Alumīnija rūdas īpašības. Boksīta alumīnija ieguves vietas

Ir liels skaits minerālu un iežu, kas satur alumīniju, taču tikai dažus no tiem var izmantot alumīnija metāla ražošanai. Boksīts ir visplašāk izmantotā alumīnija izejviela. , Turklāt vispirms no rūdām tiek iegūts starpprodukts - alumīnija oksīds (Al 2 0 3), bet pēc tam no alumīnija oksīda elektrolītiski tiek iegūts metālisks alumīnijs. Kā norāda A. r. tiek izmantots nefelīna-sienīts (skatīt nefelīna sienītu) , kā arī nefelīna-apatīta ieži, kas vienlaikus kalpo kā fosfātu avots. Alunīta ieži var kalpot kā minerālu izejvielas alumīnija ražošanai (sk. Alunītu) , leicīta lavas (minerālleicīts), labradorīti, anortozīti , augsta alumīnija oksīda māli un kaolīni, kianīts, silimanīts un andalūzīts.

Kapitālisma un jaunattīstības valstīs alumīnija ražošanai izmanto praktiski tikai boksītu. PSRS bez boksīta nozīmīgu praktisku nozīmi ieguvuši nefelīna-sienīta un nefelīna-apatīta ieži.

Lielā padomju enciklopēdija. - M.: Padomju enciklopēdija. 1969-1978 .

Alumīnija monopoli
Alumīnija sakausējumi

Skatiet, kas ir "alumīnija rūdas" citās vārdnīcās:

Alumīnija rūdas- (a. alumīnija rūdas; n. Aluminumerze, Aluerze; f. minerais d alumīnija; i. minerales de alumīnija) dabiskie minerālu veidojumi, kas satur alumīniju tādos savienojumos un koncentrācijās, kurās to rūpnieciskās īpašības. tehniskai lietošanai...... Ģeoloģiskā enciklopēdija

ALUMĪNIJA RŪDAS- akmeņi, izejvielas alumīnija ražošanai. Galvenokārt boksīts; Alumīnija rūdās ietilpst arī nefelīna sienīts, alunīts, nefelīna apatīta ieži utt. Liels Enciklopēdiskā vārdnīca

alumīnija rūdas- akmeņi, izejvielas alumīnija ražošanai. Galvenokārt boksīts; Pie alumīnija rūdām pieder arī nefelīna sienīts, alunīts, nefelīna apatīta ieži utt. * * * ALUMĪNIJA RŪDAS ALUMĪNIJA RŪDAS, ieži, izejvielas... ... Enciklopēdiskā vārdnīca

alumīnija rūdas- rūdas, kas satur Al tādos savienojumos un koncentrācijās, kurās to rūpnieciskā izmantošana ir tehniski iespējama un ekonomiski iespējama. Visizplatītākās Al izejvielas ir boksīts, alunīts un......

ALUMĪNIJA RŪDAS- rags ieži, izejvielas alumīnija ražošanai. Galvenokārt boksīts; uz A. r. ietver arī nefelīna sienītus, alunītu, nefelīna apatīta iežus utt. Dabas zinātne. Enciklopēdiskā vārdnīca

melno metālu rūdas- rūdas, kas ir Pasaules kausa izejvielu bāze; tostarp Fe, Mn un Cr rūdas (sk. dzelzsrūdas, mangāna rūdas un hroma rūdas); Skatīt arī: Komerciālās rūdas, siderīta rūdas... Enciklopēdiskā metalurģijas vārdnīca

krāsaino metālu rūdas- rūdas, kas ir CM izejvielas, tostarp plaša Al, polimetāla (satur Pb, Zn un citus metālus), Cu, Ni, Co, Sn, W, Mo, Ti rūdas. Krāsaino metālu rūdu īpatnība ir to komplekss...... Enciklopēdiskā metalurģijas vārdnīca

retzemju metālu rūdas- dabiskie minerālu veidojumi, kas satur retzemju metālus pašu minerālu veidā vai dažu citu minerālu izomorfu piemaisījumu veidā. Izv > 70 pašu retzemju minerāli un aptuveni 280 minerāli, kuros retzemju metāli ir iekļauti kā ... Enciklopēdiskā metalurģijas vārdnīca

reto metālu rūdas - dabas veidojumi kas satur RE neatkarīgu minerālu vai izomorfu piemaisījumu veidā citos rūdas un dzīslu minerālos tādā daudzumā, kas ir pietiekams to rentablai rūpnieciskai ieguvei. RE tiek uzskatīts par...... Enciklopēdiskā metalurģijas vārdnīca

radioaktīvās metālu rūdas- dabiskie minerālu veidojumi, kas satur radioaktīvos metālus (U, Th u.c.) tādos savienojumos un koncentrācijās, kuros to ieguve ir tehniski iespējama un ekonomiski iespējama. Rūpnieciskā nozīme...... Enciklopēdiskā metalurģijas vārdnīca

Alumīnijs- viens no svarīgākajiem konstrukcijas materiāliem. Pateicoties tā vieglumam, mehāniskajai izturībai, augstajai elektrovadītspējai un lieliskajai izturībai pret koroziju, tā ir atradusi plašs pielietojums aviācijas, automobiļu, elektrotehnikas nozarēs, citās moderno tehnoloģiju nozarēs un sadzīvē. Ražošanas un patēriņa ziņā pasaulē tā ieņem otro vietu starp metāliem aiz dzelzs.

Alumīnija ražošanas izejviela ir alumīnija oksīds, ko iegūst no boksīta, nefelīna rūdām un citiem iežiem ar augstu alumīnija oksīda saturu. Galvenā boksīts, kas nodrošina 98% no pasaulē saražotā alumīnija oksīda, ir boksīts. Krievija ir vienīgā valsts pasaulē, kur tiek izmantotas tik zemas kvalitātes alumīnija izejvielas kā nefelīna rūdas.

Kopējās boksīta rezerves 29 pasaules valstīs pārsniedz 40 miljardus tonnu, 95% no tiem ir koncentrēti tropu zonā, tai skaitā vairāk nekā 50% Gvinejā, 40% Austrālijā, Venecuēlā, Brazīlijā, Indijā, Vjetnamā un Jamaikā. Boksīts tiek iegūts 24 valstīs 140 miljonu tonnu apjomā gadā, 80% produkcijas notiek Austrālijā, Gvinejā, Jamaikā, Brazīlijā, Ķīnā un Indijā. Ikgadējā alumīnija oksīda ražošana boksīta ieguves valstīs pārsniedza 52 miljonus tonnu, un primārā alumīnija kausēšana pārsniedza 24,5 miljonus tonnu. pēdējos gados Alumīnija ražošana pieauga vairāk nekā 10 reizes.

Tiek uzskatīti par unikāliem noguldījumi boksīts ar rezervēm vairāk nekā 500 miljonu tonnu, lielas un vidējas - 500 - 50, mazas - mazākas par 50 miljoniem tonnu.

Boksīts ir atlikušais vai nogulumiežu iezis, kas sastāv no alumīnija hidroksīdiem, dzelzs oksīdiem un hidroksīdiem, māla minerāliem un kvarca. Pamatojoties uz to minerālu sastāvu, boksītus klasificē kā gibsītu, bēmītu un diasporu. Tika atzīmēts, ka jaunās, nepārveidotās atradnēs dominē gibsīta rūdas, savukārt vecākās un transformētās atradnēs tās aizstāj bēmīta un diasporas rūdas.

Visi rūpnieciskie boksīta atradņu veidi ir eksogēni veidojumi. Tos iedala laikapstākļu un nogulumu nogulsnēs. Laikapstākļu nogulsnes tiek iedalītas atlikušajās laterītiskajās un atlikušajās atkārtoti nogulsnēs, un nogulumiežu nogulsnes tiek sadalītas platformu apgabalu terigēnajos veidojumos un saistīti ar ģeosinklinālo apgabalu karbonātu veidojumiem. Raksturlielumi ir norādīti tabula 1.2.1.

1.2.1. tabula Galvenie alumīnija atradņu ģeoloģiskie un rūpnieciskie veidi

Ģeoloģiskā rūpnieciski veids	Rūdas nesošais veidošanās	Rūdas ķermeņi	Rašanās apstākļi	Rūdas sastāvs	Piemēri noguldījumi	Mērogs, noguldījumi
1. Atlikums laterīts	A) Mūsdienu miza laikapstākļi ieslēgti senie šīferi, bazalts utt.	Horizontāli noguldījumi zona 5-15 km2, jauda līdz 10-15 m.	Blakus virsmai uz dzīvokli augstienes - bovalakh; bloķēts	dzelzs kirass.	Gibsīts, hematīts	Boke, Fria (Gvineja) Unikāls līdz 3
1. Atlikums laterīts	miljardu tonnu laikapstākļi ieslēgti b) Senā miza filīta slānekļi	un metabazīti Liels horizonts. Pārklājošie ķermeņi garums līdz pat vairākiem	dec. km, ietilpība vairāki m. Noguldījumi ir bloķēti nogulumieži Paleozoja ieži, mezozoja,	Kainozojs, biezums 450-600 m.	Bēmīts, gibsite, šaozīts	Vislovska (KMA, Krievija)
liels, 80 miljoni tonnu	2. Atlikums pārplānots Jaunais mezozojs- Kainozoja smiltis - mālaina, blakus attīstības jomām	laterītiskas garozas laikapstākļi	1-3 horizonti starp smilšakmeņi, māli utt.	Gibsite, bēmīts, hematīts, kaolinīts, siderite	Noguldījumi Gviānas piekraste Plains, Veina gubernators (Austrālija)
3. Nogulumieži platforma	Terigēns, karbonāts noterigēns, vulkānogēni-terigēni kontinentāls, sarkans, dažreiz smilšmāla	laterītiskas garozas laikapstākļi	40-150 m dziļumā zem nogulumu veidojumi Paleozojs, mezozojs	Gibsīts, bēmīts, kaolinīts	Tihvinas grupa, Severo-Oņežskis (Krievija)	mazie, vidēji, rets-liels
4. Nogulumieži ģeosinklināls	karbonātu veidošanās (terigēns, kontinentāls, sekla ūdens izcelsmes karbonāts, rifu apakšveidojums)	lēcveida, laikapstākļi	Starp izmežģīju nogulumiežu slāņi	Diaspora, bēmīts, retais-gibbsite, hematīts, pirīts	Sarkangalvīte un utt., SUBR, Krievija	Liels, vidējs

Laterīta atradnēm ir galvenā rūpnieciskā nozīme (90% no pasaules rezervēm).

Krievijā boksīta atradnes tiek veidotas Ziemeļurālu (SUBR) un Dienvidurālu (YUBR) boksītu saturošajos reģionos (84% no produkcijas) un Tihvinas reģionā (16%). Tā kā vietējās metalurģijas vajadzībām trūkst izejvielu, Krievija ik gadu importē aptuveni 50% (3,7 miljonus tonnu) alumīnija oksīda no Ukrainas, Kazahstānas un valstīm, kas nav NVS valstis.

Saturs [-]

Alumīnijs ir metāls, kas pārklāts ar matētu sudraba oksīda plēvi, kura īpašības nosaka tā popularitāti: maigums, vieglums, plastiskums, augsta izturība, izturība pret koroziju, elektrovadītspēja un toksicitātes trūkums. Mūsdienu augstajās tehnoloģijās alumīnija izmantošanai ir ierādīta vadošā vieta kā strukturālam, daudzfunkcionālam materiālam. Rūpniecībai kā alumīnija avotam vislielākā vērtība ir dabiskās izejvielas - boksīts, iežu sastāvdaļa boksīta, alunīta un nefelīna veidā.

Alumīnija oksīdu saturošu rūdu šķirnes

Ir zināmi vairāk nekā 200 minerālu, kas satur alumīniju. Tiek uzskatīts par vienīgo izejvielu avotu klints, kas var atbilst šādām prasībām:

Dabiskajām izejvielām jābūt ar augstu alumīnija oksīdu saturu;
Depozītam jāatbilst tās rūpnieciskās attīstības ekonomiskajai iespējamībai.
Iežiem jāsatur alumīnija izejmateriāls tādā veidā, ko ar zināmām metodēm var iegūt tīrā veidā.

Dabiskā iežu boksīta iezīme

Dabiskās boksīta, nefelīna, alunīta, māla un kaolīna atradnes var kalpot kā izejvielu avots. Boksīts ir visvairāk piesātināts ar alumīnija savienojumiem. Māli un kaolīni ir visizplatītākie ieži ar ievērojamu alumīnija oksīda saturu. Šo minerālu atradnes atrodas uz zemes virsmas. Boksīts dabā pastāv tikai bināra metāla savienojuma ar skābekli formā. Šis savienojums ir iegūts no dabīgā kalna rūda boksīta formā, kas sastāv no vairāku ķīmisko elementu oksīdiem: alumīnija, kālija, nātrija, magnija, dzelzs, titāna, silīcija, fosfora. Atkarībā no atradnes boksīts satur no 28 līdz 80% alumīnija oksīda. Šī ir galvenā izejviela unikāla metāla iegūšanai. Boksīta kā alumīnija izejvielas kvalitāte ir atkarīga no tā alumīnija oksīda satura. Tas nosaka fizisko īpašības boksīts:

Minerālam ir slēpta kristāliska struktūra vai tas ir amorfā stāvoklī. Daudziem minerāliem ir vienkārša vai sarežģīta sastāva hidrogēlu cietinātas formas.
Boksīta krāsa dažādās ieguves vietās svārstās no gandrīz baltas līdz sarkanai tumšas krāsas. Ir nogulsnes ar minerālu melnu krāsu.
Alumīniju saturošo minerālu blīvums ir atkarīgs no to ķīmiskā sastāva un ir aptuveni 3500 kg/m3.
Boksīta ķīmiskais sastāvs un struktūra nosaka cieto vielu īpašības minerāls. Spēcīgāko minerālu cietība pēc mineraloģijas pieņemtās skalas ir 6 vienības.
Boksītam kā dabīgam minerālam ir vairāki piemaisījumi, visbiežāk tie ir dzelzs, kalcija, magnija, mangāna oksīdi, kā arī titāna un fosfora savienojumu piemaisījumi.

Boksīti, kaolīni un māli satur citu savienojumu piemaisījumus, kas izejvielu pārstrādes laikā tiek sadalīti atsevišķās nozarēs. Tikai Krievijā viņi izmanto iegulas ar iežu atradnēm, kas satur zemāku alumīnija oksīda koncentrāciju. Nesen alumīnija oksīdu sāka iegūt no nefelīniem, kas papildus alumīnija oksīdam satur tādu metālu oksīdus kā kālijs, nātrijs, silīcijs un, ne mazāk vērtīgs, alauns, alunīts.

Alumīniju saturošu minerālu apstrādes metodes

Tīra alumīnija oksīda ražošanas tehnoloģija no alumīnija rūdas nav mainījusies kopš šī metāla atklāšanas. Tā ražošanas iekārtas tiek pilnveidotas, ļaujot ražot tīru alumīniju. Tīra metāla iegūšanas galvenie ražošanas posmi:

Rūdas ieguve no attīstītajām atradnēm.
Atkritumu iežu primārā apstrāde, lai palielinātu alumīnija oksīda koncentrāciju, ir bagātināšanas process.
Tīra alumīnija oksīda sagatavošana, alumīnija elektrolītiskā reducēšana no tā oksīdiem.

Ražošanas process beidzas ar metālu ar 99,99% koncentrāciju.

Alumīnija oksīda ieguve un bagātināšana

Alumīnija oksīds vai alumīnija oksīdi dabā neeksistē tīrā veidā. To iegūst no alumīnija rūdām, izmantojot hidroķīmiskās metodes. Alumīnija rūdas atradnes atradnēs parasti eksplodē, nodrošinot tā ieguves vietu aptuveni 20 metru dziļumā, no kurienes to atlasa un palaiž tālākās apstrādes procesā;

Izmantojot speciālu aprīkojumu (sietus, klasifikatorus), rūdu sasmalcina un šķiro, izmetot atkritumiežus (sārņus). Šajā alumīnija oksīda bagātināšanas stadijā kā ekonomiski izdevīgākās tiek izmantotas mazgāšanas un sijāšanas metodes.
Koncentrācijas iekārtas apakšā nosēdušo attīrīto rūdu sajauc ar uzkarsētu kaustiskās soda masu autoklāvā.
Maisījums tiek izvadīts caur augstas stiprības tērauda trauku sistēmu. Kuģi ir aprīkoti ar tvaika apvalku, kas uztur nepieciešamo temperatūru. Tvaika spiedienu uztur 1,5-3,5 MPa, līdz alumīnija savienojumi ir pilnībā pārvietoti no bagātinātā iežu uz nātrija aluminātu pārkarsētā nātrija hidroksīda šķīdumā.
Pēc atdzesēšanas šķidrums iziet filtrēšanas stadiju, kā rezultātā tiek atdalītas cietas nogulsnes un tiek iegūts pārsātināts tīrs alumināta šķīdums. Iegūtajam šķīdumam pievienojot alumīnija hidroksīda atlikumus no iepriekšējā cikla, sadalīšanās tiek paātrināta.
Alumīnija oksīda hidrāta galīgajai žāvēšanai izmanto kalcinēšanas procedūru.

Tīra alumīnija elektrolītiskā ražošana

Tīrs alumīnijs tiek ražots, izmantojot nepārtrauktu procesu, kas ražo kalcinētu alumīniju nonāk elektrolītiskās reducēšanas stadijā. Mūsdienu elektrolizatori ir ierīce, kas sastāv no šādām daļām:

Izgatavots no tērauda korpusa, kas izklāts ar ogļu blokiem un plāksnēm. Darbības laikā uz vannas korpusa virsmas veidojas blīva sasaluša elektrolīta plēve, kas aizsargā oderi no elektrolīta kausējuma iznīcināšanas.
Šajā instalācijā kā katods kalpo 10–20 cm biezs izkausēta alumīnija slānis vannas apakšā.
Strāva tiek piegādāta alumīnija kausējumam caur oglekļa blokiem un iestrādātiem tērauda stieņiem.
Anodi, kas piekārti uz dzelzs rāmja, izmantojot tērauda tapas, ir aprīkoti ar stieņiem, kas savienoti ar pacelšanas mehānismu. Degšanai turpinoties, anods pārvietojas uz leju, un stieņi tiek izmantoti kā elements strāvas padevei.
Darbnīcās elektrolīzeri tiek uzstādīti secīgi vairākās rindās (divās vai četrās rindās).

Papildu alumīnija attīrīšana, rafinējot

Ja no elektrolizatoriem iegūtais alumīnijs neatbilst galīgajām prasībām, tas tiek pakļauts papildu attīrīšanai, rafinējot. Rūpniecībā šis process tiek veikts īpašā elektrolizatorā, kurā ir trīs šķidruma slāņi:

Apakšā – rafinēts alumīnijs pievienojot aptuveni 35% vara, kalpo kā anods. Varš ir klāt, lai padarītu alumīnija slāni smagāku, tā blīvumam jābūt lielākam par 3000 kg/m3.
Vidējais slānis ir bārija, kalcija un alumīnija fluorīdu un hlorīdu maisījums ar kušanas temperatūru aptuveni 730 ° C.
Augšējais slānis - tīrs rafinēts alumīnijs kausējums, kas izšķīst anoda slānī un paceļas uz augšu. Tas kalpo kā katods šajā ķēdē. Strāvu piegādā grafīta elektrods.

Elektrolīzes procesā piemaisījumi paliek anoda slānī un elektrolītā. Tīra alumīnija iznākums ir 95–98%. Alumīniju saturošu nogulšņu izstrādei ir vadošā vieta tautsaimniecība, pateicoties alumīnija īpašībām, kas šobrīd ieņem otro vietu aiz dzelzs mūsdienu rūpniecībā.

Mūsdienu rūpniecībā alumīnija rūda ir vispopulārākā izejviela. Straujā zinātnes un tehnoloģiju attīstība ir ļāvusi paplašināt tās pielietojuma jomu. Kas ir alumīnija rūda un kur tā tiek iegūta, ir aprakstīts šajā rakstā.

Alumīnija rūpnieciskā nozīme

Alumīnijs tiek uzskatīts par visizplatītāko metālu. Tā ieņem trešo vietu pēc nogulšņu skaita zemes garozā. Alumīnijs visiem ir zināms arī kā periodiskās tabulas elements, kas pieder pie vieglajiem metāliem.

Alumīnija rūda ir dabiskā izejviela, no kuras iegūst šo metālu. To galvenokārt iegūst no boksīta, kas satur alumīnija oksīdus (alumīnija oksīdu). lielākais skaitlis– no 28 līdz 80%. Kā izejvielas alumīnija ražošanai tiek izmantoti arī citi ieži - alunīts, nefelīns un nefelīns-apatīts, taču tie ir sliktākas kvalitātes un satur ievērojami mazāk alumīnija oksīda.

Alumīnijs ieņem pirmo vietu krāsaino metālu metalurģijā. Fakts ir tāds, ka tā īpašību dēļ to izmanto daudzās nozarēs. Tādējādi šis metāls tiek izmantots transporta inženierijā, iepakojuma ražošanā, celtniecībā un dažādu patēriņa preču ražošanā. Alumīnijs tiek plaši izmantots arī elektrotehnikā.

Lai saprastu alumīnija nozīmi cilvēcei, pietiek tuvāk apskatīt sadzīves lietas, kuras lietojam ikdienā. Daudzi sadzīves priekšmeti ir izgatavoti no alumīnija: tās ir elektrisko ierīču daļas (ledusskapis, veļas mašīna u.c.), trauki, sporta inventārs, suvenīri, interjera elementi. Alumīniju bieži izmanto dažāda veida konteineru un iepakojumu ražošanai. Piemēram, kārbas vai vienreizējās lietošanas folijas konteineri.

Alumīnija rūdu veidi

Alumīnijs ir atrodams vairāk nekā 250 minerālos. No tiem rūpniecībai visvērtīgākie ir boksīts, nefelīns un alunīts. Apskatīsim tos sīkāk.

Boksīta rūda

Alumīnijs dabā nav sastopams tīrā veidā. To galvenokārt iegūst no alumīnija rūdas - boksīta. Tas ir minerāls, kas pārsvarā sastāv no alumīnija hidroksīdiem, kā arī no dzelzs un silīcija oksīdiem. Pateicoties augstajam alumīnija oksīda saturam (40 līdz 60%), boksītu izmanto kā izejvielu alumīnija ražošanā.

Alumīnija rūdas fizikālās īpašības:

necaurspīdīgs dažādu toņu sarkano un pelēko krāsu minerāls;
stiprāko paraugu cietība ir 6 pēc mineraloģijas skalas;
Boksīta blīvums atkarībā no ķīmiskā sastāva svārstās no 2900-3500 kg/m³.

Boksīta rūdas atradnes ir koncentrētas zemes ekvatoriālajā un tropiskajā zonā. Vairāk seno atradņu atrodas Krievijā.

Kā veidojas boksīta alumīnija rūda?

Boksīts veidojas no alumīnija oksīda monohidrāta, bēmīta un diasporas, trihidrāta hidrargilīta un saistītajiem minerāliem, hidroksīda un dzelzs oksīda.

Atkarībā no dabu veidojošo elementu sastāva izšķir trīs boksīta rūdu grupas:

Monohidrāta boksīts – satur alumīnija oksīdu monohidrāta formā.
Trihidrāts – šādi minerāli sastāv no alumīnija oksīda trihidrāta formā.
Jaukti - šajā grupā ietilpst iepriekšējās alumīnija rūdas kombinācijā.

Izejvielu nogulsnes veidojas skābu, sārmainu un dažkārt arī bāzisku iežu laika apstākļu ietekmē vai pakāpeniski liela alumīnija oksīda daudzuma nogulsnēšanās rezultātā jūras un ezeru gultnēs.

Alunīta rūdas

Šāda veida depozīts satur līdz 40% alumīnija oksīda. Alunīta rūda veidojas ūdens baseinos un piekrastes zonās intensīvas hidrotermālās un vulkāniskās aktivitātes apstākļos. Šādu atradņu piemērs ir Zaglinskoje ezers Mazajā Kaukāzā.

Akmens ir porains. Galvenokārt sastāv no kaolinītiem un hidromikām. Rūda ar alunīta saturu vairāk nekā 50% ir rūpnieciska nozīme.

Nefelīns

Šī ir magmatiskas izcelsmes alumīnija rūda. Tas ir pilnībā kristālisks sārmains iezis. Atkarībā no pārstrādes sastāva un tehnoloģiskajām iezīmēm izšķir vairākas nefelīna rūdas kategorijas:

pirmā pakāpe – 60–90% nefelīna; tajā ir vairāk nekā 25% alumīnija oksīda; apstrādi veic ar saķepināšanu;
otrā šķira – 40–60% nefelīna, alumīnija oksīda daudzums ir nedaudz mazāks – 22–25%; pārstrādes laikā nepieciešama bagātināšana;
trešā šķira ir nefelīna minerāli, kuriem nav rūpnieciskas vērtības.

Pasaules alumīnija rūdu ražošana

Alumīnija rūda pirmo reizi tika iegūta 19. gadsimta pirmajā pusē Francijas dienvidaustrumos, netālu no Boksas pilsētas. No šejienes cēlies nosaukums boksīts. Sākumā šī nozare attīstījās lēnā tempā. Bet, kad cilvēce novērtēja, kura alumīnija rūda ir noderīga ražošanai, alumīnija pielietojuma joma ievērojami paplašinājās. Daudzas valstis ir sākušas meklēt noguldījumus savās teritorijās. Tādējādi alumīnija rūdu ražošana pasaulē sāka pakāpeniski palielināties. Skaitļi apstiprina šo faktu. Tātad, ja 1913.gadā pasaulē iegūtās rūdas apjoms bija 540 tūkstoši tonnu, tad 2014.gadā tas bija vairāk nekā 180 miljoni tonnu.

Pakāpeniski palielinājās arī alumīnija rūdas ieguves valstu skaits. Mūsdienās to ir aptuveni 30, taču pēdējo 100 gadu laikā vadošās valstis un reģioni ir pastāvīgi mainījušies. Tādējādi 20. gadsimta sākumā pasaules līderi alumīnija rūdas ieguvē un ieguvē bija Ziemeļamerika un Rietumeiropa. Šie divi reģioni veidoja aptuveni 98% no pasaules ražošanas. Pēc vairākām desmitgadēm valstis kļuva par līderiem alumīnija rūpniecības kvantitatīvo rādītāju ziņā. Austrumeiropa, Latīņamerika Un Padomju Savienība. Un jau 1950.–1960. gados Latīņamerika kļuva par līderi ražošanas ziņā. Un 1980.–1990. Austrālijā un Āfrikā bija straujš izrāviens alumīnija rūpniecībā. Pašreizējā globālajā tendencē galvenās vadošās valstis alumīnija ražošanā ir Austrālija, Brazīlija, Ķīna, Gvineja, Jamaika, Indija, Krievija, Surinama, Venecuēla un Grieķija.

Rūdas atradnes Krievijā

Alumīnija rūdas ieguves ziņā Krievija pasaules reitingā ieņem septīto vietu. Lai gan alumīnija rūdas atradnes Krievijā nodrošina valsti ar lielu metāla daudzumu, ar to nepietiek, lai pilnībā apgādātu nozari. Tāpēc valsts ir spiesta iepirkt boksītu no citām valstīm.

Kopumā Krievijā ir 50 rūdas atradnes. Šis skaitlis ietver gan vietas, kur notiek derīgā izrakteņu ieguve, gan atradnes, kas vēl nav izveidotas.

Lielākā daļa rūdas rezervju atrodas valsts Eiropas daļā. Šeit tie atrodas Sverdlovskas, Arhangeļskas, Belgorodas apgabalos, Komi Republikā. Visos šajos reģionos ir 70% no valsts kopējām pierādītajām rūdas rezervēm.

Alumīnija rūdas Krievijā joprojām tiek iegūtas no vecām boksīta atradnēm. Pie šādām teritorijām pieder Radinskoje lauks Ļeņingradas apgabalā. Tāpat izejvielu trūkuma dēļ Krievija izmanto citas alumīnija rūdas, kuru atradnes ir sliktākas kvalitātes derīgo izrakteņu atradnes. Bet tie joprojām ir piemēroti rūpnieciskiem mērķiem. Tādējādi Krievijā lielos daudzumos tiek iegūtas nefelīna rūdas, kas arī ļauj iegūt alumīniju.

Boksīts ir galvenā alumīnija ražošanas rūda. Nosēdumu veidošanās ir saistīta ar laikapstākļiem un materiāla pārneses procesu, kas papildus alumīnija hidroksīdiem satur arī citus ķīmiskos elementus. Metāla ieguves tehnoloģija nodrošina rentablu rūpnieciskās ražošanas procesu, neradot atkritumus.

Boksīts ir galvenā alumīnija ražošanas rūda

Rūdas minerālu raksturojums

Alumīnija ieguves minerālu izejvielu nosaukums cēlies no Francijas apgabala nosaukuma, kurā atradnes pirmo reizi tika atklātas. Boksīts sastāv no alumīnija hidroksīdiem, tas satur mālu minerālus, dzelzs oksīdus un hidroksīdus kā piemaisījumus.

Pēc izskata boksīts ir akmeņains, retāk mālam līdzīgs, iezis ir viendabīga vai slāņaina tekstūra. Atkarībā no sastopamības formas zemes garozā tā var būt blīva vai poraina. Minerāli tiek klasificēti pēc to struktūras:

plastiskais - konglomerāts, grants, smilšakmens, pelitīts;
concretionary - pākšaugi, oolitic.

Lielākā daļa iežu ieslēgumu veidā satur oolitiskos dzelzs vai alumīnija oksīdu veidojumus. Boksīta rūda parasti ir brūnā vai ķieģeļu krāsā, bet ir baltu, sarkanu, pelēku un dzeltenu nokrāsu nogulsnes.

Galvenie minerāli rūdas veidošanai ir:

diaspora;
hidrogoetīts;
gētīts;
bohmīts;
gibsīts;
kaolinīts;
ilmenīts;
alumīnija hematīts;
kalcīts;
siderīts;
vizla.

Ir platformu, ģeosinklinālo un okeāna salu boksīti. Alumīnija rūdas atradnes veidojās iežu laikapstākļu produktu pārneses rezultātā, kam sekoja to nogulsnēšanās un nogulumu veidošanās.

Rūpnieciskais boksīts satur 28-60% alumīnija oksīda. Lietojot rūdu, pēdējās attiecība pret silīciju nedrīkst būt zemāka par 2-2,5.

Galerija: boksīta akmens (25 fotogrāfijas)

Boksīts (video)

Noguldījumi un izejvielu ieguve

Galvenās izejvielas rūpnieciskajai alumīnija ražošanai Krievijas Federācijā ir boksīts, nefelīna rūdas un to koncentrāti, kas koncentrēti Kolas pussalā.

Boksīta atradnes Krievijā raksturo zemas kvalitātes izejvielas un sarežģīti ieguves un ģeoloģiskie ieguves apstākļi. Valstī ir izpētītas 44 atradnes, no kurām tiek izmantota tikai ceturtā daļa.

Boksīta pamatražošanu veic AS Sevuralboxytruda. Neskatoties uz rūdas izejvielu rezervēm, pārstrādes uzņēmumu piedāvājums ir nevienmērīgs. Jau 15 gadus ir bijis nefelīnu un boksītu deficīts, kā rezultātā tiek importēts alumīnija oksīds.

Pasaules boksīta rezerves ir koncentrētas 18 valstīs, kas atrodas tropu un subtropu zonās. Augstākās kvalitātes boksīta atrašanās vieta ir ierobežota ar alumīnija silikāta iežu laika apstākļiem mitros apstākļos. Tieši šajās teritorijās atrodas lielākā daļa pasaules izejvielu piegādes.

Lielākās rezerves ir koncentrētas Gvinejā. Austrālija ir līdere pasaulē rūdas izejvielu ieguvē. Brazīlijā ir 6 miljardi tonnu rezerves, Vjetnamā ir 3 miljardi tonnu, Indijas boksīta rezerves atšķiras augstas kvalitātes, apjoms ir 2,5 miljardi tonnu, Indonēzija - 2 miljardi tonnu. Lielākā daļa rūdas ir koncentrēta šo valstu dziļumos.

Boksītu iegūst ar atklātām un pazemes metodēm. Process izejvielu apstrāde ir atkarīga no to ķīmiskā sastāva un ietver pakāpenisku darba izpildi.

Pirmajā posmā ķīmisko reaģentu ietekmē veidojas alumīnija oksīds, bet otrajā no tā tiek iegūta metāla sastāvdaļa ar elektrolīzi no izkausēta fluorīda sāls.

Alumīnija oksīda veidošanai tiek izmantotas vairākas metodes:

saķepināšana;
hidroķīmiskais;
apvienots.

Metožu pielietojums ir atkarīgs no alumīnija koncentrācijas rūdā. Zemas kvalitātes boksīts tiek apstrādāts kompleksā veidā. Saķepināšanas rezultātā iegūto sodas, kaļķakmens un boksīta maisījumu izskalo ar šķīdumu. Ķīmiskās apstrādes rezultātā izveidojušos metāla hidroksīdu atdala un filtrē.

Boksīta apstrādes līnija (video)

Derīgo izrakteņu izmantošana

Boksīta izmantošana dažādās rūpnieciskās ražošanas nozarēs ir saistīta ar izejvielu daudzpusību tā minerālā sastāva un fizikālo īpašību dēļ. Boksīts ir rūda, no kuras iegūst alumīniju un alumīnija oksīdu.

Boksīta izmantošana melnajā metalurģijā kā plūsma martena tērauda kausēšanā uzlabo izstrādājuma tehniskās īpašības.

Elektrokorunda ražošanā tiek izmantotas boksīta īpašības, lai kausēšanas rezultātā veidojas superizturīgs, ugunsizturīgs materiāls (sintētiskais korunds). elektriskās krāsnis ar antracīta kā reducētāja līdzdalību un dzelzs vīlēm.

Minerālu boksītu ar zemu dzelzs saturu izmanto ugunsizturīgu, ātri cietējošu cementu ražošanā. Papildus alumīnijam no rūdas izejvielām tiek iegūts dzelzs, titāns, gallijs, cirkonijs, hroms, niobijs un TR (retzemju elementi).

Boksītu izmanto krāsu, abrazīvu un sorbentu ražošanai. Rūdu ar zemu dzelzs saturu izmanto ugunsizturīgo savienojumu ražošanā.

Alumīnija rūda ir ieguvusi vislielāko popularitāti mūsdienu rūpniecībā. Alumīnijs ir visizplatītākais metāls no visiem mūsdienās uz Zemes esošajiem metāliem. Turklāt tā ieņem trešo vietu reitingā pēc nogulšņu skaita Zemes zarnās. Turklāt alumīnijs ir vieglākais metāls. Alumīnija rūda ir iezis, kas kalpo kā materiāls, no kura iegūst metālu. Alumīnijam ir noteiktas ķīmiskās un fizikālās īpašības, kas ļauj pielāgot tā izmantošanu pilnīgi dažādām cilvēka darbības jomām. Tādējādi alumīnijs ir atradis savu plašo pielietojumu tādās nozarēs kā mašīnbūve, automobiļu rūpniecība, būvniecība, dažādu taru un iepakojumu, elektroiekārtu un citu plaša patēriņa preču ražošanā. Gandrīz katra sadzīves tehnika, ko ikdienā lieto cilvēki, vienā vai otrā daudzumā satur alumīniju.

Alumīnija ieguve

Ir milzīgs daudzums minerālu, kuros savulaik tika atklāta šī metāla klātbūtne. Zinātnieki secinājuši, ka šo metālu var iegūt no vairāk nekā 250 minerāliem. Taču metālu nav izdevīgi iegūt pilnīgi no visām rūdām, tāpēc starp visām esošajām šķirnēm ir vērtīgākās alumīnija rūdas, no kurām tiek iegūts metāls. Tie ir: boksīts, nefelīns un alunīts. No visām alumīnija rūdām maksimālais alumīnija saturs ir boksītā. Tie satur apmēram 50% alumīnija oksīdu. Parasti boksīta nogulsnes atrodas tieši uz zemes virsma pietiekamā daudzumā. Boksīts ir necaurspīdīgs iezis, kas ir sarkanā vai pelēkā krāsā. Spēcīgākie boksīta paraugi mineraloģiskajā skalā novērtēti ar 6 ballēm. Tie ir dažādos blīvumos no 2900 līdz 3500 kg/m3, kas ir tieši atkarīgs no ķīmiskā sastāva. Boksīta rūdas izceļas ar to kompleksu ķīmiskais sastāvs, kurā ietilpst alumīnija hidroksīdi, dzelzs un silīcija oksīdi, kā arī no 40% līdz 60% alumīnija oksīda, kas ir galvenā alumīnija ražošanas izejviela. Ir vērts teikt, ka ekvatoriālais un tropiskais zemes jostas ir galvenā teritorija, kas slavena ar boksīta rūdas atradnēm. Boksīta kodolu veidošanai nepieciešama vairāku komponentu līdzdalība, tai skaitā alumīnija oksīda monohidrāts, bēmīts, diaspora, kā arī dažādi dzelzs hidroksīda minerāli kopā ar dzelzs oksīdu. Skābo, sārmainu un dažos gadījumos bāzisko iežu atmosfēras iedarbība, kā arī lēna alumīnija oksīda nosēšanās rezervuāru dibenā izraisa boksīta rūdas veidošanos. No divām tonnām alumīnija oksīda alumīnija izrādās uz pusi mazāk - 1 tonna. Un uz divām tonnām alumīnija oksīda ir nepieciešams iegūt apmēram 4,5 tonnas boksīta. Alumīniju var iegūt arī no nefelīniem un alunītiem. Pirmie, atkarībā no to pakāpes, var saturēt no 22% līdz 25% alumīnija oksīda. Kamēr alunīti ir nedaudz zemāki par boksītiem un sastāv no 40% alumīnija oksīda.

Krievijas alumīnija rūdas

Pēc iegūtās alumīnija rūdas daudzuma Krievijas Federācija ieņem 7. vietu starp visām pasaules valstīm. Ir vērts atzīmēt, ka šī izejviela tiek iegūta milzīgos daudzumos Krievijas valsts teritorijā. Taču valsts izjūt ievērojamu šī metāla deficītu, un tā nespēj nodrošināt to apjomā, kas nepieciešams, lai pilnībā apgādātu nozari. Tas ir prioritārs iemesls, kāpēc Krievijai ir jāiegādājas alumīnija rūdas no citām valstīm, kā arī jāattīsta zemas kvalitātes minerālrūdu atradnes. Valstī ir aptuveni 50 noguldījumu, lielākais skaitlis kas atrodas valsts Eiropas daļā. Tomēr Radynkskoje ir vecākā alumīnija rūdas atradne Krievijā. Tās atrašanās vieta ir Ļeņingradas apgabals. Tas sastāv no boksīta, kas kopš seniem laikiem ir bijis galvenais un neaizvietojamais materiāls, no kura vēlāk tiek ražots alumīnijs.

Alumīnija ražošana Krievijā

Divdesmitā gadsimta sākumā Krievijā notika alumīnija rūpniecības parādīšanās. 1932. gadā Volhovā parādījās pirmā alumīnija ražotne. Un jau tā paša gada 14. maijā uzņēmumam pirmo reizi izdevās saņemt metāla partiju. Katru gadu valsts teritorijā tika attīstītas jaunas alumīnija rūdas atradnes un nodotas ekspluatācijā jaunas jaudas, kas Otrā pasaules kara laikā tika ievērojami paplašinātas. Pēckara periods valstij iezīmējās ar jaunu uzņēmumu atvēršanu, kuru galvenā darbība bija rūpniecības preču ražošana, kuras galvenais materiāls bija alumīnija sakausējumi. Tajā pašā laikā tika nodota ekspluatācijā Pikalevskas alumīnija oksīda rūpnīca. Krievija ir slavena ar dažādām rūpnīcām, pateicoties kurām valsts ražo alumīniju. No tiem lielākais ne tikai Krievijas valstī, bet arī visā pasaulē tiek uzskatīts par UC Rusal. Viņam 2015. gadā izdevās saražot aptuveni 3,603 miljonus tonnu alumīnija, un 2012. gadā uzņēmums sasniedza 4,173 miljonus tonnu metāla.



Alumīnijs (Al), 13







1,61 (Paulinga skala)


1.: 577,5 (5,984) kJ/mol (eV) 2.: 1816,7 (18,828) kJ/mol (eV)
ciets
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
kubiskā seja centrēta


(300 K) 237 W/(mK)

Koda rakstzīme

Tas norāda, ka alumīniju var pārstrādāt Alumīnijs- ķīmisko elementu periodiskās tabulas 13. grupas elements (pēc novecojušās klasifikācijas - III grupas galvenās apakšgrupas elements), trešais periods, ar atomskaitli 13. Apzīmē ar simbolu Al (lat. Alumīnijs). Pieder vieglo metālu grupai. Visizplatītākais metāls un trešais visizplatītākais ķīmiskais elements zemes garozā (pēc skābekļa un silīcija). Vienkārša viela alumīnija- viegls paramagnētisks metāls sudrabaini baltā krāsā, viegli formējams, liejams un apstrādājams. Alumīnijam ir augsta siltuma un elektriskā vadītspēja un izturība pret koroziju, jo ātri veidojas spēcīgas oksīda plēves, kas aizsargā virsmu no turpmākas mijiedarbības.

Stāsts

Alumīniju pirmo reizi ieguva dāņu fiziķis Hanss Oersteds 1825. gadā, iedarbojoties ar kālija amalgamu uz alumīnija hlorīdu, kam sekoja dzīvsudraba destilācija. Elementa nosaukums ir atvasināts no lat. alumīnija- alum. Pirms atvēršanas rūpnieciskā metode Lai iegūtu alumīniju, šis metāls bija dārgāks par zeltu. 1889. gadā briti, vēloties pagodināt izcilo krievu ķīmiķi D.I.Mendeļejevu, uzdāvināja viņam no zelta un alumīnija izgatavotus svarus.

Kvīts

Alumīnijs veido spēcīgu ķīmisko saiti ar skābekli. Salīdzinot ar citiem metāliem, alumīnija reģenerācija no rūdas ir grūtāka, jo tā ir augsta reaģētspēja un augsta temperatūra kausējot lielāko daļu tās rūdu (piemēram, boksītu). Tiešo reducēšanu ar oglekli nevar izmantot, jo alumīnija reducēšanas jauda ir lielāka nekā oglekļa. Netiešā reducēšana ir iespējama, lai iegūtu starpproduktu Al4C3, kas sadalās 1900-2000 °C, veidojot alumīniju. Šī metode tiek izstrādāta, taču šķiet izdevīgāka nekā Hall-Heroult process, jo tas prasa mazāk enerģijas un rada mazāk CO2. Mūsdienīga metode iegūstot, Hall-Héroult procesu neatkarīgi izstrādāja amerikānis Čārlzs Hols un francūzis Pols Eruls 1886. gadā. Tas sastāv no alumīnija oksīda Al2O3 izšķīdināšanas izkausētā kriolītā Na3AlF6, kam seko elektrolīze, izmantojot patērējamus koksa vai grafīta anoda elektrodus. Šī ražošanas metode prasa ļoti lielus elektroenerģijas daudzumus, un tāpēc rūpnieciski to sāka izmantot tikai 20. gadsimtā. Lai saražotu 1000 kg neapstrādāta alumīnija, nepieciešami 1920 kg alumīnija oksīda, 65 kg kriolīta, 35 kg alumīnija fluorīda, 600 kg anoda grafīta elektrodu un aptuveni 17 MWh elektroenerģijas (~61 GJ). Frīdrihs Vēlers 1827. gadā ierosināja laboratorijas metodi alumīnija ražošanai, reducējot bezūdens alumīnija hlorīdu ar kālija metālu (reakcija notiek, karsējot bez gaisa piekļuves):

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

Fizikālās īpašības

Alumīnija mikrostruktūra uz lietņa iegravētās virsmas, tīrība 99,9998%, redzamā sektora izmērs aptuveni 55×37 mm

Sudrabbalts metāls, viegls
blīvums - 2712 kg/m³
tehniskā alumīnija kušanas temperatūra ir 658 °C, augstas tīrības pakāpes alumīnijam - 660 °C
īpatnējais kausēšanas siltums - 390 kJ/kg
viršanas temperatūra - 2500 °C
īpatnējais iztvaikošanas siltums - 10,53 MJ/kg
īpatnējā siltumietilpība - 897 J/kg K
lietā alumīnija stiepes izturība - 10-12 kg/mm², deformējama - 18-25 kg/mm², sakausējumu - 38-42 kg/mm²
Brinela cietība - 24…32 kgf/mm²
augsta elastība: tehniskā - 35%, tīra - 50%, velmēta plānās loksnēs un vienmērīgā folijā
Janga modulis - 70 GPa
Alumīnijam ir augsta elektrovadītspēja (37·106 S/m) un siltumvadītspēja (203,5 W/(m·K)), kas ir 65% no vara elektriskās vadītspējas, un tam ir augsta gaismas atstarošanas spēja.
Vāja paramagnētiska.
Lineārās izplešanās temperatūras koeficients 24,58·10−6 K−1 (20…200 °C).
Īpatnējā pretestība 0,0262...0,0295 Ohm mm²/m
Temperatūras koeficients elektriskā pretestība 4,3·10−3 K−1. Alumīnijs nonāk supravadītājā stāvoklī 1,2 kelvinu temperatūrā.

Alumīnijs veido sakausējumus ar gandrīz visiem metāliem. Vispazīstamākie sakausējumi ir varš un magnijs (duralumīns) un silīcijs (silumīns).

Atrodoties dabā

Izplatība

Pēc izplatības zemes garozā tas ieņem 1.vietu starp metāliem un 3.vietu starp elementiem, otrajā vietā aiz skābekļa un silīcija. Alumīnija masas koncentrācija zemes garozā, pēc dažādu pētnieku domām, tiek lēsta no 7,45 līdz 8,14%.

Dabiskie alumīnija savienojumi

Dabā alumīnijs tā augstās ķīmiskās aktivitātes dēļ ir sastopams gandrīz tikai savienojumu veidā. Daži no alumīnija dabiskajiem minerāliem ir:

Boksīts - Al2O3 H2O (ar SiO2, Fe2O3, CaCO3 piemaisījumiem)
Nefelīni - KNa34
Alunīti - (Na,K)2SO4 Al2(SO4)3 4Al(OH)3
Alumīnija oksīds (kaolīnu maisījumi ar smiltīm SiO2, kaļķakmens CaCO3, magnezīts MgCO3)
Korunds (safīrs, rubīns, smirģelis) - Al2O3
Laukšpats - (K,Na)2O Al2O3 6SiO2, Ca
Kaolinīts - Al2O3 2SiO2 2H2O
Berils (smaragds, akvamarīns) - 3BeO Al2O3 6SiO2
Hrizoberils (aleksandrīts) - BeAl2O4.

Tomēr dažos īpašos reducējošos apstākļos (vulkānu ventilācijas atverēs) ir konstatēts niecīgs dabīgā metāliskā alumīnija daudzums. IN dabiskie ūdeņi alumīnijs satur zemu toksiskumu ķīmiskie savienojumi piemēram, alumīnija fluorīds. Katjona vai anjona veids, pirmkārt, ir atkarīgs no ūdens vides skābuma. Alumīnija koncentrācija Krievijas ūdenstilpēs ir robežās no 0,001 līdz 10 mg/l. IN jūras ūdens tā koncentrācija ir 0,01 mg/l.

Alumīnija izotopi

Dabīgais alumīnijs gandrīz pilnībā sastāv no viena stabila izotopa 27Al ar niecīgām 26Al pēdām, kas ir visilgāk dzīvojošais radioaktīvais izotops ar pussabrukšanas periodu 720 tūkstošus gadu, kas veidojas atmosfērā, kad 40Argona kodoli tiek sadalīti ar augstas enerģijas kosmosa palīdzību. staru protoni.

Ķīmiskās īpašības

Normālos apstākļos alumīnijs ir pārklāts ar plānu un izturīgu oksīda plēvi un tāpēc nereaģē ar klasiskajiem oksidētājiem: H2O, O2, HNO3 (bez karsēšanas), H2SO4, bet reaģē ar HCl. Pateicoties tam, alumīnijs praktiski nav pakļauts korozijai un tāpēc ir ļoti pieprasīts. modernā rūpniecība. Taču oksīda plēvei iznīcinot (piemēram, saskaroties ar amonija sāļu NH+ šķīdumiem, karstiem sārmiem vai amalgamācijas rezultātā), alumīnijs darbojas kā aktīvs reducējošais metāls. Jūs varat novērst oksīda plēves veidošanos, pievienojot alumīnijam metālus, piemēram, galliju, indiju vai alvu. Šajā gadījumā alumīnija virsmu mitrina zemas kušanas eitektika, kuras pamatā ir šie metāli. Viegli reaģē ar vienkāršām vielām:

ar skābekli, veidojot alumīnija oksīdu:

4Al+3O2→2Al2O3 (displeja stils (mathsf (4Al+3O_(2)labā bultiņa 2Al_(2)O_(3))))

ar halogēniem (izņemot fluoru), veidojot alumīnija hlorīdu, bromīdu vai jodīdu:

2Al+3Hal2→2AlHal3(Hal=Cl,Br,I)(displeja stils (mathsf (2Al+3Hal_(2)bultiņa pa labi 2AlHal_(3)(Hal=Cl,Br,I)))

karsējot reaģē ar citiem nemetāliem:

ar fluoru, veidojot alumīnija fluorīdu:

2Al+3F2→2AlF3(displeja stils (mathsf (2Al+3F_(2)labā bultiņa 2AlF_(3))))

ar sēru, veidojot alumīnija sulfīdu:

2Al+3S→Al2S3(displeja stils (mathsf (2Al+3Srightarrow Al_(2)S_(3))))

ar slāpekli, veidojot alumīnija nitrīdu:

2Al+N2→2AlN(displeja stils (mathsf (2Al+N_(2)labā bultiņa 2AlN)))

ar oglekli, veidojot alumīnija karbīdu:

4Al+3C→Al4C3(displeja stils (mathsf (4Al+3Crightarrow Al_(4)C_(3))))

Alumīnija sulfīds un karbīds ir pilnībā hidrolizēti: Al2S3+6H2O→2Al(OH)3+3H2S (displeja stils (mathsf (Al_(2)S_(3)+6H_(2)bultiņa pa labi 2Al(OH)_(3)+3H_(2)) ) S))) Al4C3+12H2O→4Al(OH)3+3CH4(displeja stils (matemātikas f (Al_(4)C_(3)+12H_(2)bultiņa pa labi 4Al(OH)_(3)+3CH_(4))) ) Ar sarežģītām vielām:

ar ūdeni (pēc oksīda aizsargplēves noņemšanas, piemēram, amalgamējot vai karstos sārmu šķīdumos):

2Al+6H2O→2Al(OH)3+3H2 (displeja stils (mathsf (2Al+6H_(2)Oright arrow 2Al(OH)_(3)+3H_(2))))

ar sārmiem (ar tetrahidroksoaluminātu un citu aluminātu veidošanos):

2Al+2NaOH+6H2O→2Na+3H2 (displeja stils (matemātikas f (2Al+2NaOH+6H_(2)bultiņa pa labi 2Na+3H_(2)))) 2Al+6NaOH→2Na3AlO3+3H2 (displeja stils (matemātiskā f (2Al+6NaOH(3) )AlO_(3)+3H_(2))))

Viegli šķīst sālsskābē un atšķaidītā sērskābē:

2Al+6HCl→2AlCl3+3H2 (displeja stils (mathsf (2Al+6HClbultiņa pa labi 2AlCl_(3)+3H_(2)))) 2Al+3H2SO4→Al2(SO4)3+3H2 (displeja stils (mathsf (2Al+3H_(2)SO_) (4)labā bultiņa Al_(2)(SO_(4))_(3)+3H_(2))))

Sildot, tas izšķīst skābēs - oksidētājos, kas veido šķīstošus alumīnija sāļus:

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

reducē metālus no to oksīdiem (aluminotermija):

8Al+3Fe3O4→4Al2O3+9Fe(displeja stils (mathsf (8Al+3Fe_(3)O_(4)bultiņa pa labi 4Al_(2)O_(3)+9Fe))) 2Al+Cr2O3→Al2O3+2Cr(displeja stils (mathsf (2Al+ Cr_ (2)O_(3)labā bultiņa Al_(2)O_(3)+2Cr)))

Ražošana un tirgus

Alumīnija ražošana miljonos tonnu Nav ticamas informācijas par alumīnija ražošanu pirms 19. gadsimta. (Apgalvojums, kas dažkārt atrodams, atsaucoties uz Plīnija Dabas vēsturi, ka alumīnijs bija zināms imperatora Tibērija laikā, ir balstīts uz nepareizu avota interpretāciju). 1825. gadā dāņu fiziķis Hanss Kristians Oersteds ieguva vairākus miligramus alumīnija metāla, un 1827. gadā Frīdrihs Vēlers spēja izolēt alumīnija graudus, kas tomēr uzreiz tika pārklāti ar gaisu ar plānu alumīnija oksīda kārtiņu. Uz XIX beigas gadsimta alumīnijs iekšā rūpnieciskā mērogā netika ražots. Tikai 1854. gadā Anrī Senklērs Devils (viņa pētījumu finansēja Napoleons III, cerot, ka alumīnijs būs noderīgs viņa armijai) izgudroja pirmo alumīnija rūpnieciskās ražošanas metodi, kuras pamatā ir alumīnija pārvietošana ar metālisku nātriju no dubultnātrija. hlorīds un alumīnijs NaCl AlCl3. 1855. gadā tika iegūts pirmais metāla lietnis ar svaru 6-8 kg. 36 lietošanas gados, no 1855. līdz 1890. gadam, tika saražotas 200 tonnas alumīnija metāla, izmantojot Saint-Clair Deville metodi. 1856. gadā viņš arī ieguva alumīniju ar izkausēta nātrija-alumīnija hlorīda elektrolīzi. 1885. gadā Vācijas pilsētā Gmelingemā, izmantojot Nikolaja Beketova piedāvāto tehnoloģiju, tika uzcelta alumīnija ražotne. Beketova tehnoloģija daudz neatšķīrās no Devila metodes, taču tā bija vienkāršāka un ietvēra kriolīta (Na3AlF6) un magnija mijiedarbību. Piecu gadu laikā šajā rūpnīcā tika saražotas aptuveni 58 tonnas alumīnija – vairāk nekā ceturtdaļa no kopējā metāla saražotā pasaulē ar ķīmiskiem līdzekļiem laika posmā no 1854. līdz 1890. gadam. Metode, ko gandrīz vienlaikus izgudroja Čārlzs Hols ASV un Pols Ero Francijā (1886. gadā) un kuras pamatā ir alumīnija ražošana, elektrolīzes ceļā izkausētā kriolītā izšķīdināta alumīnija oksīda oksīdam, iezīmēja sākumu. moderns veids alumīnija ražošana. Kopš tā laika, pateicoties elektrotehnikas uzlabojumiem, alumīnija ražošana ir uzlabojusies. Ievērojamu ieguldījumu alumīnija oksīda ražošanas attīstībā sniedza Krievijas zinātnieki K. I. Bayers, D. A. Penjakovs, A. N. Kuzņecovs, E. I. Žukovskis, A. A. Jakovkins un citi. Pirmā alumīnija kausēšanas iekārta Krievijā tika uzcelta 1932. gadā Volhovas pilsētā. PSRS metalurģijas rūpniecība 1939. gadā saražoja 47,7 tūkstošus tonnu alumīnija, vēl 2,2 tūkstošus tonnu importēja. Otrkārt pasaules karš ievērojami stimulēja alumīnija ražošanu. Tā 1939. gadā tā globālā ražošana, neskaitot PSRS, bija 620 tūkstoši tonnu, bet līdz 1943. gadam tā bija izaugusi līdz 1,9 miljoniem tonnu līdz 1956. gadam pasaulē tika saražoti 3,4 miljoni tonnu primārā alumīnija, 1965. gadā - 5,4 miljoni tonnu. , 1980. gadā - 16,1 miljoni tonnu, 1990. gadā - 18 miljoni tonnu 2007. gadā pasaulē tika saražoti 38 miljoni tonnu primārā alumīnija, bet 2008. gadā - 39,7 miljoni tonnu.

Ķīna ĶTR (2007. gadā saražoja 12,60 miljonus tonnu un 2008. gadā 13,50 miljonus tonnu)
Krievija Krievija (3,96/4,20)
Kanāda, Kanāda (3.09./3.10.)
ASV ASV (2,55/2,64)
Austrālija Austrālija (1,96/1,96)
Brazīlija Brazīlija (1,66/1,66)
Indija Indija (1,22/1,30)
Norvēģija Norvēģija (1,30/1,10)
AAE AAE (0,89/0,92)
Bahreina Bahreina (0,87/0,87)
Dienvidāfrika Dienvidāfrika (0,90/0,85)
Islande Islande (0,40/0,79)
Vācija Vācija (0,55/0,59)
Venecuēla Venecuēla (0,61/0,55)
Mozambika Mozambika (0,56/0,55)
Tadžikistāna Tadžikistāna (0,42/0,42)

2016.gadā pasaules tirgū tika saražoti 59 miljoni tonnu alumīnija, krājumi ir 2,224 miljoni tonnu, un vidējā dienas produkcija ir 128,6 tūkstoši tonnu (2013,7). Krievijā alumīnija ražošanas monopolists ir Krievijas alumīnija uzņēmums, kas veido aptuveni 13% no pasaules alumīnija tirgus un 16% no alumīnija oksīda. Pasaules boksīta rezerves ir praktiski neierobežotas, tas ir, tās nav samērīgas ar pieprasījuma dinamiku. Esošās iekārtas var saražot līdz 44,3 miljoniem tonnu primārā alumīnija gadā. Tāpat jāņem vērā, ka nākotnē daži alumīnija pielietojumi var tikt pārorientēti uz, piemēram, kompozītmateriālu izmantošanu. Alumīnija cenas (tirdzniecībā starptautiskajās preču biržās) no 2007. līdz 2015. gadam vidēji bija 1253-3291 USD par tonnu.

Pieteikums

Plaši izmanto kā celtniecības materiālu. Galvenās alumīnija priekšrocības šajā kvalitātē ir vieglums, kaļamība štancēšanai, izturība pret koroziju (gaisā alumīnijs uzreiz tiek pārklāts ar izturīgu Al2O3 plēvi, kas novērš tā tālāku oksidēšanos), augsta siltumvadītspēja un tā savienojumu netoksiskums. Jo īpaši šīs īpašības ir padarījušas alumīniju ārkārtīgi populāru virtuves piederumu, alumīnija folijas un pārtikas rūpniecība un iepakošanai. Pirmās trīs īpašības padarīja alumīniju par galveno izejvielu aviācijas un kosmosa nozarē (in pēdējā laikā pamazām tiek aizstāts ar kompozītmateriāliem, galvenokārt oglekļa šķiedru). Alumīnija kā konstrukcijas materiāla galvenais trūkums ir tā zemā izturība, tāpēc, lai to stiprinātu, to parasti sakausē neliels daudzums varš un magnijs (sakausējumu sauc par duralumīniju). Alumīnija elektrovadītspēja ir tikai 1,7 reizes mazāka nekā vara, savukārt alumīnijs ir aptuveni 4 reizes lētāks par kilogramu, bet tā 3,3 reizes mazāka blīvuma dēļ, lai iegūtu vienādu pretestību, nepieciešams aptuveni 2 reizes mazāks svars. Tāpēc to plaši izmanto elektrotehnikā vadu ražošanai, to ekranēšanai un pat mikroelektronikā, uzklājot vadītājus uz mikroshēmu kristālu virsmas. Alumīnija zemākā elektrovadītspēja (3,7·107 S/m) salīdzinājumā ar varu (5,84·107 S/m), lai saglabātu tādu pašu elektrisko pretestību, tiek kompensēta, palielinot alumīnija vadītāju šķērsgriezuma laukumu. . Alumīnija kā elektromateriāla trūkums ir spēcīgas dielektriskā oksīda plēves veidošanās uz tā virsmas, kas apgrūtina lodēšanu un kontaktu pretestības pasliktināšanās dēļ izraisa pastiprinātu uzkaršanu elektriskajos pieslēgumos, kas savukārt negatīvi ietekmē elektriskā kontakta uzticamība un izolācijas stāvoklis. Tāpēc jo īpaši Elektroinstalācijas noteikumu 7. izdevums, kas pieņemts 2002. gadā, aizliedz izmantot alumīnija vadus, kuru šķērsgriezums ir mazāks par 16 mm².

Pateicoties tā īpašību kompleksam, to plaši izmanto apkures iekārtās.
Alumīnijs un tā sakausējumi īpaši zemās temperatūrās nekļūst trausli. Pateicoties tam, to plaši izmanto kriogēnajā tehnoloģijā. Tomēr ir zināms gadījums, kad kriogēnās caurules, kas izgatavotas no alumīnija sakausējuma, kļūst trauslas, jo tās liecās uz vara serdeņiem nesējraķetes Energia izstrādes laikā.
Augstā atstarošanas spēja apvienojumā ar zemām izmaksām un vieglu vakuuma uzklāšanu padara alumīniju par optimālu materiālu spoguļu izgatavošanai.
Būvmateriālu ražošanā kā gāzi veidojošs līdzeklis.
Aluminizēšana nodrošina tērauda un citu sakausējumu, piemēram, virzuļu iekšdedzes dzinēju vārstiem, turbīnu lāpstiņām, eļļas platformām, siltuma apmaiņas iekārtām, izturību pret koroziju un katlakmens noturību, kā arī aizstāj cinkošanu.
Alumīnija sulfīdu izmanto sērūdeņraža ražošanai.
Tiek veikti pētījumi, lai izstrādātu putu alumīniju kā īpaši spēcīgu un vieglu materiālu.

Kā reducētājs

Kā termīta sastāvdaļa, maisījumi aluminotermijai.
Pirotehnikā.
Alumīniju izmanto, lai reģenerētu retos metālus no to oksīdiem vai halogenīdiem.
Ierobežota izmantošana kā aizsargs anodiskajai aizsardzībai.

Alumīnija sakausējumi

Konstrukcijas materiāls parasti nav tīrs alumīnijs, bet gan dažādi sakausējumi uz tā bāzes. Sakausējumu sēriju apzīmējums šajā rakstā ir norādīts ASV (H35.1 ANSI standarts) un saskaņā ar Krievijas GOST. Krievijā galvenie standarti ir GOST 1583 “Lētie alumīnija sakausējumi. Specifikācijas" un GOST 4784 "Alumīnijs un deformējamie alumīnija sakausējumi. Pastmarkas." Ir arī UNS marķējums un starptautisks standarts alumīnija sakausējumiem un to marķējumam ISO R209 b.

Alumīnija-magnija Al-Mg (ANSI: sērija 5xxx kaltiem sakausējumiem un 5xx.x sakausējumiem formas lējumiem; GOST: AMg). Al-Mg sistēmas sakausējumus raksturo apmierinoša izturība, laba elastība, ļoti laba metināmība un izturība pret koroziju. Turklāt šiem sakausējumiem ir raksturīga augsta vibrācijas izturība.

Šīs sistēmas sakausējumos, kas satur līdz 6% Mg, veidojas Al3Mg2 savienojuma eitektiskā sistēma ar alumīnija bāzes cieto šķīdumu. Rūpniecībā visplašāk izmantotie sakausējumi, kas satur magniju no 1 līdz 5%. Mg satura palielināšanās sakausējumā ievērojami palielina tā izturību. Katrs magnija procents palielina sakausējuma stiepes izturību par 30 MPa un tecēšanas robežu par 20 MPa. Šajā gadījumā relatīvais pagarinājums nedaudz samazinās un ir 30-35% robežās. Sakausējumi ar magnija saturu līdz 3% (pēc svara) ir strukturāli stabili istabas un paaugstinātā temperatūrā pat ievērojami sacietējušā stāvoklī. Palielinoties magnija koncentrācijai auksti apstrādātā stāvoklī, sakausējuma struktūra kļūst nestabila. Turklāt magnija satura palielināšanās virs 6% izraisa sakausējuma izturības pret koroziju pasliktināšanos. Lai uzlabotu stiprības raksturlielumus, Al-Mg sistēmas sakausējumi tiek leģēti ar hromu, mangānu, titānu, silīciju vai vanādiju. Viņi cenšas izvairīties no vara un dzelzs iekļaušanas šīs sistēmas sakausējumos, jo tie samazina to izturību pret koroziju un metināmību.

Alumīnija-mangāna Al-Mn (ANSI: sērija 3xxx; GOST: AMts). Šīs sistēmas sakausējumiem ir laba izturība, lokanība un izgatavojamība, augsta izturība pret koroziju un laba metināmība.

Galvenie Al-Mn sistēmas sakausējumu piemaisījumi ir dzelzs un silīcijs. Abi šie elementi samazina mangāna šķīdību alumīnijā. Lai iegūtu smalkgraudainu struktūru, šīs sistēmas sakausējumi tiek leģēti ar titānu. Pietiekama daudzuma mangāna klātbūtne nodrošina auksti apstrādātā metāla struktūras stabilitāti istabas un paaugstinātā temperatūrā.

Alumīnija-vara Al-Cu (Al-Cu-Mg) (ANSI: sērija 2xxx, 2xx.x; GOST: AM). Šīs sistēmas sakausējumu mehāniskās īpašības termiski stiprinātā stāvoklī sasniedz un dažreiz pārsniedz zema oglekļa satura tēraudu mehāniskās īpašības. Šie sakausējumi ir augsto tehnoloģiju. Tomēr tiem ir arī būtisks trūkums - zema izturība pret koroziju, kas rada nepieciešamību izmantot aizsargpārklājumus.

Kā leģējošās piedevas var izmantot mangānu, silīciju, dzelzi un magniju. Turklāt pēdējam ir visspēcīgākā ietekme uz sakausējuma īpašībām: sakausēšana ar magniju ievērojami palielina stiprības un ražas robežas. Silīcija pievienošana sakausējumam palielina tā spēju pakļaut mākslīgai novecošanai. Leģēšana ar dzelzi un niķeli palielina otrās sērijas sakausējumu karstumizturību. Šo sakausējumu aukstā sacietēšana pēc dzēšanas paātrinās mākslīgā novecošana, kā arī uzlabo izturību un izturību pret stresa koroziju.

Al-Zn-Mg (Al-Zn-Mg-Cu) sistēmas sakausējumi (ANSI: 7xxx, 7xx.x sērija). Šīs sistēmas sakausējumi tiek novērtēti to ļoti augstās izturības un labās izgatavojamības dēļ. Sistēmas pārstāvis - sakausējums 7075 ir spēcīgākais no visiem alumīnija sakausējumiem. Šādas augstas sacietēšanas efekts tiek panākts, pateicoties augstajai cinka (70%) un magnija (17,4%) šķīdībai plkst. paaugstinātas temperatūras, strauji samazinās pēc atdzesēšanas.

Tomēr būtisks šo sakausējumu trūkums ir to ārkārtīgi zemā izturība pret koroziju. Sprieguma sakausējumu izturību pret koroziju var palielināt, sakausējot ar varu. Nav iespējams neievērot 60. gados atklātu modeli: litija klātbūtne sakausējumos palēnina dabisko novecošanos un paātrina mākslīgo novecošanos. Turklāt litija klātbūtne samazinās īpatnējais svars sakausējums un ievērojami palielina tā elastības moduli. Šī atklājuma rezultātā tika izstrādātas jaunas sakausējumu sistēmas Al-Mg-Li, Al-Cu-Li un Al-Mg-Cu-Li.

Alumīnija-silīcija sakausējumi (silumīni) ir vislabāk piemēroti liešanai. No tiem bieži tiek izlieti dažādu mehānismu korpusi.
Kompleksie sakausējumi uz alumīnija bāzes: aviāls.

Alumīnijs kā piedeva citiem sakausējumiem

Alumīnijs ir svarīga daudzu sakausējumu sastāvdaļa. Piemēram, alumīnija bronzās galvenās sastāvdaļas ir varš un alumīnijs. Magnija sakausējumos alumīniju visbiežāk izmanto kā piedevu. Spirāļu ražošanai elektriskās sildīšanas ierīcēs izmanto fekrālu (Fe, Cr, Al) (kopā ar citiem sakausējumiem). Alumīnija pievienošana tā sauktajiem “brīvi grieztajiem tēraudiem” atvieglo to apstrādi, procesa beigās nodrošinot skaidru gatavās daļas nolūšanu no stieņa.

Rotaslietas

Kad alumīnijs bija ļoti dārgs, no tā tika izgatavotas dažādas rotaslietas. Tā Napoleons III pasūtīja alumīnija pogas, un 1889. gadā Mendeļejevam tika uzdāvināti svari ar bļodām no zelta un alumīnija. Alumīnija juvelierizstrādājumu mode nekavējoties pārgāja, kad parādījās jaunas to izgatavošanas tehnoloģijas, kas daudzkārt samazināja izmaksas. Mūsdienās alumīniju dažkārt izmanto bižutērijas ražošanā. Japānā alumīniju izmanto tradicionālo juvelierizstrādājumu ražošanā, aizstājot sudrabu.

Galda piederumi

Pēc Napoleona III pasūtījuma tika izgatavoti alumīnija galda piederumi, kas tika pasniegti svinīgās vakariņās viņam un godājamākajiem viesiem. Citi viesi izmantoja zelta un sudraba traukus. Tad no alumīnija izgatavotie galda piederumi laika gaitā kļuva plaši izplatīti, alumīnija virtuves piederumu izmantošana ievērojami samazinājās, taču arī šobrīd tos var redzēt tikai atsevišķās ēdināšanas iestādēs – neskatoties uz atsevišķu speciālistu izteikumiem par alumīnija kaitīgumu cilvēka veselībai. Turklāt šādas ierīces laika gaitā zaudē savu pievilcīgo izskatu skrāpējumu dēļ un to formu alumīnija maiguma dēļ. No alumīnija izgatavoti trauki armijai: karotes, katli, kolbas.

Stikla izgatavošana

Stikla ražošanā izmanto fluoru, fosfātu un alumīnija oksīdu.

Pārtikas rūpniecība

Alumīnijs ir reģistrēts kā pārtikas piedeva E173.

Militārā rūpniecība

Metāla lētums un svars ir izraisījuši tā plašu izmantošanu kājnieku ieroču, jo īpaši ložmetēju un pistoļu, ražošanā.

Alumīnijs un tā savienojumi raķešu tehnoloģijā

Alumīniju un tā savienojumus izmanto kā augstas veiktspējas degvielu divu degvielu raķešu degvielā un kā degošu sastāvdaļu cieto raķešu degvielu. Sekojošie savienojumi alumīnijs ir vislielākā praktiskā interese kā raķešu degviela:

Pulverveida alumīnijs kā degviela cietajā raķešu degvielā. To lieto arī pulvera un ogļūdeņražu suspensiju veidā.
Alumīnija hidrīds.
Alumīnija boranāts.
Trimetilalumīnijs.
Trietilalumīnijs.
Tripropilalumīnijs.

Trietilalumīniju (parasti sajauc ar trietilboru) izmanto arī ķīmiskai aizdedzei (kā palaišanas degvielu) raķešu dzinējos, jo tas spontāni aizdegas skābekļa gāzē. Raķešu degvielai uz alumīnija hidrīda bāzes atkarībā no oksidētāja ir šādas īpašības:

Alumīnija enerģija

Alumīnija enerģija izmanto alumīniju kā universālu sekundāro enerģijas nesēju. Tā lietojumi šajā statusā:

Alumīnija oksidēšana ūdenī, lai iegūtu ūdeņradi un siltumenerģiju.
Alumīnija oksidēšana ar gaisa skābekli, lai ražotu elektroenerģiju gaisa-alumīnija elektroķīmiskajos ģeneratoros.

Alumīnijs pasaules kultūrā

N. G. Černiševska romānā "Ko darīt?" (1862-1863) viens no galvenajiem varoņiem vēstulē apraksta savu sapni - nākotnes vīziju, kurā cilvēki dzīvo, atpūšas un strādā stikla un alumīnija daudzstāvu ēkās; Grīdas, griesti un mēbeles ir izgatavotas no alumīnija (N.G. Černiševska laikā alumīnijs tikai sāka atklāties).
Alumīnija gurķi ir Viktora Coja 1987. gada dziesmas attēls un nosaukums.

Toksicitāte

Neskatoties uz tā plašo sastopamību dabā, ne viena vien dzīva radība vielmaiņā izmanto alumīniju – tas ir miris metāls. Tam ir neliela toksiska iedarbība, bet daudzi šķīst ūdenī neorganiskie savienojumi alumīnijs paliek izšķīdinātā stāvoklī ilgu laiku un tam var būt kaitīga ietekme uz cilvēkiem un siltasiņu dzīvniekiem dzeramais ūdens. Vistoksiskākie ir hlorīdi, nitrāti, acetāti, sulfāti u.c. Cilvēkiem šādas alumīnija savienojumu devas (mg/kg ķermeņa svara) ir toksiskas, ja tās tiek uzņemtas:

alumīnija acetāts - 0,2-0,4;
alumīnija hidroksīds - 3,7-7,3;
alumīnija alauns - 2,9.

Galvenokārt ietekmē nervu sistēma(uzkrājas nervu audos, izraisot smagus centrālās nervu sistēmas traucējumus). Tomēr alumīnija neirotoksicitāte ir pētīta kopš 60. gadu vidus, jo metāla uzkrāšanos cilvēka organismā novērš tā izvadīšanas mehānisms. Normālos apstākļos ar urīnu var izdalīties līdz 15 mg elementa dienā. Attiecīgi vislielākā negatīvā ietekme tiek novērota cilvēkiem ar pavājinātu nieru ekskrēcijas funkciju. Alumīnija satura standarts dzeramajā ūdenī Krievijā ir 0,2 mg/l. Šajā gadījumā galvenais valsts sanitārais ārsts var palielināt šo MPK līdz 0,5 mg/l attiecīgajai teritorijai konkrētai ūdensapgādes sistēmai. Daži bioloģiskie pētījumi ir saistīti ar alumīnija uzņemšanu cilvēkiem kā Alcheimera slimības attīstības faktoru, taču vēlāk šie pētījumi tika kritizēti, un saikne starp abiem tika atspēkota. Alumīnija savienojumi var arī stimulēt krūts vēzi, lietojot alumīnija hlorīda pretsviedru līdzekļus. Taču ir mazāk zinātnisku pierādījumu, kas to apstiprina, nekā pretēji.

Skatīt arī

Anodēšana
Oksidācija
Alumīnijs. Trīspadsmitais elements
Starptautiskais alumīnija institūts

Piezīmes

Maikls E. Vīzers, Normans Holdens, Tailers B. Koplens, Džons K. Bēlke, Maikls Berglunds, Villijs A. Brends, Pols De Bjērs, Manfrēds Grēnings, Roberts D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Tomass Prohaska, Ronijs Šēnbergs, Glenda O'Konora, Tomass Valčiks, Šige Joneda, Sjans-Kuņ Džu. Elementu atomu svari 2011 (IUPAC tehniskais ziņojums) // Pure and Applied Chemistry. - 2013. - Sēj. 85, Nr. 5. - P. 1047-1078. - DOI:10.1351/PAC-REP-13-03-02.
Ķīmiskā enciklopēdija. 5 sējumos / Redakciju kolēģija: Knunyants I. L. (galvenais redaktors). - M.: Padomju enciklopēdija, 1988. - T. 1. - P. 116. - 623 lpp. - 100 000 eksemplāru.
Harijs H. Binders: Lexikon der Chemischen Elemente. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.
alumīnija Tiešsaistes etimoloģijas vārdnīca. etymonline.com. Iegūts 2010. gada 3. maijā.
Fialkovs, Ju. Devītā zīme. - M.: Detgiz, 1963. - 133. lpp.
Nodarbība Nr.49. Alumīnijs.
Alumīnija pārstrāde un apstrāde enerģijas taupīšanai un ilgtspējībai. - ASM International, 2007. - 198. lpp. - ISBN 0-87170-859-0.
Īsa ķīmiskā enciklopēdija. T. 1 (A-E). - M.: Padomju enciklopēdija. 1961. gads.
Koronovskis N.V., Jakušova A.F.Ģeoloģijas pamati.
Oleynikov B.V. et al. Alumīnijs ir jauns dabisko elementu klases minerāls //WMO piezīmes. - 1984, CXIII daļa, laidiens. 2. lpp. 210-215. .
J.P. Railijs un Skirrovs G. Ķīmiskā okeanogrāfija V. 1, 1965.
Ūdeņraža enerģijas pamati / Red. V. A. Mošņikova un E. I. Terukova.. - Sanktpēterburga: Sanktpēterburgas Valsts elektrotehniskās universitātes izdevniecība "Leti", 2010. - 288 lpp. - ISBN 978-5-7629-1096-5.
Lidins R.A., Moločko V.A., Andrejeva L.L. Neorganisko vielu reakcijas: uzziņu grāmata / Red. R. A. Lidiņa. - 2. izdevums, pārskatīts. un papildu - M.: Bustards, 2007. - P. 16. - 637 lpp. - ISBN 978-5-358-01303-2.
Enciklopēdija: rotaslietas, rotaslietas, juvelierizstrādājumu akmeņi. Dārgmetāli. Dārgais alumīnijs.
"Sudrabs" no māla.
MINERĀLU PREČU KOPSAVILKUMS 2009. GADĀ.
C34 Pašreizējais alumīnija ražošanas un patēriņa stāvoklis pasaulē un iekšzemē
Alumīnija rezerves visā pasaulē pieaug.
Primārā alumīnija ražošana pasaulē un Krievijā.
Alumīnija vēsturiskais cenu grafiks. Skatīts 2015. gada 8. jūnijā.
Kitco — parastie metāli — rūpnieciskie metāli — varš, alumīnijs, niķelis, cinks, svins — diagrammas, cenas, grafiki, pēdiņas, Cu, Ni, Zn, Al, Pb.
Leģējošu elementu ietekme uz alumīnija sakausējumu īpašībām.
Baykovs D.I. Metināmi alumīnija sakausējumi. - L.: Sudpromgiz, 1959. - 236 lpp.
Fakti par alumīniju.
Trieciena šautene Heckler-Koch HK416 (Vācija) | Ekonomikas ziņas.
Tara Perfection D.O.O. - Drošība, uz kuru varat paļauties.
Sarners S. Raķešu degvielu ķīmija = Propellant Chemistry / Tulk. no angļu valodas E. P. Golubkova, V. K. Starkova, V. N. Šemaņina; rediģēja V. A. Iļjinskis. - M.: Mir, 1969. - P. 111. - 488 lpp.
Žuks A.Z., Kleimenovs B.V., Fortovs V.E., Šeindlins A.E. Elektriskā automašīna, kas darbojas ar alumīnija degvielu. - M: Nauka, 2012. - 171 lpp. - ISBN 978-5-02-037984-8.
Alumīnija gurķi
Ščerbatihs I., galdnieks D. O.(2007. gada maijs). Metālu loma Alcheimera slimības etioloģijā // J. Alzheimers Dis. 11 (2): 191-205.
Rondo V., Commenges D., Jacqmin-Gadda H., Dartigues J. F.(2000. gada jūlijs). Saistība starp alumīnija koncentrāciju dzeramajā ūdenī un Alcheimera slimību: 8 gadu novērošanas pētījums // Am. J. Epidemiol. 152(1):59-66.
Rondo V.(2002). Pārskats par epidemioloģisko pētījumu par alumīniju un silīcija dioksīdu saistībā ar Alcheimera slimību un ar to saistītiem traucējumiem // Rev. Vide. Veselība 17(2):107-121.
Mārtins K. N., Kogons D. N., Inskips H., Leisija R. F., Jangs V. F.(1997. gada maijs). Alumīnija koncentrācija dzeramajā ūdenī un Alcheimera slimības risks // Epidemiology 8 (3): 281-286.
Graves A. B., Rosner D., Echeverria D., Mortimer J. A., Larson E. B.(1998. gada septembris). Šķīdinātāju un alumīnija arodekspozīcija un aprēķinātais Alcheimera slimības risks // Occup. Vide. Med. 55 (9): 627-633.
Pretsviedru līdzekļi/dezodoranti un krūts vēzis.
alumīnija hlorīda heksahidrāts.

Saites

Alumīnijs // Brokhausa un Efrona enciklopēdiskā vārdnīca: 86 sējumos (82 sējumi un 4 papildu sējumi). - Sanktpēterburga, 1890-1907.
Alumīnijs pie Webelements
Alumīnijs populārajā ķīmisko elementu bibliotēkā
Alumīnijs nogulsnēs
Alumīnija vēsture, ražošana un lietojumi
Aleksejevs A. I., Valovs M. Ju., Juzvjaks Z.Ūdens sistēmu kvalitātes kritēriji: Mācību grāmata. - Sanktpēterburga: KHIMIZDAT, 2002. ISBN 5-93808-043-6
GN 2.1.5.1315-03 Maksimāli pieļaujamās ķīmisko vielu koncentrācijas (MAC) ūdenstilpju ūdenī sadzīves, dzeramā un kultūras ūdens izmantošanai.
GOST R 55375-2012. Primārais alumīnijs un sakausējumi uz tā bāzes. Pastmarkas
Dokumentālā filma "Alumīnijs"

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

Un daži citi elementi. Taču ne visi šie elementi šobrīd tiek iegūti no alumīnija rūdām un izmantoti tautsaimniecības vajadzībām.

Visvairāk izmantotais ir apatīta-nefelīna iezis, no kuras iegūst mēslojumu, alumīnija oksīdu, soda, potašu un dažus citus produktus; izgāztuvju gandrīz nav.

Apstrādājot boksītu ar Bayer metodi vai saķepināšanu, izgāztuvē joprojām paliek daudz sarkano dubļu, kuru racionālai izmantošanai ir jāpievērš liela uzmanība.

Iepriekš tika teikts, ka, lai saražotu 1 tonnu alumīnija, nepieciešams tērēt daudz elektroenerģijas, kas ir piektā daļa no alumīnija izmaksām. Tabulā 55 parāda izmaksu aprēķinu 1 tonnai alumīnija. No tabulā sniegtajiem datiem izriet, ka svarīgākās izmaksu sastāvdaļas ir izejmateriāli un pamatmateriāli, un alumīnija oksīds veido gandrīz pusi no visām izmaksām. Tāpēc alumīnija izmaksu samazināšanai pirmām kārtām vajadzētu virzīties uz alumīnija oksīda ražošanas izmaksu samazināšanu.

Teorētiski uz 1 tonnu alumīnija ir jāpatērē 1,89 tonnas alumīnija oksīda. Šīs vērtības pārsniegšana pie faktiskā patēriņa ir galvenokārt izsmidzināšanas radītu zudumu sekas. Šos zudumus var samazināt par 0,5-0,6%, automatizējot alumīnija oksīda iekraušanu vannās. Izmaksu samazināšanaalumīnija oksīdu var panākt, samazinot zudumus visos tā ražošanas posmos, īpaši atkritumu dūņās, alumināta šķīdumu transportēšanas laikā un, kā arī alumīnija oksīda kalcinēšanas laikā; pateicoties ietaupījumiem, kas iegūti, labāk izmantojot atkritumu tvaiku (no pašiztvaicētājiem) un pilnībā izmantojot atgāzu siltumu. Tas ir īpaši svarīgi autoklāva metodei, kur tvaika izmaksas ir ievērojamas.

Nepārtrauktas izskalošanās un uzgriešanas ieviešana; progresīvās alumīnija oksīda pārstrādes rūpnīcas ļāva automatizēt daudzas darbības, kas palīdzēja samazināt tvaika un elektroenerģijas patēriņu, palielināt darba ražīgumu un samazināt alumīnija izmaksas. Tomēr šajā virzienā var paveikt daudz vairāk. Neatsakoties no turpmākiem augstas kvalitātes boksītu meklējumiem, uz kuriem pāreja krasi samazinās alumīnija oksīda izmaksas, jāmeklē veidi, kā vispusīgi izmantot dzelzs boksītus un sarkanos dubļus melnajā metalurģijā. Piemērs ir apatīta-nefelīna iežu kompleksā izmantošana.

Fluorīda sāļu izmaksas ir 8%. Tos var samazināt, rūpīgi izvadot gāzes no elektrolītu vannām un notverot no tām fluora savienojumus. No vannas iesūktās anoda gāzes satur līdz 40 mg/m 3 fluora, aptuveni 100 mg/m 3 sveķu un 90 mg/m 3 putekļus (AlF 3 , Al 2 O 3, Na 3 AlF 6). Šīs gāzes nedrīkst izdalīties atmosfērā,jo tie satur vērtīgu, turklāt tie ir indīgi. Tie ir jāattīra no vērtīgajiem putekļiem, kā arī jāpadara nekaitīgi, lai izvairītos no darbnīcas un rūpnīcai piegulošo teritoriju atmosfēras saindēšanas. Attīrīšanas nolūkos gāzes tiek mazgātas ar vājiem sodas šķīdumiem torņu gāzes attīrītājos (skruberos).

Ar perfektu attīrīšanas un neitralizācijas procesu organizēšanu kļūst iespējams atgriezt ražošanā daļu fluorīda sāļu (līdz 50%) un tādējādi samazināt alumīnija izmaksas par 3-5%.

Būtisku alumīnija izmaksu samazinājumu var panākt, izmantojot lētākus elektroenerģijas avotus un strauji ieviešot ekonomiskākus pusvadītāju strāvas pārveidotājus (īpaši silīciju), kā arī tieši samazinot enerģijas patēriņu. Pēdējo var panākt, projektējot modernākas vannas ar mazākiem sprieguma zudumiem visos vai atsevišķos to elementos, kā arī izvēloties vairāk elektrību vadošus elektrolītus (kriolīta pretestība ir pārāk augsta un milzīgs elektroenerģijas daudzums pārvēršas liekā siltumā, ko vēl nevar racionāli izmantot). Un nav nejaušība, ka vannas ar ceptiem anodiem sāk izmantot arvien vairāk, jo enerģijas patēriņš šajās vannās ir daudz mazāks.

Elektrolīzes darbnīcu apkopes personālam ir liela nozīme enerģijas patēriņa samazināšanā. Normāla attāluma no stabiem līdz poliem uzturēšana, elektrisko kontaktu tīrības uzturēšana dažādās vannas vietās, anoda efektu skaita un ilguma samazināšana, uzturēšana normāla temperatūra elektrolīta, rūpīga elektrolīta sastāva uzraudzība ļauj ievērojami samazināt enerģijas patēriņu.

Alumīnija kausēšanas rūpnīcu elektrolīzes cehu progresīvām komandām, izpētot procesa teorētiskos pamatus un apkalpojamo vannu īpatnības, rūpīgi sekojot līdzi procesa gaitai, ir iespēja palielināt saražotā metāla daudzumu uz vienu patērētās elektroenerģijas vienību ar izcilu kvalitāti un tādējādi palielina alumīnija ražošanas efektivitāti.

Vissvarīgākais izmaksu samazināšanas un darba ražīguma paaugstināšanas faktors ir darbietilpīgo procesu mehanizācija alumīnija kausēšanas cehu elektrolīzes cehos. Šajā jomā pēdējo desmitgažu laikā vietējās alumīnija kausēšanas rūpnīcās ir panākts ievērojams progress: alumīnija ieguve no vannām ir mehanizēta; Ir ieviesti efektīvi un ērti mehānismi elektrolīta garozas caurduršanai un tapu noņemšanai un iedzīšanai. Tomēr tas ir nepieciešams un iespējamsV lielākā mērā mehanizēt un automatizēt procesus alumīnija kausēšanas rūpnīcās. To veicina turpmāka elektrolizatoru jaudas palielināšana un pāreja no periodiskiem procesiem uz nepārtrauktiem.

Pēdējos gados alumīnija rūdu integrētā izmantošana ir uzlabojusies, jo daži alumīnija kausēšanas uzņēmumi ir sākuši no atkritumiem iegūt vanādija oksīdus un gallija metālu.

Tas tika atklāts 1875. gadā ar spektrālo metodi. Četrus gadus iepriekš D.I. Mendeļejevs ar lielu precizitāti paredzēja tā pamatīpašības (nosaukdams to par eka-alumīniju). ir sudrabaini balta krāsa un zema kušanas temperatūra (+30°C). Nelielu gallija gabalu var izkausēt plaukstā. Līdz ar to gallija viršanas temperatūra ir diezgan augsta (2230 ° C), tāpēc to izmanto augstas temperatūras termometriem. Šādi termometri ar kvarca caurulēm ir lietojami līdz 1300° C. Gallija cietība ir tuvu svinam. Cietā gallija blīvums ir 5,9 g/cm3, šķidrā gallija blīvums ir 6,09 g/cm3.

Gallijs dabā ir izkaisīts, bagātākie nav zināmi. Procentu simtdaļās un tūkstošdaļās tas ir atrodams alumīnija rūdās, cinka maisījumā un dažu ogļu pelnos. Gāzes iekārtu sveķi dažkārt satur līdz 0,75% gallija.

Gallijs ir ievērojami toksiskāks nekā un tāpēc viss darbs pie tā ekstrakcijas ir jāveic, ievērojot rūpīgu higiēnu.

Sausā gaisā parastā temperatūrā gallijs gandrīz neoksidējas: sildot, tas enerģiski savienojas ar skābekli, veidojot balto oksīdu Ga 2 O 3. Kopā ar šo gallija oksīdu noteiktos apstākļos veidojas arī citi gallija oksīdi (GaO un Ga 2 O). Gallija hidroksīds Ga(OH) 3 ir amfoterisks un tāpēc viegli šķīst skābēs un sārmos, ar kuriem tas veido gallātus, kas pēc īpašībām ir līdzīgi aluminātiem. Šajā sakarā, ražojot alumīnija oksīdu no alumīnija rūdām, gallijs kopā ar alumīniju nonāk šķīdumos un pēc tam to pavada visās turpmākajās darbībās. Zināma paaugstināta gallija koncentrācija tiek novērota anoda sakausējumā alumīnija elektrolītiskās attīrīšanas laikā, cirkulējošajos alumināta šķīdumos alumīnija oksīda ražošanas laikā, izmantojot Bayer metodi, un mātes šķidrumos, kas paliek pēc nepilnīgas alumināta šķīdumu karbonizācijas.

Līdz ar to, netraucējot pārdales shēmu, ir iespējams organizēt gallija ieguvi alumīnija kausēšanas cehu alumīnija oksīda un rafinēšanas cehos. Pārstrādātus alumināta šķīdumus gallija ekstrakcijai var periodiski karbonizēt divos posmos. Pirmkārt, lēnas karbonizācijas laikā tiek nogulsnēti aptuveni 90% alumīnija un šķīdums tiek filtrēts, kas pēc tam tiek atkārtoti karbonizēts, lai izgulsnētu galliju un paliek šķīdumā hidroksīdu veidā. Šādā veidā iegūtās nogulsnes var saturēt līdz 1,0% Ga 2 O 3.

Ievērojamu alumīnija daļu var nogulsnēt no alumināta mātes šķīduma fluorīda sāļu veidā. Lai to izdarītu, fluorūdeņražskābi sajauc alumināta šķīdumā, kas satur galliju. Pie 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.

Kad skābu šķīdumu neitralizē ar soda līdz pH = 6, gallija un .

Var panākt turpmāku alumīnija atdalīšanu no gallijakarsē, apstrādājot alumīnija-gallija hidrāta nogulsnes autoklāvā ar kaļķa pienu, kas satur nelielu daudzumu nātrija hidroksīda; šajā gadījumā gallijs nonāk šķīdumā,un lielākā daļa alumīnija paliek nogulumos. Pēc tam gallijs tiek izgulsnēts no šķīduma ar oglekļa dioksīdu. Iegūtās nogulsnes satur līdz 25% Ga 2 O 3. Šīs nogulsnes izšķīdina kaustiskajā nātrī ar kaustisko attiecību 1,7 un apstrādā ar Na 2 S, lai atdalītu smagos metālus, īpaši svinu. Attīrīto un dzidrināto šķīdumu pakļauj elektrolīzei 60-75°C temperatūrā, 3-5 V spriegumā un nepārtraukti maisot elektrolītu. Katodiem un anodiem jābūt izgatavotiem no nerūsējošā tērauda.

Ir zināmas arī citas metodes gallija oksīda koncentrēšanai no alumināta šķīdumiem. Tādējādi no anodiskā sakausējuma, kas satur 0,1-0,3% gallija, kas paliek pēc alumīnija elektrolītiskās attīrīšanas, izmantojot trīsslāņu metodi, pēdējo var izolēt, apstrādājot sakausējumu ar karstu sārma šķīdumu. Šajā gadījumā gallijs nonāk šķīdumā un paliek nogulumos.

Lai iegūtu tīrus gallija savienojumus, tiek izmantota gallija hlorīda spēja izšķīst ēterī.

Ja tas atrodas alumīnija rūdās, tas pastāvīgi uzkrājas alumināta šķīdumos un ar saturu vairāk nekā 0,5 g/l V 2 O 5 karbonizācijas laikā nogulsnēs ar alumīnija hidrātu un piesārņos alumīniju. Lai noņemtu vanādiju, mātes šķidrumus iztvaicē līdz blīvumam 1,33 g/cm 3 un atdzesē līdz 30 ° C, un izkrīt dūņas, kas satur vairāk nekā 5% V 2 O 5, kopā ar sodu un citiem sārmainiem fosfora savienojumiem un arsēns, no kura to var izdalīt vispirms kompleksā hidroķīmiskā apstrādē un pēc tam ar ūdens šķīduma elektrolīzi.

Alumīnija kausēšanai tā augstās siltumietilpības un latentā saplūšanas siltuma (392 J/g) dēļ nepieciešams liels enerģijas patēriņš. Tāpēc ir vērts izplatīt pieredzi elektrolīzes rūpnīcās, kas sāka ražot sloksnes un stieples stieņus tieši no šķidrā alumīnija (bez liešanas lietņos). Turklāt lielu ekonomisko efektu var iegūt, ražojot dažādus sakausējumus masveida patēriņam no šķidrā alumīnija elektrolīzes rūpnīcu lietuvēs un

Gallija elementa atklāšanas vēsture Par elementu ar atomskaitli 31 lielākā daļa lasītāju tikai atceras, ka tas ir viens no trim elementiem...