18. Способы получения алюминия

Способ получения алюминия, включающий термическую обработку оксида алюминия углеродом, получение парообразного субгалогенида алюминия, его последующий вывод из зоны реакции, охлаждение и выделение металлического алюминия, отличающийся тем, что термическую обработку углеродом ведут в расплаве оксида алюминия с солями галогеноводородных кислот и в присутствии тригалогенида алюминия при получении парообразного субгалогенида алюминия за одну операцию.

Электролитическое получение алюминия состоит из 3х основных стадий.

1.получение глинозема (Al2O3)из руд

2.получение алюминия из глинозема электролизом

3. рафинирование алюминия

19.Производство глинозема.

Глинозем получают различными способами: химико-термическим , кислотным и щелочным. К химико- термическому относятся способы получения глинозема с применением спекания. Спек после дробления выщелачивают оборотным содовым раствором. Наибольшее распространение получили щелочные способы извлечения глинозема. Этим способом получают 85-87% всего получаемого глинозема

20. Электролиз алюминия

Металлический алюминий получают электролизом раствора глинозема Al₂O₃ в расплавленном криолите Na₂AlF₆ при 960–970°С.

Процесс электролиза проводят в аппаратах, катодом в которых является подина ванны, а анодом – предварительно обожженные угольные блоки или самообжигающиеся электроды, погруженные в расплавленный электролит.

21. Алюминиевые сплавы

Алюминиевые сплавы — сплавы, основной массовой частью которых является алюминий. Самыми распространенными элементами в составе алюминиевых сплавов являются: медь, магний, марганец, кремний и цинк. Все алюминиевые сплавы можно разделить на две основные группы: термически обработанные и термически не обработанные. Большая часть производимых сплавов относится к деформируемым, которые предназначены для последующей ковки и штамповки.

22. Рафинирование алюминия

Для рафинирования от механически захваченных примесей, растворенных газов, а также от Na, Ca и Mg алюминий подвергают хлорированию. Для этого в вакуум-ковш вводят трубку, через которую в течение 10—15 мин подают газообразный хлор, причем для увеличения поверхности соприкосновения газа с металлом на конце трубки крепят пористые керамические пробки, обеспечивающие дробление струи газа на мелкие пузырьки. Хлор энергично реагирует с алюминием, образуя хлористый алюминий AlСl3. Пары хлористого алюминия поднимаются через слой металла и вместе с ними всплывают взвешенные неметаллические примеси, часть газов и образующиеся хлориды Na, Ca, Mg и Н2.

алее алюминий заливают в электрические печи-миксеры или в отражательные печи, где в течение 30—45 мин происходит его остаивание. Цель этой операции — дополнительное очищение (рафинирование алюминия) от неметаллических и газовых включений и усреднение состава путем смешения алюминия из разных ванн. Затем алюминий разливают либо в чушки на конвейерных разливочных машинах, либо на установках непрерывного литья в слитки для прокатки или волочения. Таким образом получают алюминий чистотой не менее 99,8% алюминий. Алюминий брлее высокой степени чистоты в промышленном масштабе получают путем последующего электролитического рафинирования алюминия по так называемому трехслойному методу. Электролизная ванна имеет стенки из магнезита, угольную подину (анод) и подвешенные сверху графитированные катоды. На подину через боковое отверстие порциями заливают исходный алюминий, поддерживая здесь анодный слой,определенной толщины; выше него располагается слой электролита из фтористых и хлористых солей, а над электролитом — слой рафинированного алюминия, который легче электролита; в этот слой погружены концы катодов. Для того, чтобы рафинируемый алюминий находился внизу, его утяжеляют, формируя в анодном слое сплав алюминия с медью (в слое растворяют 30—40% меди). В процессе электролиза ионы алюминия перемещаются из анодного слоя через слой электролита в катодный слой и здесь разряжаются. Накапливающийся на поверхности ванны чистый катодный металл вычерпывают и разливают в слитки. Этим способом получают алюминий чистотой 99,95-99,99%. Расход электроэнергии равен ~ 18000 кВт - ч на 1т алюминия. Более чистый алюминий получают методом зонной плавки или дистилляцией через субгалогениды.