Alumina

Alumina - bezvodni aluminijski oksid AL2O3 - je prah sa prosječnim veličinama sfernih granula 50-200 mikrona. Alumina se široko koristi kao glavna komponenta elektrofarfora i ultrafarfor (na bazi korundana) i kao neovisni materijal za proizvodnju visokonaponskih, visokofrekventnih izolatora, kondenzatora, dijelova vakuum gustih čvorova, natrijum-svjetiljke, Poluprovodničke kućišta, antene se podudaraju, ploče za integrirane sklopove i druge.).

Proizvodnja alumina

Najviše minerala i ruda su sirovine za dobivanje alumina: alinites, kaolini, netheliniki i boxites. Dobivanje alumina iz rude vrši se u tri osnovne metode: elektrolitička, kiselina i alkalna.

Najčešća metoda proizvodnje alumina je Bayer metoda, austrijski inženjer koji je živio i radio u carskoj Rusiji. U Rusiji, pored dobijanja alumina iz boksita u Metodu Bayer, odnosi se i tehnologija sinterije. Suština proizvodnje alumina s alkalnom metodom prema Bayer metodi je brzo raspadanje aluminijumske otopine kada se u njih uvede aluminijum hidroksida u njih.

Nakon toga, preostalo rješenje podvrgava se isparavanju s intenzivnim miješanjem i ponovo se može otopiti aluminijum oksid koji se nalazi u boksima.

Proizvodnja alumina za ovu metodu sastoji se od sljedećih operacija:

1. Priprema bauksitne rude u posebnim mlinovima: drobljenje, mljevenje, dodavanje alkali i vapna
2. KUTITITE OBRADA ALKALI
3. Odvajanje iz crvene padine aluminatne otopine pranjem
4. Raspadanje vodene otopine aluminanata
5. Izdanje aluminijskog hidroksida
6. Kalcinacija (dehidracija) silikonska hidroksida

Upotreba ove metode proizvodnje alumina omogućava vam da dobijete čvrstu hemijsku jedinjenje aluminijumskog oksida, koji se rastopio samo kada se dosegne temperatura od 2050 stepeni. Proizvodna tehnologija alumina sintering je sljedeća: ruda Sach u peći dok se ne dobije čvrsta aluminatina, koja se zatim ispituje otopinom sode ili vode.

Rezultirajuće otopine natrijum-aluminata razgrađuje se ugljičnim dioksidom, kao rezultat koji se dobije aluminijski hidroksid.

Suva alkalna tehnologija za dobivanje alumina (sintering) omogućava vam označavanje alumina iz niskog stupnja boksita, nepha i aluminitnih ruda. Sirovine zanimaju u peći za dobivanje čvrste oblike aluminanata, koji je iskrivljen, zadebljani, opranjen je i podvrgnut mulju. Rezultirajući otopin se razgrađuje s ugljičnim dioksidom i aluminijumskim oksidom i dobiveni su dodatni proizvodi.

Fizičko-hemijska svojstva alumina

Tokom prethodnih desetljeća, zbog uvođenja novih vrsta elektrolizatora (sa pečenim anodama i gornjim strujama) kapaciteta do 500 katsa, povećanje nivoa automatizacije procesa elektrolize, stepen otpadnih gasova naglo ima Povećani zahtjevi za fizičke i mineraloške karakteristike alumina. Kvaliteta rezultata alumina određuje se minimalnim sadržajem nečistoća, veličini (disperzij) i faznom kompozicijom (α, γ). Trenutno imamo u zemlji i inostranstvu, postoji podjela alumina na njenim fizičkim svojstvima za mesiju, pješčanu (pješčanu) i nedostojan alumina.

Gustina karakterizira stupanj kalcine alumina, te ugao prirodne padine i mase rasutih mase - sposobnost alumina na formiranje dobre termoizolacijske slojeve na koru elektrolit.

Stopa rastvaranja najznačajniji je pokazatelj kvalitete alumina. Industrijsko iskustvo pokazuje da je uski asortiman čestica alumina + 45-100 μm sa grijačem bliže 100 μm i sadržaj α-al2o3 ne više od 10% (preostalo γ-al2O3) pružaju dobru krizutu i zadovoljavajuću brzinu odličnosti alumina u elektrolitu. Previše sila alumina prašina za vrijeme transporta i utovara u elektrolizu kupku, prevelika alumina se polako otopi u elektrolitu, ona se smiri na dnu kade i obračunava oborine-kolači.

Postoji gost na alumini (vidi. Tablica. deset.1), prema kojem robama mora imati minimalan sadržaj štetnih nečistoća: Fe2O3, SIO2, NA2O, K2O, CAO, P2O5, ZNo, itd.

Alkali metalne nečistoće se raspadaju krilita-alumina topi:

3K2O + 2ALF3 = 6KF + AL2O3, ALF3 je najskuplja komponenta kriolitisa. Razvođavanje ALF3 također se mijenja u kriolitskom stavu u kadi, što dovodi do promjene topline elektrolita i temperaturu od njega, potrebno je, postoji potreba za konstantnim podešavanjem kompozicije elektrolita i povećava protok fluora za proizvodnju 1 tone.

Štetna nečistoća je prisustvo vlage (n.Str.Str.) U alumina, voda u rastopi disocira, i H2 pušta se na katodu, umjesto al. Pored toga, H2O interaikse sa elektrolitom: 2 (NNAF * ALF3) + 3H2O = AL2O3 + 6HF + 2nnaf, dobija se vodik fluorid (HF) - vrlo leteći i štetni (otrov) za zdravlje i zaštitu okoliša.

Vrijednost P.Str.Str. 0,8-1,0% odgovara 25-30% sadržaja αAL2O3 (za TVP), što odgovara protoku fluoridnih soli od 100 kg po 1 tonu A1. Vrijednost P. Str.Str. Oko 0,4% odgovara 60-80% sadržaja α-al2O3, što odgovara protoku fluoridnih soli 30-40 kg po 1 tonu A1. Prve figure odgovaraju praksi domaćih aluminijskih biljaka.

Metalni oksidi sa manje potrošnjom naponom od al2O3, feo, fe2O3 SiO2, TIO2, V2O5, itd., koji ulaze u elektrolit sa alumina, tokom elektrolize se raspada elektrohemijski sa oslobađanjem metala zagađujući aluminij na metalnoj katodi. Također je moguće protočiti reakcije između tih oksida i metalnih ili otopljenih aluminija za obrazac AL2O3 - trenutni izlaz je smanjen. Titanium, vanadijum, hrom i mangan značajno smanjuju električnu provodljivost aluminija, pa su posebno nepoželjni za metal koji se koriste u električnoj industriji.

Primjena P2O5 prisutna je u malim količinama u alumina, jedna je od štetnih. Fosfor smanjuje otpornost na koroziju aluminija i povećava svoje radije čak i kod niskih koncentracija. Pored toga, prisustvo u elektrolitu P2O5 poboljšava vlaženje rastopim čestica ugljena, što dovodi do lošeg odvajanja pjene, povećanje električnog otpora elektrolita i kršenja tehnologije.

Sadržaj nečistoća u Alumini gotovo je u potpunosti određen čistoćom originalnog hidroksida, ali kada se koristi bubanj peći, primijeće se kvaliteta AL2O3 (povećanje sadržaja SIO2 i FE2O3) zbog abrazije i / ili uništavanja obloge U polju visokih temperatura.

U elektrolitičkoj proizvodnji A1 je važan granulometrijski sastav - disperzija nastalog aluminijskog oksida.

Jedna vrlo sumnjiva legenda kaže da je jednom u rimskom caru Tiberius (42 g. tona. E. - 37 g. N. E.) Čovjek je došao s metalom, neraskidivom zdjelom. Materijal posude navodno je dobiven od alumina (AL2O3) i, prema tome, trebalo je biti aluminijum. Strahujući da takav metal iz gline može devalvirati zlato i srebro, Tiberius, za svaki slučaj, naređeno da odseče muškarca. Naravno, ova priča je teško vjerovati: Nativni aluminij se ne nalazi u prirodi, a za vrijeme rimskog carstva nije moglo biti tehničko sredstvo koje bi omogućilo aluminij iz svojih spojeva.

Disperzija kao i hemijski sastav prvenstveno se određuje disperzijom izvornog hidroksida. U manjoj mjeri ovisi o uvjetima kalcinacije. U cjelokupnom temperaturnom rasponu, dehidracija hidroksida i kristalizacije prve γ-al2O3, a zatim djelomično α-al2o3 idite da biste sačuvali veličine i oblik izvornog hidroksida. Sa porastom temperature iznad 1050 ° C za KS peći (ključali sloj) i 1200 ° C - za bubnjeve, kao i sa povećanjem brzine grijanja, javlja se pseudomorfoza i pojava većeg broja malih čestica. Tu je i malo brušenja aluminijumske hidrokside tokom njene dehidracije, uglavnom u temperaturnom rasponu od 200-400 ° C. Ovo mljevenje je jače od veće brzine grijanja hidroksida.

Fazni sastav alumina (omjer γ-al2O3 i α-al2o3), prije svega ovisi o temperaturi i trajanju pucanja. Povećajte vrijeme paljenja u visokoj temperaturi, kao i povećanje maksimalne temperature kalcifikacije dovodi do povećanja sadržaja αl2o3.

Ne postoje zahtevi za sadržaj α-al2O3 (vidi. Tablica. deset.1), istovremeno, vrijednost.Str.Str. Kako su studije prikazane, vrijednost. Str.Str. ≤ 1% odgovara sadržaju α-al2o3 ≥ 25% za bubanj peći i 5-10% za peći za ključanje (COP).

Fazni sastav alumina određuje stopu njegovog raspada u elektrolitu. Modifikacija γ-IL2O3 je bolje rastvorena u kriolitnom alumini toplu od α-al2o3. Sa kriolitskim odnosima (na.O.) = 3.0 Brzina otapanja γal2o3 veća je u odnosu na α-α-al2o3, 1,2 puta i sa.O. = 2.4 Ova brzina je veća od 2 puta.
U Rusiji, na većini domaćih postrojenja za alumina, Alumina za hemijsku kompoziciju zadovoljava moderne zahtjeve. U fizičkim karakteristikama, može se pripisati alumini blage vrste. Američke biljke dobivaju i nanose pješčana alumina. Europske i japanske biljke koriste se mesi, djelomično pješčana i nedostojna alumina.

Toplina formiranja alumina

Bezvodni oksid aluminija&stidljiv - vrlo jaka veza. Toplina obrazovanja je&Stidljiv je veći od topline formiranja osnovnih nečistoća, ulazak&stidljiv do aluminijumske rude. Ova okolnost omogućava vam da istaknete aluminijski oksid iz rude kao takav (u obliku korona)&Sy-yes) ili u obliku šljake, obnavljanje aplikacija ugljika&Shy-si do osnovnog (metalik) države. Aluminijski oksid u te uvjetima obnovljen je metala&stidljivo-la samo u beznačajnom stepenu.

Glavne izmjene aluminijumskog oksida

U prirodi je moguće ispuniti samo trigonalnu α-modifikaciju aluminijumskog oksida kao minerala korunda i njegovih rijetkih dragocjenih sorti (Ruby, Sapphire i T. D.). To je jedini termodinamički stabilan oblik AL2O3. Uz toplotnu obradu aluminijskih hidroksida oko 400 ° C, dobija se kubični γ-obrazac. Na 1100-1200 ° C sa γ-modifikacijom pojavljuje se nepovratna pretvorba u α-al2O3, ali brzina ovog procesa je mala i dovršavanja fazne tranzicije, potrebna je i prisutnost mineralizatora ili povećanja obrade temperatura na 1400-1450 ° C.

Sljedeće modifikacije kristalnog aluminijskog oksida su također poznate: Kubična η-faza, monoklinička θ-fazna, šesterokutna χ faza, ortorhobična κ-faza. Postojanje Δ-faze je ostavljeno kontroverzno, što može biti tetragonalni ili ortoromhbični.

Supstanca, ponekad opisana kao β-al2o3, zapravo nije čisti aluminijum oksid, već i broj alkalne i krpe animinirani i zatvoreni metal sa sljedećim zajedničkim formulama: ME2O • 11Al2O3, gdje je meo sufit of, barijum , strontijum i t. D., ME2O - natrijum oksidi, kalijum, litijum i drugi alkalni metal. Na 1600-1700 ° C β-modifikacija raspada na α-al2o3 i oksidu odgovarajućeg metala koji se oslobađa kao par.

Primjena

Glazmemetalurgičan Gost 30559-98 To je kristalni aluminijski oksidni prah različitih modifikacija koji se koriste za proizvodnju:

• Električni izolacijski, električni i radiooferirani proizvodi, posebne vrste keramike, elektrofarfor,
• Vatrostalni, brusni i abrazivni materijali;
• visokokvalitetni cementi kao katalizatori i drugi.

Aluminijski oksid (AL2O3), kao mineral zvan Corundum. Veliki prozirni krunski kristali koriste se kao drago kamenje. Zbog nečistoća, Corundum je obojen u različitim bojama: Crveni korund (koji sadrže nečistoće hromi) naziva se Ruby, Blue, Tradicionalno - Safir. Prema pravilima usvojenim u nakitu, safir se naziva kristalnim α-oksidom aluminijuma bilo koje boje, osim crvene boje. Trenutno se kristali nakita korunduma rastu umjetno, ali prirodno kamenje se još uvijek cijeni iznad, iako se ne razlikuje. Takođe se korund koristi kao vatrostalni materijal. Preostali kristalni oblici se u pravilu koriste kao katalizatori, adsorbenti, inertni punila u fizičkim studijama i hemijskim industrijama.

Keramika na bazi aluminijskog oksida ima visoku čvrstinu, vatrostalnu i antifrikalnu svojstva, a je i dobar izolator. Koristi se u gorionicima lampica za pražnjenje plina, podloge integriranih krugova, u elementima za zatvaranje keramičkih cjevovoda, u protezama i t. D.