Алюминий алу. Глиноземнен алюминий алу тереңдігі 0,5м. іші отка төзімді кірпіштермен қапталған темірден жасалған электролиттік астауларда (электролизер) электролиздеу әдісімен өтеді.
Глиноземді ерітетін электролит ретінде криолит Nа3 А1 Ғ6 алынады. Осы электролит астауға балқыған күйінде құйылады. Электролиттің балқу температурасын төмендету үшін оған фтор тұздары Мg Ғ2, Са Ғ2 қосылады. Катод қызметін астау түбіне қаланған көмір тақталары атқарады, ал анод ретінде осында салынған көмір электродтары алынады. Қазіргі кезде электролизерлерде көмірден немесе мұнай коксынан жасалатын анод массаларынан қанығып тұратын үздіксіз электродтар қолданылады.
Электролит арқылы жіберілген тұрақты ток екі түрлі қызмет атқарады: ең алдымен, ол астаудағы 950°С-лық жылуды ұстап тұрады және глиноземды ыдыратып электрохимиялық процестерге қатысады. Осының нәтижесінде, катодта металдық алюминий жиналады, ал анодта бөлінген оттегі көміртегімен әрекеттесіп, көміртегі тотығы мен көмір қышқылын түзеді. Астауда біртіндеп жиналған алюминийді вакуум ожаулардың көмегімен 2-4 тәуләкте сорып алады. Электролиздеу барысында астауға глинозем үнемі толтырылып отырады (криолиттегі глинозем мөлшері 8-10 % төмен болмауы керек).
Электролизерлер 150 мыңдык күші бар тұрақты токпен жұмыс істейді, ал оның қуаттылы 600 квт. құрайды. Бір тәулікте осындай қуаттылықты астауда 850 кг. жуық металл өндіріледі.
Металдық алюминий алу процесі электроэнергияны көп қажет етеді, 1т. алюминий алу үшін 16-18 мың квт/с. электроэнергиясы және 2 т. ғана глинозем жұмсалады. Сондықтан мұндай кәсіпорындар арзан энергия көзін тандайды, ал глинозем өндірісі, керісінше, шикізат көзіне жақындатып орналастырылады. Жоғары сапалы алюминий алу үшін оны рафинадтаудың бірнеше әдістері: балқыған металлды хлорлау, қайта балқыту немесе электролитгік рафинадтауды қайталау қолданылады.
Кремний алюминийлік қоспалар өндірісі. Алюминий алу әдістерінің өзіндік құнының жоғары болуы, яғни глиноземдік шикізатты өңдеу мен оларды электролиздеу ісінің күрделілігі осы металл түрі мен оның қоспаларын алудың жетілдірілген түрлерін іздестіруге мәжбүр етуде.
Осындай тиімді әдістердің бірі - шикізат ретінде глинозем мен кремнезем ғана емес, сонымен бірге арзанға түсетін кремний араласқан боксит, каолин, кианит, силлиманит және басқа да минералдарды пайдаланып кремний алюминийлік қоспалар алуға болатын электротермикалық әдіс.
Бұндай қоспаларды 55-70 В. ток күші бар доғалық пештерде алады. Осында салынатын шихта құрамында негізгі шикізатпен бірге тотықсыздандырғыш ретінде ағаш көмірі, мұнай коксы немесе антрацит салынады. Бұл әдіс осындағы көміртекпен алюминий мен кремнийдің тотықсыздануын және 2600 °С температурада бірігіп балқуын қамтамасыз етеді. Осылай балқыту нәтижесінде , құрамында 28 ден 70 % дейін кремнийі бар қоспа алынады.
1т. қоспа алу үшін 12-16 мың квт./с. электроэнергиясы және 1,3 т. ағаш көмірі жұмсалады.
Бұл қоспалардың құрамында кремний мөлшері көп болған жағдайда олар морт сынғыш болып келеді. Машина жасау өндірісінде жарамсыз саналатын бұл қоспалар қара металлургияда болатты тотықсыздандыру үшін пайдаланады. Ал кремний мөлшері 13 %-дан төмен қоспалардың қасиеті мүлдем баскаша: олар берік болады, тұтқыр және коррозияға төзімді келеді. Мұндай қоспаларды силуминдер деп атайды, олар құйма өндірісінде кеңінен пайдаланады.
Бастапқы алюминий өндіру. Бастапқы алюминийді дүниежүзілік өндіруді орналастыруда да өте елеулі өзгерістер жүріп жатыр (карта). 1950 жылы алюминийдің дүниежүзінде өндірілуінің 75%-ы дерлік тек екі елде – Америка Құрама Штаттары мен Канадада шоғырланған еді. Соңғы онжылдықтарда бастапқы алюминийдің дүниежүзілік өндірілуінің бүкіл өсімі дамыған елдерде кәсіпорындардың қуаттылығының өсуімен және Қытайда, Аустралияда, Латын Америкасы елдерінде, әсіресе, Бразилияда және Венесуэлада, сонымен қатар Таяу және Орта Шығыстың бірқатар елдерінде өндіріс көлемдерінің артуымен қамтамасыз етіліп отырды. Саланың көшбасшылары дамыған да, дамушы елдер болып табылады.
Алюминий қорыту – қуатты көп қажет ететін өндіріс. Глиноземнен алюминийді электролиздеу үшін басқа металдарды электролиздеу кезіндегідей сулы ерітінді емес, фторлы алюминий қоса отырып криолит (криолит – табиғи фториттер тобының минералы (Na3AlF6) қорытындысы пайдаланылады. Қазіргі уақытта әлемде 1 т бастапқы алюминий өндіру үшін орташа алғанда 2 тоннаға жуық глинозем, 15 мың кВт . сағ жуық электр қуаты, 0,5 тонна көмір өнімі (анодты масса немесе қыздырылған анодтар), 20 кг криолит және 20 кг алюминий фториді қажет. Табиғи криолиттің қазірде бар барлық дерлік қорлары Батыс Гренландияда шоғырланған. Алайда, адамзат ХХ ғасырдың 20-ы жылдарынан бастап арнайы зауыттардан шығарылатын немесе кешенді химия кәсіпорындарынан алынатын жасанды криолитті тұтынуға көшкенменде, алюминий зауыттарында криолит пен фторлы тұздар өндіру цехтары сақталған.
Ғылыми-техникалық прогрестің (оның ішінде жылу станцияларында электр қуатын шығаруға және тікелей алюминий өндірген кезде шығындарды төмендету бойынша) жетістіктерінің арқасында, соңғы жылдары алюминий қорыту зауыттарын көбінесе арзан отын көздеріне жақын жерде орналастыру бағыты басым болуда.
Таяу Шығыс аймағында арзан отынның бар болуы (мұнай шығару) оған аталған саланы дамыту үшін ерекше артықшылық, басымдылық беруде. Бахрейн мен Дубай (БАЭ-нің эмираттарының бірі) қазірдің өзінде алюминийдің тек аймақтық қана емес, әлемдік те өндірушілеріне (экспортқа) айналды. Дүниежүзіндегі аса ірі алюминий зауыттарының қатарына ресейлік зауыттар – Енисейдегі (Саяно-Шушенск, Красноярск) және Ангарадағы (Братск) ең қуатты Саяногорск, Красноярск, Братск алюминий зауыттары да кіреді.
Өңделген алюминийдің жетекші экспорттаушыларына Ресей, Канада және Аустралия жатады. Негізгі импорттаушылар – Америка Құрама Штаттары, Германия, Қытай. Бастапқы алюминийдің жетекші тұтынушылары болып, осылардың үлесіне, алдындағы жылдардағыдай, әлемдік тұтынудың жартысынан астамы келетін Америка Құрама Штаттары, Қытай, Жапония және Германия табылады, ал алты елмен: Корей Республикасымен, Италиямен, Үндістанмен, Ресеймен, Франциямен және Канадамен бірге – олардың әлемдік тұтынудағы үлесі 70%-дан асып түседі.
Достарыңызбен бөлісу: |
