Получение алюминия описание производства и технологического процесса производства алюминия

Алюминий — серебристо-белый металл, обладающий хорошей электропроводностью и теплопроводностью. По электропроводности он уступает только серебру и меди. На воздухе в присутствии влаги алюминий покрывается синевато-серой пленкой, защищающей его от дальнейшего окисления. Плотность алюминия 2700 кг/м3, температура плавления 658°С. Главные природные запасы алюминия заключены в бокситах, алунитах, нефелинах и глинах. Наибольшее промышленное применение получили бокситы, которые содержат 30... 57% А1203 и пустую породу.

Технология производства алюминия включает следующие процессы: получение чистого глинозема из руд, получение первичного алюминия электролизом глинозема, рафинирование первичного алюминия. Чистый глинозем А1203 получают из бокситов щелочным, кислотным,

Рис.   27 .Схема  электролизной  ванны  для   получения   алюминия:

1 —  катодные шины; 2 — угольные плиты; 3 — футеровка; 4 — кожух; 5 — анодные стержни;  6 — угольные блоки;  7 — шихта;  8 — дно ванны

электрометаллургическим и комбинированным методами.

Металлический алюминий получают по методу, разработанному профессором

П. П. Федотьевым в 20-х годах XX в., — электролизом глинозема, растворенного в криолите. Электролизная ванна заключена в стальной кожух 4 (рис. 27), внутри она выложена угольными блоками 2. К подине подведены катодные шины1, и весь корпус ванны является, таким образом, .катодным устройством. Анодами служат угольные блоки 6, которые присоединены к электрододержателям 5. Через загруженную глиноземом и криолитом ванну пропускают постоянный ток силой 70...75 кА и напряжением 4...4,5 В. Шихта нагревается и расплавляется теплотой, выделяющейся при прохождении тока между анодом и катодом. Рабочая температура составляет 930...950°С. Образующийся в процессе электролиза жидкий алюминий собирается на подине ванны, откуда его выкачивают вакуум-насосом в ковш.

Для получения 1 т алюминия расходуется до 18 5000 кВт-ч электроэнергии. Для очистки расплавленного алюминия от растворенных в нем газов и примесей его  продувают в течение   10...15 мин  хлором.

После рафинирования хлором получают алюминий чистотой до 99,85%, а после дальнейшего электролитического рафинирования — чистотой до 99,99%.