Aluminija

Alumina - bezvodni aluminijski oksid Al2O3 - je prah s prosječnim veličinama sfernih granula 50-200 mikrona. Aluminiju se široko koristi kao glavna komponenta elektrofarfor i ultrafarfor (na temelju Corunnda) i kao neovisni materijal za proizvodnju visokonaponskih, visokofrekventnih izolatora, kondenzatora, dijelova vakuuma gustih čvorova (osigurači, natrijeve svjetiljke, poluvodičke kućice, antene se podudaraju, ploče za integrirane krugove i druge.).

Proizvodnja aluminije

Većina minerala i ruda su sirovina za dobivanje aluminijevog: alnika, kaolin, nehelinika i boxta. Dobivanje aluminije iz ruda provodi se u tri osnovne metode: elektrolitička, kiselina i alkalna.

Najčešći način proizvodnje naluminije je Bayer metoda, austrijski inženjer koji je živio i radio u Tsarističkoj Rusiji. U Rusiji, uz dobivanje aluminijevog od bauksita u Bayerovoj metodi, primjenjuje se i tehnologija sinteriranja. Suština proizvodnje naluminije s alkalnom metodom prema Metodu Bayer je brza razgradnja aluminijskih otopina kada se u njih uvodi hidroksidni aluminij.

Nakon toga, preostalo rješenje podvrgne isparavanju s intenzivnim miješanjem i može se ponovno otopiti aluminijski oksid sadržan u bauksitima.

Proizvodnja aluminijeve za ovu metodu sastoji se od sljedećih operacija:

1. Priprema boksitne rude u posebnim mlinica: drobljenje, mljevenje, dodavanje alkalija i vapna
2. Obrada boksaka alkalija
3. Odvajanje od crvenog nagiba aluminatne otopine pranjem
4. Raspadanje vodene otopine aluminanata
5. Oslobađanje aluminijskog hidroksida
6. Kalciniranje (dehidracija) silicij hidroksid

Korištenje ove metode proizvodnje nalumine omogućuje vam da dobijete kruti kemijski spoj aluminijevog oksida, koji se rastopi samo kada se postigne temperatura od 2050 stupnjeva. Proizvodna tehnologija aluminije od sinteriranja je kako slijedi: rude se bacaju u pećima dok se ne dobije čvrsti aluminanat, koji se zatim ispire otopinom sode ili vode.

Rezultirajuća otopina natrijevog aluminata razgrađena je s ugljičnim dioksidom, kao rezultat kojih se dobije aluminijski hidroksid.

Suho alkalna tehnologija za dobivanje aluminijeve (sinteriranje) omogućuje vam istaknute aluminu od niskog stupnja boksita, nefower i aluminitne rude. Sinteri sirovina u pećima da se dobije čvrsti oblik aluminata, koji se ispire, zadebljava, ispire i podvrgne mulj. Rezultirajuća otopina se razgrađuje s ugljičnim dioksidom i aluminijskim oksidom i dobivaju se dodatni proizvodi.

Fizikalna kemijska svojstva aluminijevog

Tijekom proteklih desetljeća, zbog uvođenja novih vrsta elektrolizatora (s pečenim anode i gornjim strujama) kapacitetom do 500 kabi, povećanje razine automatizacije procesa elektrolize, stupanj otpadnih plinova ima oštro Povećani zahtjevi za fizičke i mineraloške karakteristike aluminijeve. Kvaliteta dobivene aluminijeve, određena je minimalnim sadržajem nečistoća, veličine (disperzija) i faznom pripravku (α, γ). U ovom trenutku imamo u zemlji i inozemstvu, postoji podjela aluminije.

Gustoća karakterizira stupanj kalcinacije aluminijevog, i kut prirodnog nagiba i mase.

Brzina otapanja je najznačajniji pokazatelj kvalitete aluminijevog. Industrijsko iskustvo pokazuje da je uski raspon čestica aluminijevih čestica + 45-100 uM s grijačem bliže 100 uM i sadržaj α-AL2O3 ne više od 10% (preostali γ-al2O3) osigurava dobru vlažnost i zadovoljavajuću brzinu otapanja aluminijem u elektrolit. Previše mala aluminijska prašina tijekom transporta i opterećenja u kupelj elektrolize, prevelika aluminija se polako otopi u elektrolitu, nastaje na dnu kupelji i oblikuje taloške kolače.

Na alumini ima gost (vidi. Stol. deset.1), prema kojima roba aluminija mora imati minimalan sadržaj štetnih nečistoća: Fe2O3, Si02, Na2O, K2O, CaO, P2O5, ZNO, itd.

Nečistoće alkalnih metala razgrađuju kriolith-alumina talinu:

3K20 + 2AlF3 = 6KF + AL2O3, Alf3 je najskuplja komponenta kriolitisa. Razgradnja Alf3 također se mijenja u kriolite stav u kupki, što dovodi do promjene toplinskog kapaciteta elektrolita i temperature, potrebno je, postoji potreba za stalnom podešavanjem sastava elektrolita i povećava brzinu protoka fluora za proizvodnju od 1 tone.

Štetna nečistoća je prisutnost vlage (n.P.P.) U alumini, voda u talinu se disocira, a H2 se oslobađa na katodi umjesto al. Osim toga, H2O interagira s elektrolitom: 2 (NNAF * Alf3) + 3H20 = Al2O3 + 6HF + 2NNAF, dobiva se fluorid vodika (HF) - vrlo leteći i štetni (otrov) za zdravlje i okolišni plin.

Vrijednost P.P.P. 0,8-1,0% odgovara 25-30% sadržaja αal203 (za tvP), što odgovara brzini protoka fluoridnih soli od 100 kg na 1 toni A1. Vrijednost P. P.P. Oko 0,4% odgovara 60-80% sadržaja α-AL2O3, što odgovara brzini protoka fluoridnih soli 30-40 kg na 1 toni A1. Prve brojke odgovaraju praksi domaćih aluminijskih biljaka.

Metalni oksidi s manje ekspanzijskog napona nego Al2O3, FEO, Fe2O3 Si02, TiO2, V2O5, itd., koji ulaze u elektrolit s aluminom, tijekom elektrolize raspadaju se elektrokemijski oslobađanjem aluminija zagađivanja metala na metalnoj katodi. Također je moguće protjecati reakcije između ovih oksida i metalnih ili otopljenog aluminija u obliku Al2O3 - tekući izlaz je smanjen. Titanium nečistoće, vanadij, krom i mangan značajno smanjuju električnu vodljivost aluminija, te su stoga posebno nepoželjni za metal koji se koristi u električnoj industriji.

Primjena P2O5 prisutna je u malim količinama u alumini, jedna je od štetnih. Fosfor snižava otpornost na koroziju aluminija i povećava njegove radio uređaje čak i pri niskim koncentracijama. Osim toga, prisutnost u elektrolit P2O5 poboljšava vlaženje talinom čestica ugljena, što dovodi do lošeg odvajanja pjene, povećanje električne otpornosti elektrolita i kršenja tehnologije.

Sadržaj nečistoća u alumini gotovo je u cijelosti određen čistoćom originalnog hidroksida, ali kada se koristi peći bubnja, zabilježena je kvaliteta AL2O3 (povećanje sadržaja SiO2 i FE2O3) zbog abrazije i / ili uništenja obloge U polju visokih temperatura.

U elektrolitičkoj produkciji A1, granulometrijski sastav je važan - disperzija dobivenog aluminijevog oksida.

Jedna vrlo sumnjiva legenda kaže da jednom rimskom caru Tiberiusu (42 g. do N. E. - 37 g. N. E.) čovjek je došao s metalom, neraskidivom zdjelu. Materijal zdjele navodno je dobiven od aluminijevog (Al2O3) i stoga je trebao biti aluminij. Bojeći se da takav metal od gline može devalvirati zlato i srebro, Tiberius, samo u slučaju, naredio je da odrezao čovjeka. Naravno, ova priča je teško vjerovati: nativni aluminij se ne nalazi u prirodi, a tijekom rimskog carstva ne može biti tehnička sredstva koja bi omogućila aluminij od njegovih spojeva.

Disperzija kao i kemijski sastav prvenstveno se određuje disperzijom originalnog hidroksida. U manjoj mjeri ovisi o uvjetima kalcinacije. U cijelom temperaturnom rasponu, dehidracija hidroksida i kristalizacije prvog γ-al2O3, a zatim djelomično α-al2O3 idite na očuvanje veličina i oblik izvornog hidroksida. Uz povećanje temperature iznad 1050 ° C za KS peći (kipući sloj) i 1200 ° C - za bubnjeve, kao i s povećanjem brzine grijanja, pseudomorfoza i izgled većeg broja malih čestica dolazi do. Tu je i neke brušenje aluminijskih hidroksida tijekom dehidracije, uglavnom u temperaturnom rasponu od 200-400 ° C. Ovo brušenje je jača od veće brzine grijanja hidroksida.

Fazni sastav aluminijevog (omjer γ-AL2O3 i a-AL2O3) ovisi prvenstveno na temperaturi i trajanju pečenja. Povećajte vrijeme pečenja u zoni visoke temperature, kao i povećanje maksimalne temperature kalcifikacije dovodi do povećanja sadržaja αl203.

Nema zahtjeva za sadržaj α-al2O3 (vidi. Stol. deset.1), u isto vrijeme, vrijednost.P.P. Kao što su studije pokazale, vrijednost. P.P. ≤ 1% odgovara sadržaju α-AL2O3 ≥ 25% za bubnjeve peći i 5-10% za peći za kipuće slojeve (policajac).

Fazni sastav aluminije određuje brzinu otapanja u elektrolitu. Modifikacija γ-IL2O3 bolje je otopljena u talini kriolite-alumina od α-al2O3. S kriolitičkim odnosima (do.O.) = 3.0 brzina otapanja γ al203 je viša nego kod a-a-aal203, 1.2 puta, i sa.O. = 2.4 Ova brzina je veća od 2 puta.
U Rusiji, na većini domaćih biljaka, aluminija za kemijski sastav zadovoljava moderne zahtjeve. U fizičkim karakteristikama, može se pripisati alumini blagog tipa. Američke biljke dobivaju i primjenjuju pješčane aluminijeve. Europske i japanske biljke koriste se meely, djelomično pješčana i nedostojna aluminija.

Vrućina formiranja aluminijevog

Bezvodni oksid aluminija&Shy - vrlo jaka veza. Toplina obrazovanja je&Shy je viša od vrućine formiranja osnovnih nečistoća, ulazi&stidljivi na aluminijske rude. Ova okolnost omogućuje vam istaknute aluminij oksid iz ruda kao takav (u obliku Corone&Sy-yes) ili u obliku šljača, obnavljanje ugljičnih primjena&Shy-si do osnovnog (metalik) države. Sam aluminij oksid pod tim uvjetima obnovljen je na metal&Shy-la samo u neznatnom stupnju.

Glavne modifikacije aluminijskog oksida

U prirodi, moguće je zadovoljiti samo trigonalnu a-modifikaciju aluminijevog oksida kao minerala korunda i njegovih rijetkih dragocjenih sorti (rubin, safir i t. D.). To je jedini termodinamički stabilan oblik Al2O3. S toplinskom obradom aluminijskih hidroksida oko 400 ° C, dobiva se kubični y-oblik. Na 1100-1200 ° C s γ-modifikacijom, pojavljuje se ireverzibilna konverzija u α-al2O3, ali brzina ovog procesa je mala i da bi se dovršila fazni prijelaz, potrebno je ili prisutnost mineralizatora ili povećanje obrade temperatura do 1400-1450 ° C.

Sljedeće modifikacije kristalnih aluminija oksida također su poznati: kubična η-faza, monoklinska θ-faza, heksagonalna χ faza, ortorombijska κ-faza. Postojanje δ-faze ostaje kontroverzna, koja može biti tetragonalna ili ortorombija.

Tvar, koja se ponekad opisuje kao β-AL203, zapravo nije čisti aluminijev oksid, već broj alkalijskih i tkanina aluminata i zatvoreni metal sa sljedećim dijeljenim formulama: meo • 6Al203 i me2O • 11al203, gdje meo je kalcijevi oksidi, barij , stroncij i t. D., Me2o - natrijev oksidi, kalij, litij i drugi alkalni metal. Na 1600-1700 ° C β-modifikacije raspada se na a-al203 i oksidu odgovarajućeg metala, koji se oslobađa kao par.

Primjena

GlazyyMemetalurški gost 30559-98 To je kristalni aluminijski oksidni prah različitih modifikacija koje se koriste za proizvodnju:

• Električni izolacijski, električni i radiofer proizvodi, posebne vrste keramike, elektrofarfor,
• vatrostalni, brušenje i abrazivni materijali;
• Visokografiji cementi kao katalizatori i drugi.

Aluminij oksid (AL2O3), kao mineral koji se zove courom. Veliki transparentni krunski kristali koriste se kao dragocjeni kamenci. Zbog nečistoća, Corundum je obojen u različitim bojama: Red Corundum (koji sadrži nečistoće kroma) naziva se rubin, plavi, tradicionalno - safir. Prema pravilima usvojenim u nakitu, safir se naziva kristalni a-oksid od aluminij bilo koje boje, osim crvene boje. Trenutno, kristali nakit cordum rastu umjetno, ali prirodno kamenje se još uvijek cijeni, iako se ne razlikuje. Također se koristi kao vatrostalni materijal. Preostali kristalni oblici se koriste, u pravilu, kao katalizatori, adsorbenti, inertni punila u fizikalnim istraživanjima i kemijskoj industriji.

Keramika na bazi aluminijevog oksida ima visoku čvrstoću, vatrostalne i antifrička svojstva, a također je dobar izolator. Koristi se u plamenicima plinskih svjetiljki, supstrati integriranih krugova, u zatvorenim elementima keramičkih cjevovoda, u protezama i t. D.