Egenskaper av aluminiummalm. Bauksitt-aluminiumgruveanlegg

Det er et stort antall mineraler og bergarter som inneholder aluminium, men bare noen få av dem kan brukes til å produsere aluminiummetall. Bauksitt er det mest brukte aluminiumsråmaterialet. , Dessuten ekstraheres først et mellomprodukt - alumina (Al 2 0 3) - fra malmene, og deretter oppnås metallisk aluminium fra aluminiumoksyden ved hjelp av elektrolytiske midler. Som A. r. nefelin-syenitt brukes (se nefelin-syenitt) , samt nefelin-apatittbergarter, som samtidig tjener som en kilde til fosfater. Alunite bergarter kan tjene som mineralske råvarer for produksjon av aluminium (se Alunite) , leucitt lava (mineral leusitt), labradoritter, anortositter , leire og kaoliner med høy alumina, kyanitt, sillimanitt og andalusittskifer.

I kapitalistiske land og utviklingsland brukes praktisk talt bare bauxitt til å produsere aluminium. I USSR har bergarter av nefelin-syenitt og nefelin-apatitt i tillegg til bauxitt fått viktig praktisk betydning.

Stor sovjetisk leksikon. - M.: Sovjetisk leksikon. 1969-1978 .

Aluminiumsmonopoler
Aluminiumslegeringer

Se hva "aluminiummalm" er i andre ordbøker:

Aluminium malm- (a. aluminiummalm; n. Aluminiumerze, Aluerze; f. minerais d aluminium; i. minerales de aluminium) naturlige mineralformasjoner som inneholder aluminium i slike forbindelser og konsentrasjoner, ved hvilke deres industrielle egenskaper. teknisk bruk ... ... Geologisk leksikon

ALUMINIUM MALMER- bergarter, råvarer for aluminiumsproduksjon. Hovedsakelig bauxitt; Aluminiummalm inkluderer også nefelin syenitt, alunitt, nefelin apatitt bergarter, etc ... Stor encyklopedisk ordbok

aluminium malm- bergarter, råvarer for aluminiumsproduksjon. Hovedsakelig bauxitt; Aluminiummalmer inkluderer også nefelin syenitt, alunitt, nefelin apatitt bergarter, etc. * * * ALUMINIUM MALMER ALUMINIUM MALMER, bergarter, råvarer for produksjon av... ... encyklopedisk ordbok

aluminium malm- malmer som inneholder Al i slike forbindelser og konsentrasjoner der deres industrielle bruk er teknisk mulig og økonomisk mulig. De vanligste Al-råvarene er bauxitt, alunitt og... ...

ALUMINIUM MALMER- horn bergarter, råvarer for aluminiumsproduksjon. I hoved bauxitt; til A. r. inkluderer også nefelinsyenitter, alunitt, nefelin-apatittbergarter, etc... Naturvitenskap. encyklopedisk ordbok

jernholdige metallmalmer- malmer som er råstoffbasen til verdensmesterskapet; inkludert Fe-, Mn- og Cr-malmer (se jernmalm, manganmalm og krommalm); Se også: Kommersielle malmer, siderittmalmer... Encyclopedic Dictionary of Metallurgy

ikke-jernholdige metallmalmer- malmer som er råvarene til CM, inkludert en bred gruppe Al, polymetalliske (inneholdende Pb, Zn og andre metaller), Cu, Ni, Co, Sn, W, Mo, Ti malmer. Et spesifikt trekk ved ikke-jernholdige metallmalmer er deres komplekse... ... Encyclopedic Dictionary of Metallurgy

sjeldne jordmetallmalmer- naturlige mineralformasjoner som inneholder sjeldne jordmetaller i form av egne mineraler eller isomorfe urenheter i enkelte andre mineraler. Izv > 70 egne sjeldne jordmetaller og ca. 280 mineraler der sjeldne jordmetaller er inkludert som ... Encyclopedic Dictionary of Metallurgy

sjeldne metallmalmer - naturlige formasjoner som inneholder RE i form av uavhengige mineraler eller isomorfe urenheter i andre malm- og venemineraler i tilstrekkelige mengder for lønnsom industriell utvinning. RE anses å være... ... Encyclopedic Dictionary of Metallurgy

radioaktive metallmalmer- naturlige mineralformasjoner som inneholder radioaktive metaller (U, Th, etc.) i slike forbindelser og konsentrasjoner hvor utvinningen er teknisk mulig og økonomisk mulig. Industriell betydning ... ... Encyclopedic Dictionary of Metallurgy

Aluminium- et av de viktigste konstruksjonsmaterialene. På grunn av sin letthet, mekaniske styrke, høye elektriske ledningsevne og høye korrosjonsmotstand, har den funnet bred applikasjon innen luftfart, bilindustri, elektrisk industri, andre grener av moderne teknologi og i hverdagen. Når det gjelder produksjon og forbruk i verden, er den nummer to blant metaller etter jern.

Råstoffet for aluminiumsproduksjon er alumina, som er oppnådd fra bauxitt, nefelinmalm og andre bergarter med høy alumina. Hoved bauxitt, som gir 98 % av verdens aluminaproduksjon, er bauxitt. Russland er det eneste landet i verden hvor det brukes slike lavkvalitets aluminiumsråvarer som nefelinmalm.

De totale reservene av bauxitt i 29 land i verden overstiger 40 milliarder tonn, 95% av dem er konsentrert i den tropiske sonen, inkludert mer enn 50% i Guinea, 40% i Australia, Venezuela, Brasil, India, Vietnam og Jamaica. Bauksitt utvinnes i 24 land i mengden 140 millioner tonn per år, 80% av produksjonen skjer i Australia, Guinea, Jamaica, Brasil, Kina og India. Den årlige aluminiumoksidproduksjonen i bauxittgruveland oversteg 52 millioner tonn, og smelting av primæraluminium oversteg 24,5 millioner tonn. i fjor Aluminiumsproduksjonen økte mer enn 10 ganger.

Betraktes som unike Fødselssted bauxitt med reserver på mer enn 500 millioner tonn, store og mellomstore - 500 - 50, små - mindre enn 50 millioner tonn.

Bauksitt er en rest- eller sedimentær bergart som består av aluminiumhydroksider, jernoksider og -hydroksider, leirmineraler og kvarts. Basert på deres mineralsammensetning er bauxitter klassifisert som gibbsitt, boehmitt og diaspore. Det ble bemerket at i unge, utransformerte forekomster dominerer gibbsittmalmer, mens de i eldre og transformerte forekomster erstattes av boehmitt og diasporiske malmer.

Alle industrielle typer bauxittforekomster er eksogene formasjoner. De er delt inn i forvitrings- og sedimentære avsetninger. Forvitringsavsetninger er delt inn i gjenværende lateritiske og gjenværende gjenavsetninger, og sedimentære avsetninger er delt inn i de som forekommer i terrigene formasjoner av plattformområder og assosiert med karbonatformasjoner i geosynklinale områder. Egenskapene er gitt i bord 1.2.1.

Tabell 1.2.1 De viktigste geologiske og industrielle typene av aluminiumsforekomster

Geologisk industriell type	Malmholdig formasjon	Malmkropper	Forekomstforhold	Malmsammensetning	Eksempler innskudd	Skala, innskudd
1. Rest lateritisk	EN) Moderne bark forvitrer på eldgamle skifer, basalter osv.	Horisontal innskudd område 5-15 km2, effekt opptil 10-15 m.	Nær overflaten på flat høylandet - bovalakh; blokkert	jernkyrass.	Gibbsitt, hematitt	Boke, Fria (Guinea) Unik til 3
1. Rest lateritisk	milliarder tonn forvitrer på b) Oldtidsbark fyllittskifer	og metabasitter Større horisont. Overliggende kropper lengde opptil flere	des. km, kapasitet på flere m. Innskudd er blokkert sedimentære Paleozoiske bergarter, Mesozoikum,	Kenozoisk, tykkelse 450-600 moh.	Boehmitt, gibbsite, shaozitt	Vislovskoe (KMA, Russland)
Stor, 80 millioner tonn	2. Rest omlagt Ung mesozoikum- Kenozoisk sand- leireaktig, tilstøtende til utviklingsområder	lateritiske skorper forvitring	1-3 horisonter blant sandsteiner, leire osv.	Gibbsite, boehmitt, hematitt, kaolinitt, sideritt	Fødselssted Guyanakysten Plains, Wayne Gov (Australia)
3. Sedimentær plattform	Terrigenous, karbonat noterigenous, vulkanogen-terrigen kontinental, rød, noen ganger leiraktig	lateritiske skorper forvitring	På 40-150 m dyp under sedimentært formasjoner Paleozoikum, mesozoikum	Gibbsitt, boehmitt, kaolinitt	Tikhvin-gruppen, Severo-Onezhsky (Russland)	små, gjennomsnitt, sjelden-stor
4. Sedimentær geosynklinal	karbonatdannelse (fryktelig, kontinental, grunt vann karbonat, rev subformasjon)	linseformet, forvitring	Blant forstuet sedimentære lag	Diaspora, boehmit, sjelden-gibbsite, hematitt, pyritt	Rødhette og etc., SUBR, Russland	Stor, middels

Laterittforekomster er av hovedindustriell betydning (90 % av verdens reserver).

I Russland utvikles bauxittforekomster i Nord-Ural (SUBR) og Sør-Ural (YUBR) bauxittbærende regioner (84 % av produksjonen) og Tikhvin-regionen (16 %). På grunn av mangelen på råvarer for å dekke behovene til den innenlandske metallurgien, importerer Russland årlig rundt 50% (3,7 millioner tonn) alumina fra Ukraina, Kasakhstan og ikke-CIS-land.

Innhold [-]

Aluminium er et metall belagt med en matt sølvoksidfilm, hvis egenskaper bestemmer populariteten: mykhet, letthet, duktilitet, høy styrke, korrosjonsbestandighet, elektrisk ledningsevne og mangel på toksisitet. I moderne høyteknologi er bruken av aluminium gitt en ledende plass som et strukturelt, multifunksjonelt materiale. Den største verdien for industrien som kilde til aluminium er naturlige råvarer - bauxitt, en bergart i form av bauxitt, alunitt og nefelin.

Varianter av aluminaholdige malmer

Mer enn 200 mineraler er kjent som inneholder aluminium. Den eneste kilden til råvarer er vurdert stein, som kan oppfylle følgende krav:

Naturlige råvarer skal ha et høyt innhold av aluminiumoksider;
Innskuddet må samsvare med den økonomiske gjennomførbarheten av dens industrielle utvikling.
Bergarten skal inneholde aluminiumsråstoffer i en form som kan utvinnes i ren form ved kjente metoder.

Funksjon av den naturlige bergarten bauxitt

Naturlige forekomster av bauxitt, nefelin, alunitt, leire og kaolin kan tjene som en kilde til råvarer. Bauksitt er den mest mettede med aluminiumforbindelser. Leire og kaoliner er de vanligste bergartene med et betydelig aluminainnhold. Forekomster av disse mineralene finnes på jordoverflaten. Bauksitt i naturen eksisterer bare i form av en binær forbindelse av metall med oksygen. Denne forbindelsen er utvunnet fra naturlig fjell malm i form av bauxitt, bestående av oksider av flere kjemiske elementer: aluminium, kalium, natrium, magnesium, jern, titan, silisium, fosfor. Avhengig av forekomsten inneholder bauxitt fra 28 til 80 % alumina. Dette er hovedråmaterialet for å oppnå et unikt metall. Kvaliteten på bauxitt som aluminiumsråmateriale avhenger av aluminiumoksydinnholdet. Dette bestemmer det fysiske egenskaper bauxitt:

Mineralet har en skjult krystallinsk struktur eller er i en amorf tilstand. Mange mineraler har herdede former for hydrogeler med enkel eller kompleks sammensetning.
Fargen på bauxitt på forskjellige gruveplasser varierer fra nesten hvit til rød mørke farger. Det er forekomster med en svart farge av mineralet.
Tettheten av aluminiumholdige mineraler avhenger av deres kjemiske sammensetning og er ca. 3500 kg/m3.
Den kjemiske sammensetningen og strukturen til bauxitt bestemmer faststoffet egenskaper mineral. De sterkeste mineralene har en hardhet på 6 enheter på skalaen som er akseptert i mineralogien.
Som et naturlig mineral har bauxitt en rekke urenheter, oftest er disse oksider av jern, kalsium, magnesium, mangan og urenheter av titan og fosforforbindelser.

Bauksitter, kaoliner og leire inneholder urenheter av andre forbindelser, som separeres i separate industrier under bearbeiding av råvarer. Bare i Russland bruker de forekomster med bergart som inneholder lavere konsentrasjoner av alumina. Nylig begynte man å få aluminiumoksyd fra nefeliner, som i tillegg til alumina inneholder oksider av metaller som kalium, natrium, silisium og, ikke mindre verdifull, alunstein, alunitt.

Metoder for bearbeiding av aluminiumholdige mineraler

Teknologien for å produsere ren alumina fra aluminiummalm har ikke endret seg siden oppdagelsen av dette metallet. Produksjonsutstyret blir forbedret, slik at det kan produsere rent aluminium. De viktigste produksjonsstadiene for å oppnå rent metall:

Utvinning av malm fra utviklede forekomster.
Primær bearbeiding av gråbergarter for å øke konsentrasjonen av alumina er en anrikningsprosess.
Fremstilling av ren alumina, elektrolytisk reduksjon av aluminium fra dets oksider.

Produksjonsprosessen avsluttes med metall med en konsentrasjon på 99,99 %.

Utvinning og utvinning av alumina

Alumina eller aluminiumoksider finnes ikke i naturen i sin rene form. Det utvinnes fra aluminiummalm ved hjelp av hydrokjemiske metoder. Forekomster av aluminiummalm i forekomster eksploderer vanligvis, tilveiebringe et sted for utvinning på en dybde på omtrent 20 meter, hvorfra det velges og lanseres i prosessen med videre prosessering;

Ved hjelp av spesialutstyr (sikter, klassifiserere) blir malmen knust og sortert, og kastet gråberg (avgangsmasser). På dette stadiet av anrikning av alumina brukes vaske- og siktemetoder som de mest økonomisk fordelaktige.
Den rensede malmen som legges i bunnen av konsentrasjonsanlegget blandes med en oppvarmet masse kaustisk soda i en autoklav.
Blandingen føres gjennom et system av høyfaste stålbeholdere. Fartøyene er utstyrt med en dampkappe som holder ønsket temperatur. Damptrykket holdes ved 1,5-3,5 MPa inntil aluminiumforbindelsene er fullstendig overført fra den anrikede bergarten til natriumaluminat i en overopphetet natriumhydroksidløsning.
Etter avkjøling gjennomgår væsken et filtreringstrinn, som et resultat av at fast sediment separeres og en overmettet ren aluminatløsning oppnås. Ved å tilsette aluminiumhydroksidrester fra forrige syklus til den resulterende løsningen, akselereres nedbrytningen.
For slutttørking av aluminiumoksidhydrat brukes en kalsineringsprosedyre.

Elektrolytisk produksjon av rent aluminium

Rent aluminium produseres ved hjelp av en kontinuerlig prosess som produserer kalsinert aluminium går inn i elektrolytisk reduksjonsstadiet. Moderne elektrolysatorer er en enhet som består av følgende deler:

Laget av stålhus foret med kullblokker og plater. Under drift dannes en tett film av frossen elektrolytt på overflaten av badekarkroppen, som beskytter foringen mot ødeleggelse av elektrolyttsmelten.
Et lag med smeltet aluminium i bunnen av badekaret, 10–20 cm tykt, fungerer som katode i denne installasjonen.
Strøm tilføres aluminiumssmelten gjennom karbonblokker og innebygde stålstenger.
Anodene, opphengt på en jernramme ved hjelp av stålstifter, er utstyrt med stenger koblet til en løftemekanisme. Etter hvert som forbrenningen fortsetter, beveger anoden seg ned, og stengene brukes som et element for tilførsel av strøm.
I verksteder installeres elektrolysatorer sekvensielt i flere rader (to eller fire rader).

Ytterligere rensing av aluminium ved raffinering

Dersom aluminiumet som trekkes ut fra elektrolysørene ikke oppfyller de endelige kravene, utsettes det for ytterligere rensing ved raffinering. I industrien utføres denne prosessen i en spesiell elektrolysator, som inneholder tre væskelag:

Bunn – raffinert aluminium med tilsetning av ca. 35 % kobber, fungerer som en anode. Kobber er tilstede for å gjøre aluminiumslaget tyngre; kobberet løses ikke opp i anodelegeringen;
Mellomlaget er en blanding av fluorider og klorider av barium, kalsium og aluminium med et smeltepunkt på ca. 730 °C.
Øverste laget - ren raffinert aluminium en smelte som løses opp i anodelaget og stiger oppover. Den fungerer som katoden i denne kretsen. Strømmen leveres av en grafittelektrode.

Under elektrolyseprosessen forblir urenheter i anodelaget og elektrolytten. Utbyttet av rent aluminium er 95–98 %. Utviklingen av aluminiumholdige forekomster har en ledende plass i nasjonal økonomi, takket være egenskapene til aluminium, som for tiden er nummer to etter jern i moderne industri.

I moderne industri er aluminiummalm det mest populære råmaterialet. Den raske utviklingen av vitenskap og teknologi har gjort det mulig å utvide anvendelsesområdet. Hva aluminiummalm er og hvor den utvinnes er beskrevet i denne artikkelen.

Industriell betydning av aluminium

Aluminium regnes som det vanligste metallet. Den ligger på tredjeplass når det gjelder antall avsetninger i jordskorpen. Aluminium er også kjent for alle som et grunnstoff i det periodiske systemet, som tilhører lettmetaller.

Aluminiummalm er det naturlige råmaterialet som dette metallet er hentet fra. Det er hovedsakelig utvunnet fra bauxitt, som inneholder aluminiumoksider (aluminiumoksyd) i det største antallet– fra 28 til 80 %. Andre bergarter - alunitt, nefelin og nefelin-apatitt brukes også som råstoff for produksjon av aluminium, men de er av dårligere kvalitet og inneholder betydelig mindre alumina.

Aluminium rangerer først i ikke-jernholdig metallurgi. Faktum er at det på grunn av sine egenskaper brukes i mange bransjer. Dermed brukes dette metallet i transportteknikk, emballasjeproduksjon, konstruksjon og til produksjon av ulike forbruksvarer. Aluminium er også mye brukt i elektroteknikk.

For å forstå betydningen av aluminium for menneskeheten, er det nok å se nærmere på husholdningstingene vi bruker hver dag. Mange husholdningsartikler er laget av aluminium: dette er deler til elektriske apparater (kjøleskap, vaskemaskin etc.), retter, sportsutstyr, suvenirer, interiørelementer. Aluminium brukes ofte til produksjon av ulike typer beholdere og emballasje. For eksempel bokser eller engangsfoliebeholdere.

Typer aluminiummalm

Aluminium finnes i mer enn 250 mineraler. Av disse er de mest verdifulle for industrien bauxitt, nefelin og alunitt. La oss se på dem mer detaljert.

Bauksittmalm

Aluminium forekommer ikke i naturen i sin rene form. Det er hovedsakelig hentet fra aluminiummalm - bauxitt. Det er et mineral som for det meste består av aluminiumhydroksider, samt jern- og silisiumoksider. På grunn av det høye aluminiumoksydinnholdet (40 til 60 %), brukes bauxitt som råstoff for produksjon av aluminium.

Fysiske egenskaper av aluminiummalm:

ugjennomsiktig mineral av røde og grå farger i forskjellige nyanser;
hardheten til de sterkeste prøvene er 6 på den mineralogiske skalaen;
Tettheten av bauxitt, avhengig av den kjemiske sammensetningen, varierer fra 2900-3500 kg/m³.

Bauksittmalmforekomster er konsentrert i de ekvatoriale og tropiske sonene på jorden. Mer gamle forekomster er lokalisert i Russland.

Hvordan dannes bauxitt-aluminiummalm?

Bauksitt dannes av aluminiummonohydrat, boehmitt og diaspore, trihydrathydrarglitt og tilhørende mineraler hydroksyd og jernoksid.

Avhengig av sammensetningen av naturdannende elementer, skilles tre grupper av bauxittmalm:

Monohydrat bauxitt – inneholder alumina i monohydratform.
Trihydrat - slike mineraler består av alumina i trihydratform.
Blandet - denne gruppen inkluderer de tidligere aluminiummalmene i kombinasjon.

Forekomster av råvarer dannes på grunn av forvitring av sure, alkaliske og noen ganger basiske bergarter eller som et resultat av gradvis avsetning av store mengder alumina på hav- og innsjøbunner.

Alunite malmer

Denne typen avleiringer inneholder opptil 40 % aluminiumoksid. Alunittmalm dannes i vannbassenger og kystsoner under forhold med intens hydrotermisk og vulkansk aktivitet. Et eksempel på slike forekomster er Zaglinskoye-sjøen i Lesser Kaukasus.

Bergarten er porøs. Består hovedsakelig av kaolinitter og hydromicas. Malm med et alunittinnhold på mer enn 50 % er av industriell interesse.

Nepheline

Dette er en aluminiummalm av magmatisk opprinnelse. Det er en fullstendig krystallinsk alkalisk bergart. Avhengig av sammensetningen og de teknologiske egenskapene til behandlingen, skilles flere grader av nefelinmalm:

første klasse - 60–90% nefelin; den inneholder mer enn 25 % alumina; behandlingen utføres ved sintring;
andre klasse – 40–60% nefelin, mengden aluminiumoksid er litt lavere – 22–25%; berikelse er nødvendig under behandlingen;
tredje klasse er nefelinmineraler, som ikke har noen industriell verdi.

Verdensproduksjon av aluminiummalm

Aluminiummalm ble først utvunnet i første halvdel av 1800-tallet i sørøst i Frankrike, nær byen Box. Det er her navnet bauxitt kommer fra. Til å begynne med utviklet denne industrien seg i et sakte tempo. Men da menneskeheten skjønte hvilken aluminiummalm som var nyttig for produksjon, utvidet omfanget av aluminiumsapplikasjoner betydelig. Mange land har begynt å lete etter forekomster på deres territorier. Dermed begynte verdensproduksjonen av aluminiumsmalm å øke gradvis. Tallene bekrefter dette faktum. Så hvis det globale volumet av utvunnet malm i 1913 var 540 tusen tonn, var det i 2014 mer enn 180 millioner tonn.

Antall land som utvinner aluminiumsmalm økte også gradvis. I dag er det rundt 30 av dem. Men i løpet av de siste 100 årene har ledende land og regioner stadig endret seg. På begynnelsen av 1900-tallet var således verdens ledende innen utvinning av aluminiummalm og produksjon av den Nord-Amerika og Vest-Europa. Disse to regionene sto for omtrent 98 % av den globale produksjonen. Etter flere tiår ble landene ledende når det gjelder kvantitative indikatorer for aluminiumsindustrien. av Øst-Europa, Latin-Amerika Og Sovjetunionen. Og allerede på 1950–1960-tallet ble Latin-Amerika ledende når det gjelder produksjon. Og på 1980–1990-tallet. Det var et raskt gjennombrudd i aluminiumsindustrien i Australia og Afrika. I den nåværende globale trenden er de viktigste ledende landene innen aluminiumsproduksjon Australia, Brasil, Kina, Guinea, Jamaica, India, Russland, Surinam, Venezuela og Hellas.

Malmforekomster i Russland

Når det gjelder produksjon av aluminiummalm, er Russland nummer sju på verdensrangeringen. Selv om aluminiummalmforekomster i Russland forsyner landet med store mengder metall, er det ikke nok til å forsyne industrien fullt ut. Derfor er staten tvunget til å kjøpe bauxitt fra andre land.

Totalt er det 50 malmforekomster i Russland. Dette tallet inkluderer både steder hvor mineralet blir utvunnet og forekomster som ennå ikke er utviklet.

Mesteparten av malmreservene ligger i den europeiske delen av landet. Her er de lokalisert i Sverdlovsk, Arkhangelsk, Belgorod-regionene, i Komi-republikken. Alle disse regionene inneholder 70 % av landets totale påviste malmreserver.

Aluminiummalm i Russland utvinnes fortsatt fra gamle bauksittforekomster. Slike områder inkluderer Radynskoye-feltet i Leningrad-regionen. På grunn av mangel på råvarer bruker Russland også andre aluminiummalmer, hvis forekomster er av dårligere kvalitet på mineralforekomster. Men de er fortsatt egnet for industrielle formål. I Russland utvinnes således nefelinmalm i store mengder, som også gjør det mulig å få tak i aluminium.

Bauksitt er hovedmalmen for aluminiumsproduksjon. Dannelsen av avsetninger er assosiert med prosessen med forvitring og overføring av materiale, som i tillegg til aluminiumhydroksider også inneholder andre kjemiske elementer. Metallutvinningsteknologi gir en kostnadseffektiv industriell produksjonsprosess uten å generere avfall.

Bauksitt er hovedmalmen for aluminiumsproduksjon

Kjennetegn på malmmineral

Navnet på mineralråstoffet for aluminiumsutvinning kommer fra navnet på området i Frankrike hvor forekomstene først ble oppdaget. Bauksitt består av aluminiumhydroksider, og inneholder leirmineraler, jernoksider og hydroksyder som urenheter.

I utseende er bauxitt steinete, og sjeldnere leirlignende, bergarten er homogen eller lagdelt i tekstur. Avhengig av forekomstformen i jordskorpen kan den være tett eller porøs. Mineraler er klassifisert i henhold til deres struktur:

klastisk - konglomerat, grus, sandstein, pelittisk;
concretionary - belgfrukter, oolitic.

Hoveddelen av bergarten i form av inneslutninger inneholder oolittiske formasjoner av jern- eller aluminiumoksyder. Bauksittmalm er vanligvis brun eller mursteinsfarge, men det er avleiringer av hvite, røde, grå og gule nyanser.

De viktigste mineralene for malmdannelse er:

diaspora;
hydrogoetitt;
goetitt;
boehmitt;
gibbsite;
kaolinitt;
ilmenitt;
aluminohematitt;
kalsitt;
sideritt;
glimmer.

Det er bauxitter av plattform-, geosynklinale og oseaniske øyer. Aluminiummalmforekomster ble dannet som et resultat av overføring av forvitringsprodukter fra bergarter, etterfulgt av deres avsetning og dannelse av sediment.

Industriell bauxitt inneholder 28-60 % alumina. Ved bruk av malm bør ikke forholdet mellom sistnevnte og silisium være lavere enn 2-2,5.

Galleri: bauxittstein (25 bilder)

Bauksitt (video)

Forekomster og utvinning av råstoff

De viktigste råvarene for industriell aluminiumproduksjon i den russiske føderasjonen er bauxitt, nefelinmalm og deres konsentrater, konsentrert på Kolahalvøya.

Bauksittforekomster i Russland er preget av lavkvalitets råvarer og vanskelige gruvedrift og geologiske gruveforhold. Det er 44 utforskede forekomster i staten, hvorav bare en fjerdedel er utnyttet.

Hovedproduksjonen av bauxitt utføres av JSC Sevuralboxytruda. Til tross for reservene av malmråvarer, er tilgangen på foredlingsbedrifter ujevn. I 15 år har det vært mangel på nefelin og bauxitt, noe som fører til import av alumina.

Verdens bauxittreserver er konsentrert i 18 land som ligger i de tropiske og subtropiske sonene. Plasseringen av bauxitt av høyeste kvalitet er begrenset til områder med forvitring av aluminosilikatbergarter under fuktige forhold. Det er i disse områdene at hoveddelen av den globale råvareforsyningen er lokalisert.

De største reservene er konsentrert i Guinea. Australia er verdensledende når det gjelder utvinning av malmråvarer. Brasil har 6 milliarder tonn reserver, Vietnam har 3 milliarder tonn, Indias bauxittreserver er forskjellige høy kvalitet, utgjør 2,5 milliarder tonn, Indonesia - 2 milliarder tonn. Hovedtyngden av malmen er konsentrert i dypet av disse landene.

Bauksitt utvinnes med åpne og underjordiske metoder. Teknologisk prosess bearbeiding av råvarer avhenger av dens kjemiske sammensetning og innebærer trinnvis gjennomføring av arbeidet.

I det første trinnet dannes alumina under påvirkning av kjemiske reagenser, og i det andre ekstraheres metallkomponenten fra den ved elektrolyse fra et smeltet fluoridsalt.

Flere metoder brukes for å danne alumina:

sintring;
hydrokjemiske;
kombinert.

Anvendelsen av metoder avhenger av konsentrasjonen av aluminium i malmen. Bauxitt av lav kvalitet behandles på en kompleks måte. Blandingen av brus, kalkstein og bauxitt oppnådd som et resultat av sintring utvaskes med en løsning. Metallhydroksidet som dannes som et resultat av kjemisk behandling separeres og utsettes for filtrering.

Bauksittbehandlingslinje (video)

Anvendelse av mineralressurser

Bruken av bauxitt i ulike grener av industriell produksjon skyldes allsidigheten til råmaterialet i dets mineralsammensetning og fysiske egenskaper. Bauksitt er en malm som aluminium og alumina utvinnes fra.

Bruken av bauxitt i jernmetallurgi som flussmiddel ved smelting av stål med åpen ild forbedrer de tekniske egenskapene til produktet.

Ved produksjon av elektrokorund brukes egenskapene til bauxitt til å danne et superbestandig, brannbestandig materiale (syntetisk korund) som følge av smelting i elektriske ovner med deltagelse av antrasitt som reduksjonsmiddel og jernspon.

Mineralet bauxitt med lavt jerninnhold brukes til fremstilling av brannbestandig, hurtigherdende sementer. I tillegg til aluminium utvinnes jern, titan, gallium, zirkonium, krom, niob og TR (sjeldne jordelementer) fra malmråvarer.

Bauksitt brukes til produksjon av maling, slipemidler og sorbenter. Malm med lavt jerninnhold brukes til fremstilling av ildfaste forbindelser.

Aluminiummalm har fått mest popularitet i moderne industri. Aluminium er det vanligste metallet av alle metaller som finnes på jorden i dag. I tillegg har den tredjeplassen i rangeringen når det gjelder antall avsetninger i jordens tarmer. Dessuten er aluminium det letteste metallet. Aluminiummalm er en bergart som fungerer som materialet som metallet er hentet fra. Aluminium har visse kjemiske og fysiske egenskaper som gjør det mulig å tilpasse bruken til helt andre områder av menneskelig aktivitet. Dermed har aluminium funnet sin brede anvendelse i slike bransjer som maskinteknikk, bilindustri, konstruksjon, i produksjon av forskjellige beholdere og emballasje, elektrisk utstyr og andre forbruksvarer. Nesten alle husholdningsapparater som brukes av mennesker hver dag inneholder aluminium i en eller annen mengde.

Utvinning av aluminium

Det er et stort antall mineraler der tilstedeværelsen av dette metallet en gang ble oppdaget. Forskere har konkludert med at dette metallet kan utvinnes fra mer enn 250 mineraler. Det er imidlertid ikke lønnsomt å utvinne metall fra absolutt alle malmer, derfor er det blant alle eksisterende varianter de mest verdifulle aluminiummalmene som metallet er hentet fra. Disse er: bauxitt, nefelin og alunitt. Av alle aluminiummalmer finnes det maksimale aluminiuminnholdet i bauxitt. De inneholder omtrent 50 % av aluminiumoksider. Som regel er bauksittforekomster plassert rett på jordens overflate i tilstrekkelige mengder. Bauksitt er en ugjennomsiktig bergart som er rød eller grå i fargen. De sterkeste bauxittprøvene på den mineralogiske skalaen er vurdert til 6 poeng. De kommer i forskjellige tettheter fra 2900 til 3500 kg/m3, som er direkte avhengig av den kjemiske sammensetningen. Bauksittmalm utmerker seg ved deres kompleks kjemisk oppbygning, som inkluderer aluminiumhydroksider, jern- og silisiumoksider, samt fra 40 % til 60 % av alumina, som er hovedråstoffet for produksjon av aluminium. Det er verdt å si at ekvatorial og tropisk jordbelter er hovedområdet kjent for sine bauxittmalmforekomster. For kjernedannelse av bauxitt er deltakelsen av flere komponenter nødvendig, inkludert monohydrataluminiumoksydhydrat, boehmitt, diaspore, samt forskjellige jernhydroksidmineraler sammen med jernoksid. Forvitringen av sure, alkaliske og i noen tilfeller basiske bergarter, samt den langsomme avsetningen av alumina i bunnen av reservoarer, fører til dannelsen av bauxittmalm. Fra to tonn alumina viser aluminium seg å være halvparten så mye - 1 tonn. Og for to tonn alumina er det nødvendig å trekke ut ca 4,5 tonn bauxitt. Aluminium kan også fås fra nefeliner og alunitter. Førstnevnte, avhengig av deres karakter, kan inneholde fra 22% til 25% alumina. Mens alunitter er litt dårligere enn bauxitter, og består av 40% aluminiumoksid.

Aluminiummalm fra Russland

Den russiske føderasjonen er rangert på 7. plass blant alle land i verden når det gjelder mengden utvunnet aluminiummalm. Det er verdt å merke seg at dette råmaterialet utvinnes i kolossale mengder på den russiske statens territorium. Landet opplever imidlertid en betydelig mangel på dette metallet, og er ikke i stand til å levere det i det volumet som er nødvendig for absolutt å forsyne industrien. Dette er den prioriterte grunnen til at Russland må kjøpe aluminiummalm fra andre land, samt utvikle forekomster med lavkvalitets mineralmalm. Det er rundt 50 innskudd i staten, største antall som ligger i den europeiske delen av staten. Imidlertid er Radynkskoye den eldste aluminiummalmforekomsten i Russland. Beliggenheten er Leningrad-regionen. Den består av bauxitt, som siden antikken har vært det viktigste og uerstattelige materialet som aluminium senere produseres av.

Aluminiumsproduksjon i Russland

På begynnelsen av det tjuende århundre fant fremveksten av aluminiumsindustrien sted i Russland. Det var i 1932 at det første produksjonsanlegget for aluminium dukket opp i Volkhov. Og allerede 14. mai samme år klarte selskapet å motta et parti metall for første gang. Hvert år ble det utviklet nye aluminiummalmforekomster på statens territorium og nye kapasiteter ble satt i drift, som ble betydelig utvidet under andre verdenskrig. Etterkrigstiden for landet var preget av åpningen av nye bedrifter, hvis hovedaktivitet var produksjon av produserte varer, hovedmaterialet som var aluminiumslegeringer. Samtidig ble Pikalevsky alumina-anlegget satt i drift. Russland er kjent for sitt utvalg av fabrikker, takket være hvilke landet produserer aluminium. Av disse regnes den største, ikke bare i den russiske staten, men i hele verden for å være UC Rusal. Han klarte å produsere rundt 3,603 millioner tonn aluminium i 2015, og i 2012 nådde selskapet 4,173 millioner tonn metall.



Aluminium (Al), 13







1,61 (Pauling-skala)


1.: 577,5 (5,984) kJ/mol (eV) 2.: 1816,7 (18,828) kJ/mol (eV)
fast
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 ansiktssentrert


(300 K) 237 W/(m K)

Kode tegn

Indikerer at aluminium kan resirkuleres Aluminium- et element i den 13. gruppen i det periodiske systemet for kjemiske elementer (i henhold til den utdaterte klassifiseringen - et element i hovedundergruppen til gruppe III), den tredje perioden, med atomnummer 13. Angitt med symbolet Al (lat. Aluminium). Tilhører gruppen lettmetaller. Mest vanlig metall og tredje vanligste kjemisk element i jordskorpen (etter oksygen og silisium). Enkel substans aluminium- et lett paramagnetisk metall av sølv-hvit farge, lett å forme, støpe og maskinere. Aluminium har høy termisk og elektrisk ledningsevne og motstand mot korrosjon på grunn av den raske dannelsen av sterke oksidfilmer som beskytter overflaten mot ytterligere interaksjon.

Historie

Aluminium ble først oppnådd av den danske fysikeren Hans Oersted i 1825 ved påvirkning av kaliumamalgam på aluminiumklorid etterfulgt av destillasjon av kvikksølv. Navnet på elementet er avledet fra lat. aluminium- alun. Før åpning industriell metode For å få tak i aluminium var dette metallet dyrere enn gull. I 1889 ga britene, som ønsket å hedre den store russiske kjemikeren D.I. Mendeleev med en rik gave, vekter laget av gull og aluminium.

Kvittering

Aluminium danner en sterk kjemisk binding med oksygen. Sammenlignet med andre metaller er utvinning av aluminium fra malm vanskeligere på grunn av dets høye reaktivitet og høy temperatur smelter mesteparten av malmene (som bauxitt). Direkte reduksjon med karbon kan ikke brukes fordi reduksjonskraften til aluminium er høyere enn karbon. Indirekte reduksjon er mulig for å oppnå mellomproduktet Al4C3, som gjennomgår dekomponering ved 1900-2000 °C for å danne aluminium. Denne metoden er under utvikling, men ser ut til å være mer lønnsom enn Hall-Heroult-prosessen, siden den krever mindre energi og fører til dannelse av mindre CO2. Moderne metode Hall-Héroult-prosessen ble utviklet uavhengig av amerikaneren Charles Hall og franskmannen Paul Héroult i 1886. Den består av oppløsning av aluminiumoksid Al2O3 i smeltet kryolitt Na3AlF6, etterfulgt av elektrolyse ved bruk av forbrukskoks eller grafittanodeelektroder. Denne produksjonsmetoden krever svært store mengder elektrisitet, og fikk derfor industriell anvendelse først på 1900-tallet. For å produsere 1000 kg råaluminium kreves det 1920 kg alumina, 65 kg kryolitt, 35 kg aluminiumfluorid, 600 kg anodegrafittelektroder og ca. 17 MWh elektrisitet (~61 GJ). En laboratoriemetode for å produsere aluminium ble foreslått av Friedrich Wöhler i 1827 ved å redusere vannfritt aluminiumklorid med kaliummetall (reaksjonen skjer når den varmes opp uten tilgang til luft):

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

Fysiske egenskaper

Mikrostruktur av aluminium på den etsede overflaten av en ingot, 99,9998 % renhet, synlig sektorstørrelse ca. 55×37 mm

Sølv-hvit metall, lett
tetthet - 2712 kg/m³
smeltepunktet for teknisk aluminium er 658 °C, for høyrent aluminium - 660 °C
spesifikk fusjonsvarme - 390 kJ/kg
kokepunkt - 2500 °C
spesifikk fordampningsvarme - 10,53 MJ/kg
spesifikk varmekapasitet - 897 J/kg K
strekkfasthet av støpt aluminium - 10-12 kg/mm², deformerbar - 18-25 kg/mm², legeringer - 38-42 kg/mm²
Brinell hardhet - 24…32 kgf/mm²
høy duktilitet: teknisk - 35%, ren - 50%, rullet til tynne ark og jevn folie
Youngs modul - 70 GPa
Aluminium har høy elektrisk ledningsevne (37·106 S/m) og termisk ledningsevne (203,5 W/(m·K)), 65 % av den elektriske ledningsevnen til kobber, og har høy lysreflektivitet.
Svak paramagnetisk.
Temperaturkoeffisient for lineær ekspansjon 24,58·10−6 K−1 (20…200 °C).
Spesifikk motstand 0,0262..0.0295 Ohm mm²/m
Temperaturkoeffisient elektrisk motstand 4,3·10−3 K−1. Aluminium går inn i en superledende tilstand ved en temperatur på 1,2 kelvin.

Aluminium danner legeringer med nesten alle metaller. De mest kjente legeringene er kobber og magnesium (duralumin) og silisium (silumin).

Å være i naturen

Utbredelse

Når det gjelder utbredelse i jordskorpen, rangerer den på 1. plass blant metaller og 3. blant grunnstoffer, nest etter oksygen og silisium. Massekonsentrasjonen av aluminium i jordskorpen er ifølge ulike forskere estimert fra 7,45 til 8,14 %.

Naturlige aluminiumsforbindelser

I naturen finnes aluminium, på grunn av sin høye kjemiske aktivitet, nesten utelukkende i form av forbindelser. Noen av de naturlige mineralene i aluminium er:

Bauksitt - Al2O3 H2O (med urenheter av SiO2, Fe2O3, CaCO3)
Nefeliner - KNa34
Alunitter - (Na,K)2SO4Al2(SO4)3 4Al(OH)3
Alumina (blandinger av kaoliner med sand SiO2, kalkstein CaCO3, magnesit MgCO3)
Korund (safir, rubin, smergel) - Al2O3
Feltspat - (K,Na)2O Al2O3 6SiO2, Ca
Kaolinitt - Al2O3 2SiO2 2H2O
Beryl (smaragd, akvamarin) - 3BeO Al2O3 6SiO2
Chrysoberyl (Alexandrite) - BeAl2O4.

Under noen spesifikke reduserende forhold (vulkanventiler) er det imidlertid funnet ubetydelige mengder naturlig metallisk aluminium. I naturlig vann aluminium er inneholdt i form av lav-giftig kjemiske forbindelser for eksempel aluminiumfluorid. Typen kation eller anion avhenger først og fremst av surheten til det vandige mediet. Aluminiumkonsentrasjoner i russiske vannforekomster varierer fra 0,001 til 10 mg/l. I sjøvann dens konsentrasjon er 0,01 mg/l.

Isotoper av aluminium

Naturlig aluminium består nesten utelukkende av en enkelt stabil isotop, 27Al, med ubetydelige spor av 26Al, den lengstlevende radioaktive isotopen med en halveringstid på 720 tusen år, dannet i atmosfæren når 40Ar argonkjerner splittes av høyenergikosmisk stråleprotoner.

Kjemiske egenskaper

Under normale forhold er aluminium dekket med en tynn og slitesterk oksidfilm og reagerer derfor ikke med klassiske oksidasjonsmidler: H2O, O2, HNO3 (uten oppvarming), H2SO4, men reagerer med HCl. Takket være dette er aluminium praktisk talt ikke utsatt for korrosjon og er derfor mye etterspurt. moderne industri. Imidlertid, når oksidfilmen ødelegges (for eksempel ved kontakt med løsninger av ammoniumsalter NH+, varme alkalier eller som et resultat av sammensmelting), fungerer aluminium som et aktivt reduserende metall. Du kan forhindre dannelsen av en oksidfilm ved å tilsette metaller som gallium, indium eller tinn til aluminium. I dette tilfellet blir aluminiumsoverflaten fuktet av lavtsmeltende eutektikk basert på disse metallene. Reagerer lett med enkle stoffer:

med oksygen, danner aluminiumoksid:

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

med halogener (unntatt fluor), som danner aluminiumklorid, bromid eller jodid:

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

reagerer med andre ikke-metaller ved oppvarming:

med fluor for å danne aluminiumfluorid:

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

med svovel, danner aluminiumsulfid:

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

med nitrogen for å danne aluminiumnitrid:

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

med karbon, danner aluminiumkarbid:

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

Aluminiumsulfid og karbid er fullstendig hydrolysert: 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 vann (etter fjerning av den beskyttende oksidfilmen, for eksempel ved amalgamering eller varme alkaliløsninger):

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

med alkalier (med dannelse av tetrahydroksoaluminater og andre aluminater):

2Al+2NaOH+6H2O→2Na+3H2(visningsstil (mathsf (2Al+2NaOH+6H_(2)Orightarrow 2Na+3H_(2)))) 2Al+6NaOH→2Na3AlO3+3H2(displaystyle (mathsf (2Al+6NaOH3høyrepil 2Na_( )AlO_(3)+3H_(2))))

Løser lett opp i saltsyre og fortynnede svovelsyrer:

2Al+6HCl→2AlCl3+3H2(visningsstil (mathsf (2Al+6HCl høyrepil 2AlCl_(3)+3H_(2)))) 2Al+3H2SO4→Al2(SO4)3+3H2(visningsstil (mathsf (2Al+3H_(2)SO_) (4)høyrepil Al_(2)(SO_(4))_(3)+3H_(2))))

Ved oppvarming oppløses det i syrer - oksidasjonsmidler som danner løselige aluminiumsalter:

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

reduserer metaller fra oksidene deres (aluminiumtermi):

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

Produksjon og marked

Aluminiumsproduksjon i millioner tonn Det finnes ingen pålitelig informasjon om produksjonen av aluminium før 1800-tallet. (Påstanden, noen ganger funnet med henvisning til Plinius' naturhistorie, om at aluminium var kjent under keiser Tiberius, er basert på en feil tolkning av kilden). I 1825 oppnådde den danske fysikeren Hans Christian Oersted flere milligram aluminiummetall, og i 1827 var Friedrich Wöhler i stand til å isolere korn av aluminium, som imidlertid umiddelbart ble dekket av luft med en tynn film av aluminiumoksyd. Før sent XIXårhundres aluminium i industriell skala ble ikke produsert. Først i 1854 oppfant Henri Saint-Clair Deville (forskningen hans ble finansiert av Napoleon III, i håp om at aluminium ville være nyttig for hæren hans) den første metoden for industriell produksjon av aluminium, basert på fortrengning av aluminium med metallisk natrium fra dobbeltnatrium klorid og aluminium NaCl AlCl3. I 1855 ble den første metallblokken med en vekt på 6-8 kg oppnådd. Over 36 års bruk, fra 1855 til 1890, ble 200 tonn aluminiumsmetall produsert ved bruk av Saint-Clair Deville-metoden. I 1856 oppnådde han også aluminium ved elektrolyse av et smeltet natrium-aluminiumklorid. I 1885 ble et aluminiumsproduksjonsanlegg bygget i den tyske byen Gmelingem, ved bruk av teknologi foreslått av Nikolai Beketov. Beketovs teknologi var ikke mye forskjellig fra Devilles metode, men den var enklere og involverte interaksjonen mellom kryolitt (Na3AlF6) og magnesium. I løpet av fem år produserte dette anlegget rundt 58 tonn aluminium - mer enn en fjerdedel av den totale globale produksjonen av metallet med kjemiske midler i perioden fra 1854 til 1890. Metoden, oppfunnet nesten samtidig av Charles Hall i USA og Paul Héroux i Frankrike (1886) og basert på produksjon av aluminium ved elektrolyse av alumina oppløst i smeltet kryolitt, markerte begynnelsen moderne måte produksjon av aluminium. Siden den gang, på grunn av forbedringer innen elektroteknikk, har aluminiumproduksjonen blitt bedre. Et bemerkelsesverdig bidrag til utviklingen av aluminaproduksjon ble gitt av russiske forskere K. I. Bayer, D. A. Penyakov, A. N. Kuznetsov, E. I. Zhukovsky, A. A. Yakovkin og andre Det første aluminiumssmelteverket i Russland ble bygget i 1932 i byen Volkhov. Den metallurgiske industrien i USSR produserte i 1939 47,7 tusen tonn aluminium, ytterligere 2,2 tusen tonn ble importert. Sekund Verdenskrig stimulerte aluminiumsproduksjonen betydelig. I 1939 var dens globale produksjon, unntatt USSR, 620 tusen tonn, men i 1943 hadde den vokst til 1,9 millioner tonn I 1956 ble det produsert 3,4 millioner tonn primæraluminium i verden, i 1965 - 5,4 millioner tonn. , i 1980 - 16,1 millioner tonn, i 1990 - 18 millioner tonn I 2007 ble det produsert 38 millioner tonn primæraluminium i verden, og i 2008 - 39,7 millioner tonn.

Kina PRC (produserte 12,60 millioner tonn i 2007 og 13,50 millioner tonn i 2008)
Russland Russland (3,96/4,20)
Canada Canada (3.09/3.10)
USA USA (2,55/2,64)
Australia Australia (1,96/1,96)
Brasil Brasil (1,66/1,66)
India India (1,22/1,30)
Norge Norge (1.30/1.10)
UAE UAE (0,89/0,92)
Bahrain Bahrain (0,87/0,87)
Sør-Afrika Sør-Afrika (0,90/0,85)
Island Island (0,40/0,79)
Tyskland Tyskland (0,55/0,59)
Venezuela Venezuela (0,61/0,55)
Mosambik Mosambik (0,56/0,55)
Tadsjikistan Tadsjikistan (0,42/0,42)

I 2016 ble det produsert 59 millioner tonn aluminium på verdensmarkedet, beholdningen er 2,224 millioner tonn, og den gjennomsnittlige daglige produksjonen er 128,6 tusen tonn (2013,7). I Russland er monopolisten innen aluminiumsproduksjon det russiske aluminiumselskapet, som står for omtrent 13 % av det globale aluminiumsmarkedet og 16 % av aluminiumoksyd. Verdens reserver av bauxitt er praktisk talt ubegrensede, det vil si at de ikke står i forhold til etterspørselsdynamikken. Eksisterende anlegg kan produsere opptil 44,3 millioner tonn primæraluminium per år. Det bør også tas i betraktning at noen av bruksområdene for aluminium i fremtiden kan bli reorientert til bruk av for eksempel komposittmaterialer. Aluminiumsprisene (ved handler på internasjonale råvarebørser) fra 2007 til 2015 var i gjennomsnitt $1253-3291 per tonn.

applikasjon

Mye brukt som byggemateriale. De viktigste fordelene med aluminium i denne kvaliteten er letthet, formbarhet for stempling, korrosjonsmotstand (i luft er aluminium umiddelbart dekket med en slitesterk Al2O3-film, som forhindrer ytterligere oksidasjon), høy varmeledningsevne og ikke-toksisitet av forbindelsene. Spesielt har disse egenskapene gjort aluminium ekstremt populært i produksjon av kokekar, aluminiumsfolie og Mat industri og for pakking. De tre første egenskapene gjorde aluminium til det viktigste råmaterialet i luftfarts- og romfartsindustrien (i I det siste blir sakte erstattet av komposittmaterialer, først og fremst karbonfiber). Den største ulempen med aluminium som konstruksjonsmateriale er dets lave styrke, så for å styrke det er det vanligvis legert med en liten mengde kobber og magnesium (legeringen kalles duralumin). Den elektriske ledningsevnen til aluminium er bare 1,7 ganger mindre enn for kobber, mens aluminium er omtrent 4 ganger billigere per kilogram, men på grunn av dens 3,3 ganger lavere tetthet trenger den omtrent 2 ganger mindre vekt for å oppnå lik motstand. Derfor er det mye brukt i elektroteknikk for fremstilling av ledninger, deres skjerming, og til og med i mikroelektronikk når ledere avsettes på overflaten av mikrokretskrystaller. Den lavere elektriske ledningsevnen til aluminium (3,7·107 S/m) sammenlignet med kobber (5,84·107 S/m), for å opprettholde den samme elektriske motstanden, kompenseres ved å øke tverrsnittsarealet til aluminiumslederne . Ulempen med aluminium som et elektrisk materiale er dannelsen av en sterk dielektrisk oksidfilm på overflaten, noe som gjør lodding vanskelig og på grunn av forringelsen av kontaktmotstanden forårsaker økt oppvarming ved de elektriske tilkoblingene, som igjen påvirker negativt påliteligheten til den elektriske kontakten og tilstanden til isolasjonen. Derfor forbyr spesielt den 7. utgaven av de elektriske installasjonsreglene, vedtatt i 2002, bruk av aluminiumsledere med et tverrsnitt på mindre enn 16 mm².

På grunn av dets kompleks av egenskaper, er det mye brukt i oppvarmingsutstyr.
Aluminium og dets legeringer blir ikke sprø ved ultralave temperaturer. På grunn av dette er det mye brukt i kryogen teknologi. Imidlertid er det et kjent tilfelle av kryogene rør laget av aluminiumslegering som blir sprø på grunn av deres bøyning på kobberkjerner under utviklingen av Energia bærerakett.
Den høye reflektiviteten, kombinert med den lave kostnaden og den enkle vakuumavsetningen, gjør aluminium til det optimale materialet for å lage speil.
Ved produksjon av byggematerialer som et gassdannende middel.
Aluminisering gir korrosjons- og avleiringsmotstand til stål og andre legeringer, for eksempel ventiler til stempelforbrenningsmotorer, turbinblader, oljeplattformer, varmevekslerutstyr, og erstatter også galvanisering.
Aluminiumsulfid brukes til å produsere hydrogensulfid.
Det pågår forskning for å utvikle skummet aluminium som et spesielt sterkt og lett materiale.

Som reduksjonsmiddel

Som en komponent av termitt, blandinger for aluminotermi.
I pyroteknikk.
Aluminium brukes til å gjenvinne sjeldne metaller fra deres oksider eller halogenider.
Begrenset bruk som beskytter for anodisk beskyttelse.

Aluminiumslegeringer

Det strukturelle materialet som vanligvis brukes er ikke rent aluminium, men ulike legeringer basert på det. Betegnelsen på legeringsserier i denne artikkelen er gitt for USA (H35.1 ANSI-standard) og i samsvar med russisk GOST. I Russland er hovedstandardene GOST 1583 "Støpte aluminiumslegeringer. Spesifikasjoner" og GOST 4784 "Aluminium og deformerbare aluminiumslegeringer. Frimerker." Det er også UNS-merking og en internasjonal standard for aluminiumslegeringer og deres merking ISO R209 b.

Aluminium-magnesium Al-Mg (ANSI: serie 5xxx for smide legeringer og 5xx.x for legeringer for formede støpegods; GOST: AMg). Legeringer av Al-Mg-systemet kjennetegnes av en kombinasjon av tilfredsstillende styrke, god duktilitet, meget god sveisbarhet og korrosjonsbestandighet. I tillegg er disse legeringene preget av høy vibrasjonsmotstand.

I legeringer av dette systemet som inneholder opptil 6 % Mg, dannes et eutektisk system av Al3Mg2-forbindelse med en aluminiumbasert fast løsning. De mest brukte i industrien er legeringer som inneholder magnesium fra 1 til 5%. En økning i Mg-innholdet i legeringen øker dens styrke betydelig. Hver prosentandel magnesium øker strekkfastheten til legeringen med 30 MPa, og flytegrensen med 20 MPa. I dette tilfellet avtar den relative forlengelsen litt og er i området 30-35%. Legeringer med et magnesiuminnhold på opptil 3 % (i vekt) er strukturelt stabile ved romtemperatur og høye temperaturer, selv i en betydelig herdet tilstand. Med økende konsentrasjon av magnesium i kaldbearbeidet tilstand, blir strukturen til legeringen ustabil. I tillegg fører en økning i magnesiuminnhold over 6 % til en forringelse av legeringens korrosjonsmotstand. For å forbedre styrkeegenskapene legeres Al-Mg-systemlegeringer med krom, mangan, titan, silisium eller vanadium. De prøver å unngå inkludering av kobber og jern i legeringene til dette systemet, siden de reduserer korrosjonsmotstanden og sveisbarheten.

Aluminium-mangan Al-Mn (ANSI: serie 3xxx; GOST: AMts). Legeringer av dette systemet har god styrke, duktilitet og produksjonsevne, høy korrosjonsbestandighet og god sveisbarhet.

De viktigste urenhetene i Al-Mn-systemets legeringer er jern og silisium. Begge disse elementene reduserer løseligheten av mangan i aluminium. For å oppnå en finkornet struktur, legeres legeringene i dette systemet med titan. Tilstedeværelsen av en tilstrekkelig mengde mangan sikrer stabiliteten til strukturen til det kaldbearbeidede metallet ved rom og forhøyede temperaturer.

Aluminium-kobber Al-Cu (Al-Cu-Mg) (ANSI: serie 2xxx, 2xx.x; GOST: AM). De mekaniske egenskapene til legeringer i dette systemet i en varmeforsterket tilstand når, og noen ganger overgår, de mekaniske egenskapene til lavkarbonstål. Disse legeringene er høyteknologiske. Imidlertid har de også en betydelig ulempe - lav korrosjonsmotstand, noe som fører til behovet for å bruke beskyttende belegg.

Mangan, silisium, jern og magnesium kan brukes som legerende tilsetningsstoffer. Dessuten har sistnevnte den sterkeste effekten på legeringens egenskaper: legering med magnesium øker styrke- og flytegrensene betydelig. Tilsetning av silisium til legeringen øker dens evne til å gjennomgå kunstig aldring. Legering med jern og nikkel øker varmebestandigheten til legeringer i den andre serien. Kaldherding av disse legeringene etter bråkjøling akselererer kunstig aldring, og forbedrer også styrke og motstand mot spenningskorrosjon.

Al-Zn-Mg (Al-Zn-Mg-Cu) systemlegeringer (ANSI: 7xxx, 7xx.x-serien). Legeringer av dette systemet er verdsatt for sin meget høye styrke og gode produksjonsevne. Representanten for systemet - legering 7075 er den sterkeste av alle aluminiumslegeringer. Effekten av så høy herding oppnås på grunn av den høye løseligheten av sink (70 %) og magnesium (17,4 %) ved forhøyede temperaturer, kraftig avtagende ved avkjøling.

Imidlertid er en betydelig ulempe med disse legeringene deres ekstremt lave spenningskorrosjonsmotstand. Korrosjonsmotstanden til spenningslegeringer kan økes ved legering med kobber. Det er umulig å ikke legge merke til et mønster oppdaget på 60-tallet: tilstedeværelsen av litium i legeringer bremser naturlig aldring og akselererer kunstig aldring. I tillegg reduseres tilstedeværelsen av litium egenvekt legering og øker dens elastisitetsmodul betydelig. Som et resultat av denne oppdagelsen ble nye legeringssystemer Al-Mg-Li, Al-Cu-Li og Al-Mg-Cu-Li utviklet.

Aluminium-silisiumlegeringer (siluminer) egner seg best for støping. Saker av ulike mekanismer blir ofte støpt fra dem.
Komplekse legeringer basert på aluminium: avial.

Aluminium som tilsetning til andre legeringer

Aluminium er en viktig komponent i mange legeringer. For eksempel, i aluminiumsbronse er hovedkomponentene kobber og aluminium. I magnesiumlegeringer brukes aluminium oftest som tilsetning. For fremstilling av spiraler i elektriske varmeapparater brukes fechral (Fe, Cr, Al) (sammen med andre legeringer). Tilsetningen av aluminium til de såkalte "free-cut stålene" letter bearbeidingen, og gir en tydelig brudd på den ferdige delen fra stangen på slutten av prosessen.

Smykker

Da aluminium var veldig dyrt, ble det laget en rekke smykker av det. Dermed bestilte Napoleon III aluminiumsknapper, og i 1889 ble Mendeleev presentert med vekter med skåler laget av gull og aluminium. Moten for smykker laget av aluminium gikk umiddelbart over da nye teknologier for produksjonen dukket opp, noe som reduserte kostnadene mange ganger. I dag brukes aluminium noen ganger i produksjonen av kostymesmykker. I Japan brukes aluminium i produksjonen av tradisjonelle smykker, og erstatter sølv.

Bestikk

Etter ordre fra Napoleon III ble det laget aluminiumsbestikk, som ble servert ved seremonielle middager for ham og de mest ærede gjestene. Andre gjester brukte gull- og sølvredskaper. Så ble bestikk laget av aluminium utbredt over tid, bruken av aluminiums kjøkkenredskaper gikk betydelig ned, men selv nå kan de fortsatt bare sees i enkelte serveringssteder – til tross for uttalelser fra noen eksperter om aluminiums skadelighet for menneskers helse. I tillegg mister slike enheter over tid sitt attraktive utseende på grunn av riper og deres form på grunn av mykheten til aluminium. Redskap for hæren er laget av aluminium: skjeer, gryter, kolber.

Glassfremstilling

Fluor, fosfat og aluminiumoksid brukes i glassfremstilling.

Mat industri

Aluminium er registrert som mattilsetning E173.

Militær industri

Metallets billighet og vekt førte til utbredt bruk i produksjonen av håndvåpen, spesielt maskingevær og pistoler.

Aluminium og dets forbindelser i rakettteknologi

Aluminium og dets forbindelser brukes som et svært effektivt drivmiddel i rakettdrivgass med to drivgasser og som brennbar komponent i faste rakettdrivmidler. Følgende tilkoblinger aluminium er av størst praktisk interesse som rakettdrivstoff:

Pulverisert aluminium som drivstoff i faste rakettdrivmidler. Det brukes også i form av pulver og suspensjoner i hydrokarboner.
Aluminiumhydrid.
Aluminiumsboranat.
Trimetylaluminium.
Trietylaluminium.
Tripropylaluminium.

Trietylaluminium (vanligvis blandet med trietylbor) brukes også til kjemisk tenning (som startdrivstoff) i rakettmotorer, siden det selvantenner i oksygengass. Rakettdrivstoff basert på aluminiumhydrid, avhengig av oksidasjonsmiddel, har følgende egenskaper:

Aluminium energi

Aluminiumsenergi bruker aluminium som en universell sekundær energibærer. Dens bruk i denne egenskapen:

Oksidasjon av aluminium i vann for å produsere hydrogen og termisk energi.
Oksidasjon av aluminium med atmosfærisk oksygen for å produsere elektrisitet i luft-aluminium elektrokjemiske generatorer.

Aluminium i verdenskulturen

I romanen av N. G. Chernyshevsky "Hva skal jeg gjøre?" (1862-1863) beskriver en av hovedpersonene i et brev drømmen sin – en fremtidsvisjon der folk bor, slapper av og jobber i fleretasjes bygninger laget av glass og aluminium; Gulvene, taket og møblene er laget av aluminium (på tidspunktet for N.G. Chernyshevsky begynte aluminium akkurat å bli oppdaget).
Aluminiumsagurker er bildet og tittelen på en sang fra 1987 av Viktor Tsoi.

Giftighet

Til tross for dens utbredte forekomst i naturen, bruker ikke en eneste levende skapning aluminium i metabolismen - det er et dødt metall. Det har en liten giftig effekt, men mange er løselige i vann uorganiske forbindelser aluminium forblir i oppløst tilstand lang tid og kan ha skadelige effekter på mennesker og varmblodige dyr gjennom drikker vann. De mest giftige er klorider, nitrater, acetater, sulfater osv. For mennesker har følgende doser av aluminiumforbindelser (mg/kg kroppsvekt) en toksisk effekt ved inntak:

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

Påvirker først og fremst nervesystemet(akkumuleres i nervevev, noe som fører til alvorlige forstyrrelser i sentralnervesystemet). Imidlertid har nevrotoksisiteten til aluminium blitt studert siden midten av 1960-tallet, siden akkumulering av metallet i menneskekroppen forhindres av dets elimineringsmekanisme. Under normale forhold kan opptil 15 mg av grunnstoffet per dag skilles ut i urinen. Følgelig er den største negative effekten observert hos personer med nedsatt nyreutskillelsesfunksjon. Standarden for aluminiuminnhold i drikkevann i Russland er 0,2 mg/l. I dette tilfellet kan denne MPC økes til 0,5 mg/l av overlegen for statlig sanitær for det aktuelle territoriet for et spesifikt vannforsyningssystem. Noen biologiske studier har implisert aluminiuminntak hos mennesker som en faktor i utviklingen av Alzheimers sykdom, men disse studiene ble senere kritisert og koblingen mellom de to ble tilbakevist. Aluminiumsforbindelser kan også stimulere brystkreft ved bruk av aluminiumklorid antiperspiranter. Men det er mindre vitenskapelig bevis som støtter dette enn det motsatte.

se også

Anodisering
Oksidasjon
Aluminium. Trettende element
International Aluminium Institute

Notater

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. Atomvekter av grunnstoffene 2011 (IUPAC Technical Report) // Pure and Applied Chemistry. - 2013. - Vol. 85, nei. 5. - P. 1047-1078. - DOI:10.1351/PAC-REP-13-03-02.
Kjemisk leksikon. I 5 bind / Redaksjonsråd: Knunyants I. L. (sjefredaktør). - M.: Soviet Encyclopedia, 1988. - T. 1. - S. 116. - 623 s. - 100 000 eksemplarer.
Harry H. Binder: Lexikon der kjemiske elementer. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.
aluminium Online etymologiordbok. etymonline.com. Hentet 3. mai 2010.
Fialkov, Yu. Niende tegn. - M.: Detgiz, 1963. - S. 133.
Leksjon nr. 49. Aluminium.
Resirkulering og prosessering av aluminium for energisparing og bærekraft. - ASM International, 2007. - S. 198. - ISBN 0-87170-859-0.
Kort kjemisk leksikon. T. 1 (A-E). - M.: Sovjetisk leksikon. 1961.
Koronovsky N.V., Yakushova A.F. Grunnleggende om geologi.
Oleynikov B.V. et al. Aluminium er et nytt mineral i klassen av innfødte elementer //Notes fra WMO. - 1984, del CXIII, utgave. 2, s. 210-215. .
J.P. Riley og Skirrow G. Chemical Oceanography V. 1, 1965.
Grunnleggende om hydrogenenergi / Red. V. A. Moshnikova og E. I. Terukova.. - St. Petersburg: Forlag ved St. Petersburg State Electrotechnical University "Leti", 2010. - 288 s. - ISBN 978-5-7629-1096-5.
Lidin R. A., Molochko V. A., Andreeva L. L. Reaksjoner av uorganiske stoffer: en oppslagsbok / Ed. R. A. Lidina. - 2. utg., revidert. og tillegg - M.: Bustard, 2007. - S. 16. - 637 s. - ISBN 978-5-358-01303-2.
Encyclopedia: smykker, smykker, smykkesteiner. Dyrebare metaller. Edelt aluminium.
"Sølv" fra leire.
SAMMENDRAG AV MINERALVARE 2009.
C34 Nåværende status for global og innenlandsk produksjon og forbruk av aluminium
Aluminiumsreservene vokser rundt om i verden.
Produksjon av primæraluminium i verden og i Russland.
Historisk prisgraf for aluminium. Hentet 8. juni 2015.
Kitco - Base Metaller - Industrimetaller - Kobber, Aluminium, Nikkel, Sink, Bly - Diagrammer, Priser, Grafer, Anførselstegn, Cu, Ni, Zn, Al, Pb.
Påvirkningen av legeringselementer på egenskapene til aluminiumslegeringer.
Baykov D.I. et al. Sveisbare aluminiumslegeringer. - L.: Sudpromgiz, 1959. - 236 s.
Fakta om aluminium.
Assault rifle Heckler-Koch HK416 (Tyskland) | Økonomiske nyheter.
Tara Perfection D.O.O. – Sikkerhet du kan stole på.
Sarner S. Kjemi av rakettdrivstoff = Drivstoffkjemi / Overs. fra engelsk E. P. Golubkova, V. K. Starkova, V. N. Shemanina; redigert av V. A. Ilyinsky. - M.: Mir, 1969. - S. 111. - 488 s.
Zhuk A. Z., Kleymenov B. V., Fortov V. E., Sheindlin A. E. Elbil som kjører på aluminiumsdrivstoff. - M: Nauka, 2012. - 171 s. - ISBN 978-5-02-037984-8.
Aluminiums agurker
Shcherbatykh I., snekker D. O.(mai 2007). Rollen til metaller i etiologien til Alzheimers sykdom // J. Alzheimers Dis. 11 (2): 191-205.
Rondeau V., Commenges D., Jacqmin-Gadda H., Dartigues J.F.(juli 2000). Forholdet mellom aluminiumkonsentrasjoner i drikkevann og Alzheimers sykdom: en 8-års oppfølgingsstudie // Am. J. Epidemiol. 152(1):59-66.
Rondeau V.(2002). En gjennomgang av epidemiologiske studier på aluminium og silika i forhold til Alzheimers sykdom og tilhørende lidelser // Rev. Environ. Helse 17(2):107-121.
Martyn C. N., Coggon D. N., Inskip H., Lacey R. F., Young W. F.(mai 1997). Aluminiumkonsentrasjoner i drikkevann og risiko for Alzheimers sykdom // Epidemiology 8 (3): 281-286.
Graves A. B., Rosner D., Echeverria D., Mortimer J. A., Larson E. B.(september 1998). Yrkeseksponering for løsemidler og aluminium og estimert risiko for Alzheimers sykdom // Occup. Environ. Med. 55 (9): 627-633.
Antiperspiranter/deodoranter og brystkreft.
aluminiumkloridheksahydrat.

Lenker

Aluminium // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron: i 86 bind (82 bind og 4 ekstra). - St. Petersburg, 1890-1907.
Aluminium hos Webelements
Aluminium på Popular Chemical Elements Library
Aluminium i avleiringer
Historie, produksjon og bruk av aluminium
Alekseev A. I., Valov M. Yu., Yuzvyak Z. Kvalitetskriterier for vannsystemer: Lærebok. - St. Petersburg: KHIMIZDAT, 2002. ISBN 5-93808-043-6
GN 2.1.5.1315-03 Maksimal tillatte konsentrasjoner (MAC) av kjemikalier i vann i vannforekomster for husholdnings-, drikke- og kulturvannsbruk.
GOST R 55375-2012. Primæraluminium og legeringer basert på det. Frimerker
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 noen andre elementer. Imidlertid er ikke alle disse elementene i dag utvunnet fra aluminiummalm og brukes til behovene til den nasjonale økonomien.

Den mest brukte er apatitt-nefelin-bergart, hvorfra gjødsel, alumina, brus, potaske og noen andre produkter oppnås; det er nesten ingen dumper.

Ved prosessering av bauxitt ved bruk av Bayer-metoden eller sintring, er det fortsatt mye rød slam igjen i dumpen, hvis rasjonelle bruk fortjener stor oppmerksomhet.

Tidligere ble det sagt at for å produsere 1 tonn aluminium er det nødvendig å bruke mye strøm, som er en femtedel av prisen på aluminium. I tabellen 55 viser kostnadsberegningen for 1 tonn aluminium. Av dataene gitt i tabellen følger det at de viktigste kostnadskomponentene er råvarer og basismaterialer, med alumina som utgjør nesten halvparten av alle kostnadene. Derfor bør reduksjon av aluminiumskostnadene først og fremst gå i retning av å redusere kostnadene ved aluminiumoksydproduksjon.

Teoretisk sett må 1,89 tonn alumina forbrukes for 1 tonn aluminium. Overskridelse av denne verdien ved faktisk forbruk er en konsekvens av tap hovedsakelig fra atomisering. Disse tapene kan reduseres med 0,5-0,6 % ved å automatisere lasting av alumina i badene. Kostnadsreduksjonalumina kan oppnås ved å redusere tap i alle stadier av produksjonen, spesielt i avfallsslam, under transport av aluminatløsninger og, så vel som under kalsinering av aluminiumoksyd; på grunn av besparelser oppnådd ved bedre utnyttelse av spilldamp (fra selvfordampere) og full bruk av spillgassvarme. Dette er spesielt viktig for autoklavmetoden, hvor dampkostnadene er betydelige.

Innføring av kontinuerlig utvasking og vridning på; avanserte aluminaraffinerier gjorde det mulig å automatisere mange operasjoner, noe som bidro til å redusere forbruket av damp og elektrisitet, øke arbeidsproduktiviteten og redusere prisen på aluminium. Imidlertid kan mye mer gjøres i denne retningen. Uten å gi opp ytterligere søk etter høykvalitets bauxitter, som overgangen til vil redusere kostnadene for alumina kraftig, bør vi se etter måter å bruke jernholdig bauxitt og rødslam i jernholdig metallurgi på omfattende måte. Et eksempel er den komplekse bruken av apatitt-nefelinbergarter.

Kostnaden for fluorsalter er 8%. De kan reduseres ved å forsiktig fjerne gasser fra elektrolyttbad og fange fluorforbindelser fra dem. Anodegasser sugd fra badet inneholder opptil 40 mg/m 3 fluor, ca. 100 mg/m 3 harpiks og 90 mg/m 3 støv (AlF 3 , Al203, Na3AlF6). Disse gassene må ikke slippes ut i atmosfæren,siden de inneholder verdifulle, i tillegg er de giftige. De må renses for verdifullt støv og også ufarliggjøres for å unngå å forgifte atmosfæren i verkstedet og områder i nærheten av anlegget. For renseformål vaskes gasser med svake brusløsninger i tårngassrensere (scrubbere).

Med den perfekte organiseringen av rense- og nøytraliseringsprosesser blir det mulig å returnere deler av fluorsaltene (opptil 50%) til produksjon og derved redusere kostnadene for aluminium med 3-5%.

En betydelig reduksjon i prisen på aluminium kan oppnås gjennom bruk av billigere strømkilder og den raske utbredte introduksjonen av mer økonomiske halvlederstrømomformere (spesielt silisium), samt ved å redusere energiforbruket direkte. Sistnevnte kan oppnås ved å designe mer avanserte bad med mindre spenningstap i alle eller enkelte av elementene deres, samt ved å velge mer elektrisk ledende elektrolytter (motstanden til kryolitt er for høy og en enorm mengde elektrisitet blir til overflødig varme, som ennå ikke kan brukes rasjonelt). Og det er ingen tilfeldighet at bad med bakte anoder begynner å finne mer og mer bruk, siden energiforbruket i disse badene er mye lavere.

Vedlikeholdspersonellet ved elektrolyseverksteder spiller en stor rolle for å redusere energiforbruket. Opprettholde en normal pol-til-pol-avstand, holde elektriske kontakter rene på forskjellige steder i badekaret, redusere antall og varighet av anodeeffekter, opprettholde normal temperatur elektrolytt, nøye overvåking av sammensetningen av elektrolytten gjør det mulig å redusere energiforbruket betydelig.

Avanserte team av elektrolysebutikker av aluminiumssmelteverk, etter å ha studert det teoretiske grunnlaget for prosessen og funksjonene til badene de betjener, nøye overvåker prosessens fremdrift, har muligheten til å øke mengden metall produsert per enhet forbrukt elektrisitet med utmerket kvalitet og øker derfor effektiviteten til aluminiumsproduksjonen.

Den viktigste faktoren for å redusere kostnader og øke arbeidsproduktiviteten er mekanisering av arbeidskrevende prosesser i elektrolyseverkstedene til aluminiumssmelteverk. På dette området har det blitt oppnådd betydelige fremskritt ved innenlandske aluminiumssmelteverk de siste tiårene: utvinningen av aluminium fra badene har blitt mekanisert; Effektive og praktiske mekanismer er introdusert for å stanse elektrolyttskorpen og fjerne og drive inn pinnene. Det er imidlertid nødvendig og muligV i større grad mekanisere og automatisere prosesser ved aluminiumssmelteverk. Dette forenkles av en ytterligere økning i kraften til elektrolysatorer og overgangen fra periodiske prosesser til kontinuerlige prosesser.

De siste årene har den integrerte bruken av aluminiummalm blitt bedre ettersom noen aluminiumssmelteverk har begynt å utvinne vanadiumoksider og galliummetall fra avfall.

Den ble oppdaget i 1875 ved spektralmetoden. Fire år tidligere spådde D.I. Mendeleev dens grunnleggende egenskaper med stor nøyaktighet (kalte det eka-aluminium). har en sølvhvit farge og lavt smeltepunkt (+30°C). Et lite stykke gallium kan smeltes inn i håndflaten. Sammen med dette er kokepunktet til gallium ganske høyt (2230°C), så det brukes til høytemperaturtermometre. Slike termometre med kvartsrør kan brukes opp til 1300° C. Gallium er nær bly i hardhet. Tettheten av fast gallium er 5,9 g/cm3, flytende gallium er 6,09 g/cm3.

Gallium er spredt i naturen, de rike er ukjente. Det finnes i hundredeler og tusendeler av en prosent i aluminiummalm, sinkblanding og asken fra noen kull. Gassanleggharpikser inneholder noen ganger opptil 0,75 % gallium.

Gallium er betydelig mer giftig enn, og derfor bør alt arbeid med utvinning utføres med nøye hygiene.

I tørr luft ved vanlige temperaturer oksiderer gallium nesten ikke: når det varmes opp, kombineres det kraftig med oksygen, og danner det hvite oksidet Ga 2 O 3. Sammen med dette galliumoksidet dannes det under visse forhold også andre galliumoksider (GaO og Ga 2 O). Galliumhydroksid Ga(OH) 3 er amfotert og derfor lett løselig i syrer og alkalier, som det danner gallater med, som i egenskaper ligner aluminater. I denne forbindelse, når man produserer aluminiumoksyd fra aluminiummalm, går gallium, sammen med aluminium, inn i løsninger og følger det deretter i alle etterfølgende operasjoner. Noe økt konsentrasjon av gallium observeres i anodelegeringen under elektrolytisk raffinering av aluminium, i sirkulerende aluminatløsninger under produksjon av aluminiumoksyd ved bruk av Bayer-metoden, og i moderluter som er igjen etter ufullstendig karbonisering av aluminatløsninger.

Derfor, uten å forstyrre omfordelingsordningen, er det mulig å organisere utvinning av gallium i aluminiumoksyd- og raffineringsverkstedene til aluminiumssmelteverk. Resirkulerte aluminatløsninger for galliumekstraksjon kan periodisk karboniseres i to trinn. Først, under langsom karbonisering, utfelles omtrent 90 % av aluminiumet og løsningen filtreres, som deretter karboniseres igjen for å felle ut galliumet og forbli i løsning i form av hydroksyder. Bunnfallet oppnådd på denne måten kan inneholde opptil 1,0 % Ga 2 O 3 .

En betydelig del av aluminium kan utfelles fra aluminat-moderluten i form av fluoridsalter. For å gjøre dette blandes flussyre inn i en aluminatløsning som inneholder 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 løsning nøytraliseres med brus til pH = 6, gallium og .

Ytterligere separasjon av aluminium fra gallium kan oppnåsvarme ved å behandle aluminium-galliumhydratsedimenter i en autoklav med kalkmelk som inneholder en liten mengde natriumhydroksid; i dette tilfellet går gallium i løsning,og hoveddelen av aluminiumet forblir i sedimentet. Gallium utfelles deretter fra løsning med karbondioksid. Det resulterende bunnfallet inneholder opptil 25 % Ga 2 O 3. Dette bunnfallet løses i kaustisk soda i et kaustisk forhold på 1,7 og behandles med Na 2 S for å fjerne tungmetaller, spesielt bly. Den rensede og klarede løsningen utsettes for elektrolyse ved 60-75°C, en spenning på 3-5 V og konstant omrøring av elektrolytten. Katoder og anoder skal være laget av rustfritt stål.

Andre metoder for å konsentrere galliumoksyd fra aluminatløsninger er også kjent. Fra den anodiske legeringen som inneholder 0,1-0,3% gallium som er igjen etter elektrolytisk raffinering av aluminium ved bruk av trelagsmetoden, kan sistnevnte isoleres ved å behandle legeringen med en varm alkaliløsning. I dette tilfellet går gallium i løsning og forblir i sedimentet.

For å oppnå rene galliumforbindelser brukes galliumkloridets evne til å løse seg opp i eter.

Hvis det finnes i aluminiummalm, vil det hele tiden hope seg opp i aluminatløsninger og vil med et innhold på over 0,5 g/l V 2 O 5 utfelles med aluminiumhydrat under karbonisering og forurense aluminium. For å fjerne vanadium, fordampes moderluten til en tetthet på 1,33 g/cm 3 og avkjøles til 30 ° C, og et slam som inneholder mer enn 5 % V 2 O 5 faller ut sammen med brus og andre alkaliske forbindelser av fosfor og arsen, hvorfra det først kan isoleres ved kompleks hydrokjemisk prosessering og deretter ved elektrolyse av en vandig løsning.

Smelting av aluminium på grunn av sin høye varmekapasitet og latente smeltevarme (392 J/g) krever høyt energiforbruk. Derfor fortjener erfaringen fra elektrolyseanlegg som begynte å produsere bånd og wire stang direkte fra flytende aluminium (uten å støpe inn i ingots) å bli spredt. I tillegg kan en stor økonomisk effekt oppnås ved produksjon av ulike legeringer for masseforbruk fra flytende aluminium i støperiene til elektrolyseanlegg, og

Gallium historie om oppdagelsen av grunnstoffet Om grunnstoffet med atomnummer 31 husker de fleste lesere bare at det er ett av tre grunnstoffer...