Получение глинозёма способом Байера
 Скачать 92.05 Kb.
|
|
Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный индустриальный университет Кафедра металлургии цветных металлов и химической технологии РЕФЕРАТ по дисциплине Производство цветных металлов Тема: «Получение глинозёма способом Байера» Выполнил: Студент группы: МОМД-19 Быков Н.Е. Проверил: д.т.н., доцент Ноздрин И.В. Новокузнецк 2022 Содержание Введение…………………………………………………………………………………...3 Сырьё и материалы для производства алюминия…………………….………….4 Глинозём……………………………………………………………………………...6 Фтористые соли….……………………………………………………….... ……….9 Углеродистые изделия……………………………………………..………………12 Требования к сырью и материалам. Характеристика промежуточных продуктов………………………………………………………………………...............19 Заключение………………………………………………………………….…................22 Список использованной литературы…………………………………………………...23 ВведениеАлюминий является одним из самых востребованных на сегодняшний день металлов в промышленности. Он обладает рядом ценных свойств - высокой механической прочностью и хорошей пластичностью, прекрасной электро и теплопроводностью, небольшой плотностью. Алюминий способен образовывать сплавы со многими другими металлами, при этом в сплаве алюминий полностью сохраняет все свои свойства. В жидком состоянии металл хорошо заполняет формы, а в твердом состояния легко режется и поддается сварке и пайке. Под воздействием кислорода алюминий покрывается тонкой пленкой из окиси алюминия, которая защищает металл от дальнейшего окисления. Из алюминиевых сплавов наибольшее распространение получили дюралюминий и силумины. В современном мире алюминий и его сплавы применяют во многих областях промышленности и техники. Прежде всего алюминий и его сплавы используют авиационная и автомобильная отрасли промышленности. Широко применяется алюминий и в других отраслях промышленности: в машиностроении, электротехнической промышленности и приборостроении, промышленном и гражданском строительстве, химической промышленности, производстве предметов народного потребления. Целью моей работы являбется изучение основных требований к сырьевым материалам для произодства аллюминия. Для достижения заданной цели мною были поставлены следующие задачи: 1. Описать сырье и материалы для производства аллюминия; 2. Проанализировать и описать требования к сырью и материалам для производства аллюминя; 3. Охараетризовать проемежуточные продукты. Сырьё и материалы для производства алюминия Самый распространённый металл на земле - алюминий находится в природе в виде окисла Al2O3, в земной коре содержится в различных соединениях, которые делятся на две группы: - первичные минералы, образованные при кристаллизации магмы, это в основном алюмосиликаты: ортоклаз, альбит, лейцит и нефелин. Меньше распространены дистен, силлиманит, андалузит, шпинели MeO*Al2O3 и свободный оксид алюминия – корунд; - вторичные минералы, образовавшиеся в результате выветривания части элементов из первичных, имеют более высокое содержание оксида алюминия (таблица 1). Широко распространённые гидросиликаты алюминия – каолинит и его разновидности; гидроксиды и оксигидроксиды алюминия – гиббсит (гидраргиллит), бемит и диаспор являются главной составной частью бокситов. Природные бокситы в основном смешанного типа гиббсит-бемитовые или бемит - диаспоровые. К этой же группе относится и алунит.
Таблица 1 – «Содержание основных компонентов в некоторых минералах алюминия Размеры в % (масс.)» Алюминиевая промышленность является крупнейшим потребителем глинозёма и фтористых солей. При электролитическом получении алюминия расплавленный криолит является электролитом и растворителем для глинозема, а фтористые соли добавляют для улучшения свойств электролита. Для электролиза глинозёма необходима электроэнергия с большой силой тока, подводимой углеродными электродами. Глинозём Промышленное производство алюминия основано на применении глинозёма – обогащённой алюминиевой руды. Свойства глинозема влияют на его расход, на расход анода и фторидов, на затраты электроэнергии, запыленность атмосферы в рабочей зоне, качество улавливания фтора и др. Около 95 % всего глинозема для производства алюминия в мире получают из бокситовых руд. Боксит (фр. bauxite) получил название по местности Baux на юге Франции. Химический состав бокситов и их физические свойства весьма разнообразны: - содержание Al2O3 от 35 до 60% и выше; SiO2 – от десятых долей до 25%; Fe2O3 – от 2 до 40%; - содержание TiO2 – от следов до 11%; ванадия 0,025-0,15%, галлия 0,001-0,007%; - по содержанию оксидов железа различают бокситы маложелезистые до 10%, железистые 10-18% и высокожелезистые более 18%; - в зависимости от содержания СО2, бокситы делятся на малокарбонатные до 0,6%, карбонатные 0,6–2% и высококарбонатные более 2%; - по содержанию серы, до 0,35% S относят к малосернистым, от 0,3 до 0,8% – к сернистым, и более 0,8% – к высокосернистым бокситам. На сегодняшний день главными поставщиками бокситов в мире являются: Австралия, Гвинея, Центральная Америка (Гайана, Ямайка, Суринам, Бразилия. В Европе все месторождения истощены, в Греции есть бокситы низкого качества. В России немногочисленные месторождения бокситов на северном Урале, Ямале и в Забайкалье. Требования к глинозёму как сырью для электролиза. Глинозем представляет собой белый абразивный, мелкокристаллический порошок, нерастворимый в воде. Типичные производственные требования к глинозёму при электролизе: - хорошая растворимость в электролите, без образования осадка; - минимальное содержание вредных примесей, снижающих сорт алюминия; - хорошая текучесть при возможно меньшем пылении, обеспечивающая транспорт в склады и в бункера АПГ, - угол естественного откоса 29-32 градуса (важно при загрузке на корку электролита); - адсорбционная активность для поглощения поверхностью летучих фтористых соединений; - диапазон содержания фракций – 45 мкм 5–30 % (до 50%); + 150 мкм 1–6 % (до 30%), - удовлетворительные теплофизические свойства. В алюминиевом электролизере глинозем выполняет множество функций: - является основным расходуемым компонентом, который растворяется в электролите и подвергается электролитическому разложению с получением алюминия и анодных газов; - участвует в образовании корки над электролитом и боковой настыли; - является тепловой изоляцией и герметизацией ванны, находясь на корке электролита; - защищает анод от окисления; - улавливает пары фторидов; - укрывает обожжённые аноды, предотвращая их окисление - является адсорбентом газообразных и твёрдых фторидов в сухой газоочистке. Глинозем выпускают следующих типов в зависимости от гранулометрического состава и содержания α-Al2O3: - мучнистый (пылевидный); - песчаный (крупнозернистый), - фторированный (поступает с сухой газоочистки). К глинозему, используемому для производства алюминия, предъявляются требования по химическому составу в соответствии с ГОСТ 30558–2017 (таблица 2). На КрАЗе применяют глинозём всех марок, его практический расход на 1 тонну алюминия ≈ 1925 кг (теоретический 1889 кг). Глиноземы отличаются большим разнообразием свойств, и если их не учитывать, то это может нанести технологии, экономике и экологии серьезный ущерб. По химическому составу глинозем подразделяют на марки, требования к которым установлены в таблице 2.
Таблица 2. «Химический состав глинозема». | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||