Өнеркәсіп географиясы

жүктеу 2,97 Mb.

бет	32/117
Дата	22.12.2023
өлшемі	2,97 Mb.
	#44894
түрі	Оқулық

1 ... 28 29 30 31 32 33 34 35 ... 117

Увалиев. Оқулық, өнеркәсіп географиясы

Алюминий өндірісі
Алюминийдің қасиеттері мен қолданылуы. Алюминий өзінің жеңілдігімен ерекшеленеді, оның меншікті салмағы 2,7. Оның иленгіштік қасиеті жоғары, қысым астында оңай өңделеді және кесіледі. Алюминий және оның қоспалары жақсы құйылады. Оның балқу температурасы 660 ° С, жылу және электр өткізгіштігі жоғары. Ашық ауада оның үстіңгі беті ғана тотығады, осы жұқа қабат оны одан ары тотығудан және бүлінуден сақтайды.
Осындай бағалы қасиеттері арқасында алюминий халық шаруашылығының көптеген салаларында өзінің лайықты орнын тапты.
Таза алюминийдің механикалық беріктігі онша жоғары болмағандықтан іс жүзінде ол қолданылмайды. Керісінше, осы металдың бағалы қасиеттері және механикалық беріктігі үйлескен оның қоспалары шаруашылықтың ең жауапты, яғни беріктік пен жеңілдіктің үйлескен жерлерінде қолданыс табуда. Осындай маңызды қоспалардың бірі авиация ісінде кеңінен қолданылатын - дюралюминий. Құрамында 3-4 % мыс 0,5 % магний және 0,5% марганец бар бұл қоспаның беріктігі жұмсақ болатқа жақындайды. Бұл металдың аз өндірілген кездерінде, одан әртүрлі әшекейлік бұйымдар жасалатын. Бүгінде алюминий түсті металдардың ішінде қолдану деңгейі жөнінен бірінші орында тұрған металл саналады. Оның дүниежүзілік өндірілуі бұрыннан белгілі мыс, қорғасын, мырыштан асып түсті және күннен-күнге өсуде.
Алюминий қоспаларын авиация және автомобиль өнеркәсібінде, электротехникада, машина жасау мен прибор жасау өнеркәсібінде өте кеңінен қолданады. Көптеген жерлерде мыс пен қорғасыннан жасалған электр кабельдері осы металмен алмастырылуда. Аталған металдармен төзімділігі бірдей бола отырып, өзіндік құны екі есе төмен және жеңіл болып келеді.
Соңғы кезде алюминий мен оның қоспалары негізгі конструкциялық материал ретінде құрылыс ісінде кеңінен қолданыс тауып отыр. Қыздырған кезде оттегімен өте қарқынды түрде әрекеттесіп, жылу бөлу қасиеті (алюмотермия) көптеген металдарды, мысалы ванадий, стронций, барий, литий және т.б. тотықтарынан бөліп алуда пайдалынады. Алюминийді пайдаланып алатын зат - термит, болатты дәнекерлеу ісінде жемісті түрде қолданылады, себебі ол жанған кезде өте жоғары жылу бөледі.
Алюминийдің кремниймен қоспалары морт сынғыштығымен белгілі, машина жасау өндірісінде жарамсыз саналатын бұл қоспалар болат алуда өте белсенді тотықсыздандырғыштар ретінде белгілі. Кремний мөлшері 13% төмен болатын силумин қоспалары берік, тұтқыр және коррозияға төзімді болады, оларды машина жасау өндірісінде құйма жасау үшін пайдаланады. Алюминийдің онша тотықпауы және онын қосылыстарының адам өміріне қауіпсіз болуы оның қоспаларын тамақ өнеркәсібінде қажетті құрал-жабдықтар, саймандар жасауда пайдалануға мүмкіндік береді. Тамақ өнімдерін қаптауға қажетті орауыш фольгалардың бір бөлігі осы металдан жасалады. Тұрмыстық бұйымдар, әсіресе, ыдыстар жасауда бұл металдың маңызы ерекше, алюминий қоспаларына анодтау арқылы алтынның, қола, күміс, тіпті қызыл ағаштың және тағы басқа реңдер беруге болатындығы оның қолдану аясын шексіз кеңітеді.
Алюминий рудалары. Жер қыртысындағы мөлшерінің (7,4 %) дәрежесі жөнінен үшінші орынды иеленіп (оттегі мен кремнийден кейінгі), барлық басқа түсті металдардан асып түседі. Табиғи ортада тараған көптеген минералдардың құрамына кіреді. Бірақ алюминий рудасы ретінде онын құ-рамындағы осы металл тотығының (глинозем А1₂О₃ ) мөлшері жеткілікті болғандарын ғана өңдейді. Алюминийдің ең көп тараған және қолданылатын шикізаты - боксит, нефелин және алунит. Сонымен бірге кейде кианит пен каолин өңделеді.
Қазіргі кезде өңделетін алюминийдің басым көпшілігі құрамына алюминийдің сулы тотығы [А1 (ОН)з], темір тотығы, кремнезем және кальций мен магний қосылыстары кіретін - бокситтен алынады.
Бокситтің сапасын онын құрамындағы глинозем мен кремнеземнің арақатынасы арқылы анықтайды. Бокситтегі глиноземнің орташа көрсеткіші 50-60% ал кремнеземдікі 1-ден 15 % дейін болуы керек.
Глиноземнен боксит алу. Алюминий өндірісі екі сатыдан тұрады: біріншісі - рудадан шала фабрикат - глинозем алу; екіншісі - глиноземнен алюминий алу. Осы жеке сатыларда өтетін технологиялық процестер бір-бірінен үлкен айырмашылық жасайды және олардың кәсіпорындарының орналасуында өздеріне тән ерекшеліктері болады. Глинозем алудың көптеген әдістері: сілтілік, қышқылдық және электротермикалық түрі бар, солардың ішінде сілтілік әдістің ғана өнеркәсіптік маңызы бар.
Оның ішінде көп тарағаны ылғалды сілтілік немесе Байер әдісі. Бұл әдістің мәні - ұсақталған бокситті күйдіргіш сілтімен өңдеу. Оны жақсы жабылатын болат цилиндрде, яғни автоклавта жүргізеді. Көлемі 25-35 м³болатын ыдысқа шар диірмеңдерінде ұнтақталған және дымқыл боксит пен күйдіргіш натр салынады. Мұнан кейін 3-3,5 мн/м^: қысым тудыратын қыздырылған бу енгізіп, осында 200-250 ° С жылу болуын қамтамасыз етеді.
Глинозем зауыттарында осы әдістің іске асырылуы үздіксіз жүретін болғандықтан бұл процестін бәрі автоматтандырылған. Боксит құрамындағы глиноземнің күйдіргіш натрмен әрекеттесуі нәтижесінде автоклавта натрий алюминаты түзіледі.
Аl (ОН)₃ + Na ОН = Na А1O₂ + 2Н₂O
Боксит құрамына кіретін басқа қоспалар ерімей, тұнбаға түседі (шлам). Алынған натрий алюминатын мұнан кейін аппаратта, ерітіндімен қарқынды түрде араластыра отырып, ыдыратады. Осы кезде алюминатты ерітіндісін сумен алмасып ыдырауы байқалады да, тұнбаға алюминийдің сулы тотығының кристалдары жиналады. Nа АlO₂ + 2Н₂O = Na ОН + А1 (ОН)₃
Сүзу арқылы алюминий тотығының буы ажыратылады, кептіріледі. Онан кейін жай айналатын құбырлы пештерде ақ ұнтақты глиноземға айналдырады.
Осы әдіс бойынша 1т. глинозем алу үшін 2,0-2,5 т. боксит, 70-120 кг. сілті және 8 т. бу жұмсалады. Бұл әдіс өте қарапайым және арзан, 90 % дейін сапасы жақсы глинозем алуға болады. Бірақ бұл әдіс тек кремнийі аз бокситтерге қолданылады.
Кремнийлі бокситтерден глинозем алу үшін оны әктас және содамен араластырып, құбырлы пештерде 1200-1300 °С балқытады. Бұл әдіс құрғақ сілтілік әдіс деп аталады. Пеште өндеу нәтижесінде суда еріген натрий алюминаты мен жақсы ерімейтін кальций силикаттарының қоспасы аралық өнім ретінде алынады. Осы кесек ұсатылып, сілтілеуге жіберіледі, сонда натрий алюминаты ерітіндіге өтеді. Мұнан кейін ерітіндіге кальций силикаттары бөлініп, ал ерітіндінің құрамында көмір қышқылы бар пеш газдарымен өңделеді. Осының нәтижесінде алюминат ыдырап, алюминийдің сулы тотығы пайда болады. Осы сулы тотық суынан ажыратылып (кальцийлеу) глинозем түзіледі. Бұл әдіс материалды, отын мен энергияны көп тұтынатындығымен ерекшеленеді. 1т. глинозем алу үшін 3,5 т. боксит, 1т. астам әктас (известняк), 0,5 т. сода, 8т. бу, 0,5т. мазут және 665 квт./с. электр энергиясы мен 130м³су жұмсалады.
Нефелиннен глинозем алу. Жақсы бокситтердің құрамындағы глиноземнің мөлшерінен нефелин құрамындағы глинозем мөлшері біржарым есе аз болғанның өзінде де нефелиннен глинозем өндіру ісі, тұтасымен алғанда тиімді саналады. Сондықтан, нефелинді (К, Nа)₂О А1₂O₃ * 2SіO₂ ) шикізат ретінде өңдеу бүгінде жолға қойылып отыр.
Нефелин өңдеудің технологиялық сызбасының негізінде оны әктаспен қосып балқыту жатыр. Бұл процесте, яғни әктас балқытуда оған сода қосылмайды. Осында түзілетін алюминийға глиноземнің қосылуы осы нефелин құрамындағы натрий мен калийдің тотықтарына байланысты
(К Nа)₂О • А1₂O₃ • 2Sі O₂ + 4Са СO₃ = 2 (К Na) А1₂O₃+2(2СаО * SіO₂)+4СO₂
Ұсақталған нефелин мен әктас қоспасы 1250-1300° дейін қыздырылған айналмалы құбырлық пештерде өңделеді. Осындай жолмен алынған нефелин кесектерін онан ары өндеу боксит өңдеуге ұқсас болады. Калий мен натрий алюминаты және калий силикаттарынан тұратын нефелин кесектерінен осылай өндеу арқылы глинозем, сода ерітіндісі және шлам алынады. Осы жана технология негізінде өндірістік қалдық болмайды, себебі осында алынатын өнімдердің бәрі де онан әрі өңделетін шикізаттар болып табылады. Мысалы, сода ертінділерінен поташ (ол шыны өндірісінде пайдаланады), ал шламды әктаспен қосып өңдеп жоғары сапалы цемент алады.
Демек, нефелинмен істейтін глинозем зауыттары құрамдастырудың ең жақсы мысалы болып отыр, яғни мұнда глиноземнен басқа сода өнімдері және цемент сияқты қосымша өнімдер өндіріледі. Ал бокситтен глинозем алуда керісінше, көп мөлшерде сода жұмсалатын.
Нефелиннен глинозем алу соған қарамастан көп мөлшерде шикізат пен отын талап ететін процесс. 1 т. глинозем алу үшін 4 т. астам нефелин концентраты, 9 т. жуық әктас 2 т. астам шартты отын қажет. Сондықтан осындай нефелин - глинозем - сода - цемент комбинаттарын ең алдымен, негізгі шикізат көздеріне және әктаска жақындатып орналастырады. Сонымен бірге осы өңдеулер кезінде алынатын және көлемі негізгі өнімнен 8-10 есе көп болатын цементтің тұтынушысын ескеру де жөн.

жүктеу 2,97 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 28 29 30 31 32 33 34 35 ... 117