Алюминий получение: Производство алюминия | Металлургический портал MetalSpace.ru

Есть даже на Марсе, но трудно добыть на Земле. Как производят алюминий

Алюминий — самый распространенный металл на Земле. Он составляет 8% от веса земной коры, присутствует в организме человека, в яблоках и воде. Его обнаружили и за пределами нашей планеты — на Луне и Марсе. Однако, несмотря на такую вездесущесть, в чистом виде в природе его не встретишь. А процесс получения гораздо сложнее, чем у многих других металлов. О том, как алюминий производят и где применяют — в нашем материале.

Дороже золота

В 1825 г. датский физик Ханс Эстерд выделил алюминий в своей лаборатории. А в 1854 г. металл впервые был получен промышленным способом. Для этого французский ученый Анри Этьен Сент-Клер Девиль взял хлорид алюминия выделил чистый металл с помощью натрия.

Сначала производство было невероятно дорогостоящим. Просто представьте. Сейчас тонна алюминия на рынке стоит приблизительно $3 тыс., а одна тройская унция золота (31 г) золота — $1920. Согласитесь, разница огромная. В мире сотни алюминиевых заводов, у каждого дома есть алюминиевая ложка или кастрюля. Однако во второй половине XIX века цена этих металлов была приблизительно равной. Так, однажды Дмитрий Менделеев получил от британских коллег аналитические весы из золота и алюминия — это был по-настоящему дорогой подарок.

Тем не менее, в процессе совершенствования химических методов цена алюминия быстро падала. А когда француз Поль Эр и американец Чарльз Холлу независимо друг от друга разработали метод получения алюминия с помощью электролиза, производить металл стало возможно в огромных масштабах. При этом его стоимость упала в десятки раз.

Долгое и сложное производство

Бокситы

Алюминий производят из бокситов — это руда, в которой содержится металл. Ее запасы в мире ограничены и распределены неравномерно. Самые большие месторождения приходятся на Западную и Центральную Африку (32%), Австралию и Индию (23%), Южную Америку и страны Карибского бассейна (21%).

Чаще всего бокситы добывают открытым способом: специальная техника срезает руду слой за слоем, затем ее транспортируют на переработку. Однако бывает так, что алюминиевая руда залегает глубоко, тогда для добычи строят шахты. Одна из самых глубоких шахт в мире «Черемуховская-Глубокая» находится в России, в Свердловской области, ее глубина — 1550 м.

Глинозем

Итак, руду приводят на специальные заводы, где начинается второй производственный этап — отделение глинозема, то есть оксида алюминия. Для этого используют метод Байера, изобретенный больше ста лет назад.

Суть в следующем. Гидроокись алюминия, выходящая в состав бокситов, растворяют в концентрированной щелочи (едком натре) под воздействием высокой температуры. Затем температуру понижают, и раствор, содержащий соединения алюминия, кристаллизуется, а примеси — нет. Таким образом отделяют балласт.

После крупные частицы оксида алюминия вымывают из раствора водой, а затем кальцинируют (то есть обсушивают). Так получается глинозем.

Важно. У глинозема нет срока годности, но хранят его очень аккуратно, поскольку при малейшей возможности он тут же впитывает влагу. Поэтому производители предпочитают сразу отправлять его на алюминиевое производство.

Чистый алюминий

Процесс производства чистого алюминия требует огромного количества электроэнергии, поэтому заводы почти всегда строят около гидроэлектростанций. Также для создания среды, в которой будет происходить сам процесс отделения, нужен криолит — минерал, который крайне редко встречается в природе, поэтому в промышленности чаще всего используют его искусственный заменитель. Это вещество создает нужную токопроводящую среду на последнем этапе производства алюминия.

Итак, вот как выглядит сам процесс. Берем огромную электролизную ванну, заполняем ее расплавленным криолитом. Катодом в данном случае выступит дно сооружения, к нему будет «прилипать» отделившийся алюминий, анодом — угольные блоки, которые необходимо погрузить в криолит. Теперь загружаем глинозем и врубаем ток.

Под воздействием электричества структура глинозема рушится: чистый алюминий оседает на дне, а кислород соединяется с углеродом, образуя углекислый газ, который собирается в специальный газосборник и пропускается через систему очистки. Жидкий расплавленный металл достают ковшом и отправляют на литейное производство.

Свойства и области применения

Алюминий — легкий пластичный металл, который обладает высокой электропроводностью, теплопроводностью, стойкостью к коррозии и низким температурам. Он хорошо сваривается, легко поддается штамповке, ковке и прокатке. Весь этот список неоспоримых преимуществ дает широкое поле для применения данного металла.

• Авиа-, судо- и автомобилестроение. Применяется для производства корпусов, а также двигателей, насосов и прочих элементов.
• Ракетостроение. Используется как горючий компонент в составе ракетного топлива. • Электротехника: провода, кабели, микросхемы и т. д.
• Строительство. В производстве кровельных материалов, оконных рам, в краске и цементе.
• Область ж/д. Применяется в производстве цистерн, для нефтепродуктов, деталей, рам для вагонов и т. д.
• В быту. Фольга, зеркала, посуда и др.

Очень часто алюминий используют в сплавах с другими металлами: цинком, медью, кремнием, магнием, железом, титаном, никелем. Они нужны для производства деталей самолетов, ракет, автомобилей и судов, поскольку из них получаются легкие, но при этом очень прочные элементы конструкций.

Производство в России. Русал

Наша страна является одним из крупнейших поставщиков, занимая 6% на мировом рынке алюминия. По факту, речь идет о компании Русал, которая представляет собой почти всю алюминиевую отрасль РФ.

Русал образовался в 2000 г., объединив активы СИБАЛа Олега Дерипаски и Millhouse Capital Романа Абрамовича. В 2007 г. произошло слияние алюминиевых и глиноземных активов российских Русского алюминия, Сибирско-Уральской алюминиевой компании (СУАЛ) и швейцарской Glencore. В результате появилась Объединенная компания Русал — крупнейший производитель алюминия в мире.

Сейчас в состав компании входят больше 40 заводов по всему миру, в том числе, на Ямайке, в Казахстане, Италии, Гвинее, Австралии, Армении, Нигерии, Гайане, Швеции, Украине и Ирландии. Среди них предприятия по производству алюминия, глинозема, боксита, кремния, фольги и т. д.

За 2021 г. компания отчиталась о 3764 тыс. тонн произведенного алюминия.

Интересные факты

• Алюминий не теряет своих свойств в процессе использования, поэтому легко подвергается вторичной переработке. Международный алюминиевый институт подсчитал, что с 1880 г. в мире произведен почти 1 млрд тонн металла, а три четверти от этого объема до сих пор используется.
• Считается, что алюминий попал на нашу планету в момент формирования земной коры вместе с астероидами, которые ее бомбардировали. В процессе тяжелые металлы опускались ниже, а легкий — поднимались наверх. Именно поэтому чаще всего алюминий добывают открытым способом.
• Алюминий составляет приблизительно 4% от веса Марса, также залежи этого металла найдены на Луне.
• В теле взрослого человека присутствует приблизительно 140 мг алюминия.
• Нагретый до 2,2 тыс. градусов оксид алюминия превращается в искусственный сапфир. • Кузова современных автомобилей часто изготавливают из алюминиевых сплавов. Это уменьшает массу машины, что непосредственно влияет на расход бензина.
• Алюминий часто применяют при производстве фейерверков, он дает яркое белое пламя с обилием красивых искр.
• Взаимодействуя с кислородом, чистый алюминий тут же покрывается оксидной пленкой. В этом причина его стойкости к коррозии.

Читайте также: Пещеры, шахты или бочки? Где хранят природный газ и что такое ПХГ

БКС Мир инвестиций

3.

2 Сырье для получения алюминия

Алюминий по распространенности в природе уступает только кислороду и кремнию. Кларк алюминия равен 8,05, что в пересчете на А1₂0₃составляет около 15%. Из-за высокой химической активности он встречается в природе только в виде химических, соединений.

Известно около 250 минералов, содержащих алюминий. Наиболее распространены в природе соединения алюминия с кислородом.

Ниже приведен состав алюминиевых минералов, имеющих промышленное значение или перспективных в будущем (табл. 3).

Важнейшими алюминиевыми рудами в настоящее время являются бокситы, а также нефелины и алуниты. В перспективе возможно использование бесщелочных алюмосиликатов (кианитов, каолинов) и некоторых промышленных отходов: высокоглиноземистых зол, шлаков, хвостов обогащения углей.

Таблица 3 – Алюминиевые минералы, имеющие промышленное значение

минерал	химическая формула	содержание алюминия (в пересчете на А1203), %
корунд	А1203	100,0
диаспор	А1203·Н2О	85,0
гидраргиллит	А1203 ·3Н2О	71,0
кианит	А1203 ·SiO2	63,0
каолинит	А1203 ·2SiO2 ·2Н2О	39,5
алунит	K2SO4·Al2(SO4)3·4Al(OH)3	37,0
нефелин	(Na,K)2O·А1203·2SiO2	32,3-35,9

Из алюминиевых руд, как правило, сначала выделяют глинозем — технический оксид алюминия, из которого затем получают металлический алюминий. Для производства глинозема годятся далеко не все горные породы. Возможность использования алюминий содержащих горных пород в качестве рудного сырья для получения алюминия определяется технико-экономическими соображениями с учетом применимости известных способов переработки.

Бокситы являются рудой, наиболее широко используемой алюминиевой промышленностью. За рубежом практически весь алюминий получают из бокситовых руд. В нашей стране для производства алюминия используют также нефелины и алуниты.

Химический состав бокситов изменяется в очень широких пределах, как в разных месторождениях, так и в пределах одного месторождения. Содержание А1₂0₃в бокситах колеблется от 35 до 60 %. По внешнему виду бокситы похожи на глину. Они могут иметь различные цвета и оттенки — от белого до темно-красного.

Важнейшими характеристиками, определяющими качество бокситов, являются содержание оксида алюминия и кремневый модуль, который выражается отношением содержания А1₂0₃к содержаниюSiO₂.

Чем выше кремневый модуль, т. е. чем больше содержание А1₂0₃и меньшеSiO₂, тем выше качество боксита.

В свободном состоянии алюминий был выделен химическим путем в 1825. В конце 80-х годов 19 века химические методы получения алюминия были вытеснены электролитическим способом.

В 1888 г. началось промышленное производство алюминия методом электролиза глинозема, растворенного в криолитовом расплаве. Этот метод применяется повсеместно до настоящего времени.

В настоящее время алюминий занимает второе место по производству после железа.

В Советском Союзе промышленное производство алюминия началось только в 30-х годах 20 века после создания первых в стране электростанций.

Рисунок 18 – Принципиальная технологическая схема получения алюминия

Современная алюминиевая промышленность строится на основе четкого разделения глиноземных заводов и заводов по производству металлического алюминия. Это связано с тем, что электролитическое получение алюминия относится к одному из наиболее энергоемких производств, и размещение таких заводов привязывается к источникам дешевой электроэнергии гидроэлектростанций. Поэтому большинство алюминиевых заводов располагается в Сибири.

Производство же глинозема базируется в местах добычи алюминиевой руды.

Технология получения алюминия включает четыре самостоятельных производства (рис. 18):

1. производство глинозема;

2. производство криолита и фтористых солей;

3. производство угольных изделий;

4. производство электролитического алюминия.

Часть электролитического алюминия при необходимости подвергается дополнительному рафинированию.

Это типовая технологическая схема, применяемая во всем мире. Несмотря на различия внутри производств, сущность самой схемы остается неизменной.

Каждое из производств, входящих в схему, требует самостоятельного рассмотрения. В данном пособии не будет рассмотрено производство угольных изделий.

Эпидемическая интоксикация алюминием у пациентов, находящихся на гемодиализе, связана с использованием алюминиевой помпы

. 1995 г., август; 48 (2): 469–74.

doi: 10.1038/ki.1995.315.

Д Р Бервен ¹ , С. М. Олсен, Л. А. Бланд, М. Дж. Ардуино, М. Х. Рейд, В. Р. Джарвис

принадлежность

• ¹ Программа госпитальных инфекций, Центры по контролю и профилактике заболеваний, Атланта, Джорджия, США.

• PMID: 7564114
• DOI: 10. 1038/ки.1995.315

Бесплатная статья

Д. Р. Бервен и соавт. почки инт. 1995 авг.

Бесплатная статья

. 1995 г., август; 48 (2): 469–74.

doi: 10.1038/ki.1995.315.

Авторы

Д Р Бервен ¹ , С. М. Олсен, Л. А. Бланд, М. Дж. Ардуино, М. Х. Рейд, В. Р. Джарвис

принадлежность

• ¹ Программа госпитальных инфекций, Центры по контролю и профилактике заболеваний, Атланта, Джорджия, США.

• PMID: 7564114
• DOI: 10. 1038/ки.1995.315

Абстрактный

Это исследование было разработано для выявления источника, факторов риска и клинических последствий вспышки интоксикации алюминием у пациентов, находящихся на гемодиализе, с использованием исследований случай-контроль и когортных исследований. В 1991, диализный центр в Пенсильвании [Диализный центр A (DCA)] выявил ряд пациентов с повышенным уровнем алюминия в сыворотке. В исследование были включены все пациенты, находившиеся на диализе в DCA в период с 1 января 1987 г. по 26 марта 1992 г. Случай-пациент определялся как любой пациент с уровнем алюминия в сыворотке >

или = 100 мкг/л после > или = 5 сеансов диализа в DCA. Выявлено 59 больных. Факторами риска повышенного уровня алюминия в сыворотке были прием диализата на основе бикарбоната (а не ацетата), большее количество сеансов с использованием бикарбонатного диализа, получение кислотного концентрата (используемого при бикарбонатном диализе), пропускаемого через один из двух электрических насосов, и большее количество сеансов. количество сеансов с использованием этого концентрата. Электронасосы имели алюминиевый корпус, крышку корпуса и рабочее колесо. Повышенные уровни алюминия были обнаружены в кислотном концентрате после прохождения через насос. Судороги и изменения психического состояния, требующие госпитализации, были связаны с воздействием алюминия. Установлено, что эпидемическая интоксикация алюминием была вызвана использованием электрического насоса с алюминиевым корпусом для подачи кислотного концентрата, используемого при бикарбонатном диализе. Эта вспышка показывает, почему важно убедиться, что все пути жидкости, резервуары для хранения, центральные системы доставки и насосы совместимы с жидкостями с низким pH, прежде чем переходить с ацетатного диализа на бикарбонатный.

Похожие статьи

• Повышенный уровень алюминия в сыворотке крови у пациентов, находящихся на гемодиализе, связанный с использованием электрических насосов — Вайоминг, 2007 г.

  Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC). Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC). MMWR Morb Mortal Wkly Rep. 2008 Jun 27; 57 (25): 689-91. MMWR Morb Mortal Wkly Rep. 2008. PMID: 18583956

• Замена уксусной кислоты на соляную кислоту в диализате с бикарбонатным буфером.

  Фурнье Г., Потье Ж., Тебо Х.Е., Мадждалани Г., Тон-Тат Х., Мэн Н.К. Фурнье Г. и соавт. Артиф Органы. 1998 г., июль; 22(7):608-13. doi: 10.1046/j.1525-1594.1998.06205.x. Артиф Органы. 1998. PMID: 9684700

• Кинетика алюминия при использовании бикарбонатного диализата с сорбентной системой.

  Ллах Ф., Гарднер П.В., Джордж Ч.Р., Кайроли О. Ллах Ф. и др. почки инт. 1993 г., апрель; 43(4):899-902. doi: 10.1038/ki.1993.126. почки инт. 1993. PMID: 8479127

• Ошибки в подборе концентратов диализата вызывают тяжелый метаболический ацидоз при бикарбонатном гемодиализе.

  Наварро Х.Ф., Мора-Фернандес К., Гарсия Х. Наварро Дж. Ф. и соавт. Артиф Органы. 1997 сен; 21 (9)):966-8. doi: 10.1111/j.1525-1594.1997.tb00509.x. Артиф Органы. 1997. PMID: 9288865

• Алюминиевая интоксикация при хроническом гемодиализе. Диагноз, редко вызываемый в настоящее время. Клинический случай и обзор литературы.

  Сеидовски А., Дюпюи Э., Дрюке Т., Дард С., Масси З.А., Кано Б. Сеидовский А. и соавт. Нефрол Тер. 2018 Февраль;14(1):35-41. doi: 10.1016/j.nefro.2017.04.002. Epub 2017 23 ноября. Нефрол Тер. 2018. PMID: 29174672 Обзор. Французский.

Посмотреть все похожие статьи

Цитируется

• Ассоциация эффективности аппаратов гемодиализа при удалении микробных и химических загрязнителей.

  Шахрияри Х.А., Джалил А.Т., Саризаде Г., Шодмонова З.Р., Такдастан А., Киани Ф., Мохаммади М.Дж. Шахрияри Х.А. и др. Фронт общественного здравоохранения. 2022 8 сент.; 10:947782. doi: 10.3389/fpubh.2022.947782. Электронная коллекция 2022. Фронт общественного здравоохранения. 2022. PMID: 36159308 Бесплатная статья ЧВК.

• Обнаружение ионов тяжелых металлов с использованием углеродных точек, полученных из зеленых прекурсоров.

  Торрес Ланда С.Д., Редди Богиредди Н.К., Каур И., Батра В., Агарвал В. Торрес Ланда С. Д. и др. iНаука. 2022 25 января; 25 (2): 103816. doi: 10.1016/j.isci.2022.103816. Электронная коллекция 2022 18 февраля. iНаука. 2022. PMID: 35198881 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

• Гемодиализ и качество воды.

  Coulliette AD, Arduino MJ. Кульетт А.Д. и соавт. Семин Циферблат. 2013 июль-август;26(4):427-38. дои: 10.1111/sdi.12113. Семин Циферблат. 2013. PMID: 23859187 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

• Факторы риска и последствия гипералюминиемии в когорте перитонеального диализа.

  Лавернь В., Ганнум М., Кристи М., Во В., Тэм П.В., Тинг Р., Сиканета Т. Лавернь В. и соавт. Перит Наберите внутр. 2012 ноябрь-декабрь; 32(6):645-51. doi: 10.3747/pdi.2011.00203. Epub 2012 1 августа. Перит Наберите внутр. 2012. PMID: 22855887 Бесплатная статья ЧВК.

• Оценка риска для здоровья человека от алюминия, оксида алюминия и гидроксида алюминия.

  Кревски Д., Йокель Р.А., Нибур Э., Борхельт Д., Коэн Дж., Гарри Дж., Кацев С., Линдси Дж., Махфуз А.М., Рондо В. Кревски Д. и соавт. J Toxicol Environ Health B Crit Rev. 2007; 10 Suppl 1 (Suppl 1): 1-269. дои: 10.1080/10937400701597766. J Toxicol Environ Health B Crit Rev. 2007. PMID: 18085482 Бесплатная статья ЧВК. Обзор. Аннотация недоступна.

Просмотреть все статьи «Цитируется по»

термины MeSH

вещества

КВИТАНЦИЯ О КОМПАНИИ 8.5X5.5 РАМА (сверхмощная — алюминий) | ЗНАКИ HPD

1. Магазин
2. КВИТАНЦИЯ О КОМПАНИИ 8,5X5,5 РАМА (сверхмощный — алюминий)

17,99 $

Размеры для уведомления 8,5×5,5 

Прочная алюминиевая рама — Прочная рама

• Рамка для номерного знака 8,5×5,5 Heavy Duty
• Рамка лицензии
• профессиональная рама 8,5 X 5,5
• Рама для тяжелых условий эксплуатации 8,5 X 5,5

Нет необходимости снимать рамку со стены при замене Примечание

Уведомления хранятся в чистоте за устойчивым к ультрафиолетовому излучению и антибликовым покрытием из ПВХ

Транспортировка и обработка Стоимость:

Наша доставка фиксирована, покупаете ли вы 1 товар или 20 товаров (мы доставка только в пределах США ) — не упустите эту возможность купить все необходимые знаки в кратчайшие сроки дополнительная стоимость доставки.

 

Налог с продаж:

Мы обязаны взимать налог с продаж с любых продукт продается на этом сайте и доставляется по адресу в Нью-Йорке. Налог с продаж составляет 8,875 процента.

 

Требования к содержанию знака определяются назначением использования и в соответствии с действующим законодательством. ПОКУПАТЕЛЬ несет ответственность за определение соответствующий контент для знака или пакета знаков. HPDSigns.com не дает никаких гарантий или заявлений о пригодности знака для какой-либо конкретной заявление. ЗАКАЗЧИК НЕСЕТ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ЗА ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОДПИСАНИЯ ЗАКАЗЫ ЗАКАЗЧИКОВ СООТВЕТСТВУЮТ ВСЕМ ГОСУДАРСТВЕННЫМ, ФЕДЕРАЛЬНЫМ, МЕСТНЫМ И МУНИЦИПАЛЬНЫМ ЗАКОНЫ. Пожалуйста, ознакомьтесь с условиями перед покупкой.

Для получения дополнительной информации о том, что требуется, см. упомянутые законы и правила, применимые к вашему городу и штату. Эта страница предназначена только для информационных целей и не предназначена в качестве юридической консультации, профессиональной консультации или изложения закона. Возможно, вы захотите проконсультироваться с юристом.

 

  Найдите нас по телефонам:

Карта Google, YELP, Bing Map, MapQuest, Yellow Pages, Google Plus, Amazon.com, (@Buildingsigns.com, HPDSIGNsbook, HPDSIGNsbook, HPDSIGNS, NYC) Фото и видео в Instagram

 

В HPDsigns мы специализируемся на вывесках Департамента строительства Нью-Йорка (DOB), вывесок Департамента жилищного строительства и развития Нью-Йорка (HPD) и вывесок Департамента транспорта Нью-Йорка (DOT). Наша цель состоит в том, чтобы предоставить управляющим недвижимостью, операторам строительных площадок и владельцам зданий знаки, требуемые агентствами Нью-Йорка и Департаментом пожарной охраны Нью-Йорка, алюминиевые знаки, предупреждения и уведомления для быстрой и тяжелой установки, необходимые строительные знаки, алюминиевые знаки для установки в зданиях с надлежащим Обозначение HPD, а также КВИТАНЦИЯ О КОМПАНИИ

Знак HPD – это безопасный сайт McAfee!

Мы с гордостью сообщаем, что HPD подписывает сертификат McAfee Secure Site. Каждый день он проходит ежедневные обширные тесты безопасности. HPD подписывает ценности защиты потребителей. HPD указывает, что это не взломанный сайт**. Знаки HPD не используют преднамеренные вирусы, шпионское ПО и другие онлайн-угрозы. HPD указывает, что это не фишинговый сайт и не сайт для атак* с вредоносным ПО или вредоносными ссылками. Действительные тесты SSL-сертификата. Знаки HPD – это сертифицированный веб-сайт McAfee Secure. Каждый день знаки HPD проходят интенсивное ежедневное сканирование системы безопасности, которое позволяет использовать знак доверия McAfee SECURE™ только на знаках HPD. Каждый день знаки HPD проходят интенсивные тесты безопасности на предмет возможного доступа к личной информации, ссылок на опасные сайты, фишинга и других онлайн-угроз. Каждый день появление Знака доверия McAfee SECURE™ на знаках HPD подтверждает, что знаки HPD проходят интенсивные ежедневные проверки безопасности.

 

*Хакеры создают сайты атак для преднамеренного размещения и распространения вредоносного программного обеспечения.