i jernholdig metallurgi. Et eksempel er den komplekse brug af apatit-nephelin-sten.

Prisen på fluorsalte er 8%. De kan reduceres ved forsigtigt at fjerne gasser fra elektrolytbade og fange fluorforbindelser fra dem. Anodegasser suget fra badet indeholder op til 40 mg/m 3 fluor, ca. 100 mg/m 3 harpiks og 90 mg/m 3 støv (AlF 3 , Al2O3, Na3AlF6). Disse gasser må ikke frigives til atmosfæren,da de indeholder værdifulde, desuden er de giftige. De skal renses for værdifuldt støv og også uskadeliggøres for at undgå at forgifte atmosfæren i værkstedet og områder i nærheden af anlægget. Til rensningsformål vaskes gasser med svage sodaopløsninger i tårngasrensere (scrubbere).

Med den perfekte organisering af oprensnings- og neutraliseringsprocesser bliver det muligt at returnere en del af fluorsaltene (op til 50%) til produktion og derved reducere omkostningerne til aluminium med 3-5%.

En betydelig reduktion i prisen på aluminium kan opnås gennem brugen af billigere elektricitetskilder og den hurtige udbredte introduktion af mere økonomiske halvlederstrømkonvertere (især silicium) samt ved at reducere energiforbruget direkte. Sidstnævnte kan opnås ved at designe mere avancerede bade med mindre spændingstab i alle eller enkelte af deres elementer, samt ved at vælge mere elektrisk ledende elektrolytter (modstanden af kryolit er for høj, og en enorm mængde elektricitet bliver til overskydende varme, som endnu ikke kan bruges rationelt). Og det er ikke tilfældigt, at bade med bagte anoder begynder at finde mere og mere anvendelse, da energiforbruget i disse bade er meget lavere.

Vedligeholdelsespersonalet på elektrolyseværksteder spiller en stor rolle i at reducere energiforbruget. At opretholde en normal pol-til-pol-afstand, holde elektriske kontakter rene forskellige steder i badet, reducere antallet og varigheden af anodeeffekter, opretholde normal temperatur elektrolyt, omhyggelig overvågning af sammensætningen af elektrolytten gør det muligt at reducere energiforbruget betydeligt.

Avancerede teams af elektrolyseværksteder af aluminiumssmeltere, der har studeret det teoretiske grundlag for processen og funktionerne i de bade, de betjener, omhyggeligt overvåger processens fremskridt, har mulighed for at øge mængden af produceret metal per enhed forbrugt elektricitet med fremragende kvalitet og øger derfor effektiviteten af aluminiumproduktion.

Den vigtigste faktor til at reducere omkostningerne og øge arbejdsproduktiviteten er mekaniseringen af arbejdskrævende processer i aluminiumssmelteværkernes elektrolyseværksteder. På dette område er der opnået betydelige fremskridt i husholdninger af aluminiumssmeltere i løbet af de sidste årtier: udvindingen af aluminium fra bade er blevet mekaniseret; Effektive og bekvemme mekanismer er blevet indført til udstansning af elektrolytskorpen og fjernelse og inddrivning af stifterne. Det er dog nødvendigt og muligtV i højere grad mekanisere og automatisere processer på aluminiumssmeltere. Dette lettes af en yderligere stigning i elektrolysatorernes kraft og overgangen fra periodiske processer til kontinuerlige processer.

I de senere år er den integrerede brug af aluminiummalme blevet forbedret, da nogle aluminiumssmeltere er begyndt at udvinde vanadiumoxider og galliummetal fra affald.

Det blev opdaget i 1875 ved den spektrale metode. Fire år tidligere forudsagde D.I. Mendeleev dets grundlæggende egenskaber med stor nøjagtighed (kalder det eka-aluminium). har en sølvhvid farve og et lavt smeltepunkt (+30°C). Et lille stykke gallium kan smeltes ind i din håndflade. Sammen med dette er kogepunktet for gallium ret højt (2230°C), så det bruges til højtemperaturtermometre. Sådanne termometre med kvartsrør kan anvendes op til 1300° C. Gallium er tæt på bly i hårdhed. Densiteten af fast gallium er 5,9 g/cm3, flydende gallium er 6,09 g/cm3.

Gallium er spredt i naturen, de rige er ukendte. Det findes i hundrededele og tusindedele af en procent i aluminiummalme, zinkblanding og asken fra nogle kul. Gasanlægsharpikser indeholder nogle gange op til 0,75 % gallium.

Gallium er betydeligt mere giftigt end, og derfor bør alt arbejde med dets udvinding udføres med omhyggelig hygiejne.

I tør luft ved almindelige temperaturer oxiderer gallium næsten ikke: når det opvarmes, kombineres det kraftigt med ilt og danner det hvide oxid Ga 2 O 3. Sammen med dette galliumoxid dannes der under visse forhold også andre galliumoxider (GaO og Ga 2 O). Galliumhydroxid Ga(OH) 3 er amfotert og derfor letopløseligt i syrer og baser, hvormed det danner gallater, som i egenskaber ligner aluminater. I denne henseende, når man producerer aluminiumoxid fra aluminiummalm, går gallium sammen med aluminium i opløsninger og ledsager det derefter i alle efterfølgende operationer. En vis øget koncentration af gallium observeres i anodelegeringen under den elektrolytiske raffinering af aluminium, i cirkulerende aluminatopløsninger under fremstillingen af aluminiumoxid ved brug af Bayer-metoden og i moderluden, der er tilbage efter ufuldstændig karbonisering af aluminatopløsninger.

Uden at forstyrre omfordelingsordningen er det derfor muligt at organisere udvindingen af gallium i aluminiumssmelteværkernes aluminiumoxid- og raffinaderier. Genbrugte aluminatopløsninger til galliumekstraktion kan periodisk carboniseres i to trin. Først ved langsom karbonisering udfældes ca. 90 % af aluminiumet, og opløsningen filtreres, som derefter carboniseres igen for at udfælde galliumet og forblive i opløsning i form af hydroxider. Det på denne måde opnåede bundfald kan indeholde op til 1,0 % Ga 2 O 3 .

En betydelig del af aluminium kan udfældes fra aluminatmoderluden i form af fluoridsalte. For at gøre dette blandes flussyre i en aluminatopløsning indeholdende gallium. Ved pH<2,5 из раствора осаждается значительная часть алюминия в виде фторида и криолита (Na 3 AlF 6). Галлий и часть алюминия остаются в растворе.

Når en sur opløsning neutraliseres med sodavand til pH = 6, gallium og .

Yderligere adskillelse af aluminium fra gallium kan opnåsvarme ved at behandle aluminium-galliumhydratsedimenter i en autoklave med kalkmælk indeholdende en lille mængde natriumhydroxid; i dette tilfælde går gallium i opløsning,og hovedparten af aluminiumet forbliver i sedimentet. Gallium udfældes derefter fra opløsning med kuldioxid. Det resulterende bundfald indeholder op til 25 % Ga 2 O 3. Dette bundfald opløses i kaustisk soda i et kaustisk forhold på 1,7 og behandles med Na2S for at fjerne tungmetaller, især bly. Den rensede og klarede opløsning udsættes for elektrolyse ved 60-75°C, en spænding på 3-5 V og konstant omrøring af elektrolytten. Katoder og anoder skal være af rustfrit stål.

Andre metoder til at koncentrere galliumoxid fra aluminatopløsninger er også kendte. Fra den anodiske legering indeholdende 0,1-0,3% gallium tilbage efter elektrolytisk raffinering af aluminium ved anvendelse af trelagsmetoden, kan sidstnævnte således isoleres ved at behandle legeringen med en varm alkaliopløsning. I dette tilfælde går gallium i opløsning og forbliver i sedimentet.

For at opnå rene galliumforbindelser anvendes galliumchlorids evne til at opløses i ether.

Hvis det er til stede i aluminiummalme, vil det konstant ophobes i aluminatopløsninger og vil med et indhold på mere end 0,5 g/l V 2 O 5 udfældes med aluminiumhydrat under forkulning og forurene aluminium. For at fjerne vanadium inddampes moderluden til en densitet på 1,33 g/cm 3 og afkøles til 30 ° C, og et slam, der indeholder mere end 5 % V 2 O 5, falder ud sammen med sodavand og andre alkaliske forbindelser af fosfor og arsen, hvorfra det først kan isoleres ved kompleks hydrokemisk behandling og derefter ved elektrolyse af en vandig opløsning.

At smelte aluminium på grund af dets høje varmekapacitet og latente smeltevarme (392 J/g) kræver et højt energiforbrug. Derfor fortjener erfaringerne fra elektrolyseanlæg, der begyndte at producere strimler og valsetråd direkte fra flydende aluminium (uden støbning i ingots), at blive formidlet. Derudover kan der opnås en stor økonomisk effekt ved fremstilling af forskellige legeringer til masseforbrug fra flydende aluminium i elektrolyseanlægs støberier, og

Gallium historie om opdagelsen af grundstoffet Om grundstoffet med atomnummer 31 husker de fleste læsere kun, at det er et af tre grundstoffer...