Aliuminio gamybos maršruto apžvalga
Pirminis aliuminis gaminamas dviem sujungtais etapais. Pirma, boksito rūda yra rafinuojama į aliuminio oksidą (aliuminio oksidą) Bayer procesu. Antra, aliuminio oksidas redukuojamas į išlydytą aliuminį elektrolizės būdu Hall{2}}Heroult procese. Tada išlydytas metalas apdorojamas, legiruojamas ir išliejamas į luitus, ruošinius arba valcavimo plokštes, kurios tiekia tolesnę pramonę, pavyzdžiui, lakštų valcavimą, folijos gamybą, ekstruziją ir liejimą. Šio maršruto supratimas padeda pirkėjams įvertinti aliuminio tiekimo kokybės pastovumą, pristatymo laiką ir tvarumą.
Pirmas etapas: nuo boksito iki aliuminio oksido (Bayer procesas)
Boksitas susmulkinamas ir sumaišomas su karštu natrio hidroksido tirpalu, kuris ištirpina aliuminio junginius, o geležies oksidai ir kitos priemaišos nusėda kaip likučiai, paprastai vadinami raudonuoju purvu. Nuskaidrintas tirpalas filtruojamas ir atšaldomas, kad iškristų aliuminio hidroksidas. Tada šis hidroksidas kalcinuojamas maždaug 1100 laipsnių Celsijaus temperatūroje, kad būtų gauti sausi aliuminio oksido milteliai. „Bayer“ procesas yra daug energijos reikalaujantis-daugiausia dėl didelio-temperatūrinio virškinimo ir kalcinavimo etapų, tačiau šiuolaikinės gamyklos atgauna šilumą ir pakartotinai naudoja šarminį tirpalą, kad padidintų efektyvumą.
Antras etapas: elektrolizė (Hall{0}}Heroult procesas)
Aliuminio oksidas ištirpinamas išlydytoje kriolito (natrio aliuminio fluorido) vonioje redukcijos kameroje, išklotoje anglimi. Vonia sumažina darbinę temperatūrą nuo gryno aliuminio oksido lydymosi temperatūros, maždaug 2072 laipsnių Celsijaus, iki maždaug 950 laipsnių Celsijaus. Iš anksto paruošti anglies anodai praleidžia elektros srovę į vonią; deguonis jungiasi su anglimi ir sudaro anglies dioksidą, o grynas aliuminis kaupiasi kaip išlydytas sluoksnis prie katodo ant elemento grindų. Anodai eksploatacijos metu sunaudojami ir paprastai keičiami kas 20–30 dienų, o anodo kokybė tiesiogiai veikia elementų energijos efektyvumą ir emisijas.
Išlydyto metalo apdirbimas ir liejimas
Po sriegimo išlydytas aliuminis apdorojamas, kad būtų pasiekta reikiama kokybė. Degazuojant argonu arba azotu pašalinamas ištirpęs vandenilis, lydymosi priemonės pašalina šarmines ir šarmines žemės priemaišas, tokias kaip natris ir magnis, o keraminiai putplasčio filtrai sulaiko nemetalinius intarpus. Elektromagnetinis maišymas arba kiti lydalo{4}}maišymo metodai užtikrina vienodą lydinio sudėtį. Tada rafinuotas metalas išliejamas į luitus, ekstruzijos ruošinius arba valcavimo plokštes, naudojant ištisinio arba pusiau{6}}nepertraukiamo liejimo sistemas. Šios liejimo formos yra lakštų, plokščių, folijos, vamzdžių ir profilių gamybos žaliava.
Aplinkosaugos kontrolė ir efektyvumas šiuolaikinėse lydyklose
Šiuolaikinės lydyklos surenka didžiąją dalį fluoro emisijų naudodamos sausus skruberius su aliuminio oksido adsorbcija, o panaudotas indų klojimas yra perdirbamas į cementą ir statybas. Daugelis įrenginių yra šalia hidroelektrinių, kad būtų sumažintas anglies pėdsakas intensyvaus elektrolizės etapo metu. „Bayer“ proceso raudonasis purvas vis dažniau naudojamas statybinėse medžiagose, o nuolatinis oro ir vandens stebėjimas užtikrina atitiktį tarptautiniams aplinkosaugos vadybos standartams, tokiems kaip ISO 14001. Antrinis aliuminis, pagamintas perlydant laužą, sunaudoja dalį pirminės gamybos energijos ir sudaro vis didesnę tiekimo dalį visame pasaulyje.
DUK
K: Kaip aliuminis išgaunamas iš boksito rūdos?
A: Boksitas susmulkinamas ir suardomas karštame natrio hidrokside, kuris ištirpina aliuminio junginius, o priemaišos nusėda kaip raudonasis purvas. Aliuminio hidroksidas nusodinamas iš filtruoto tirpalo ir kalcinuojamas maždaug 1100 laipsnių Celsijaus temperatūroje, kad susidarytų aliuminio oksidas, kuris vėliau elektrolizės būdu redukuojamas į metalą.
Kl .: Kokį vaidmenį kriolitas atlieka aliuminio lydymui?
A: Kriolitas veikia kaip tirpiklis, kuris sumažina elektrolitinės vonios darbinę temperatūrą iki maždaug 950 laipsnių Celsijaus, todėl aliuminio oksidas gali ištirpti ir jonams judėti tarp elektrodų. Kadangi natūralus kriolitas yra retas, komercinėse ląstelėse naudojamas sintetinis natrio aliuminio fluoridas.
K: Kaip anglies anodai naudojami aliuminio gamyboje?
A: Iš anksto paruošti anglies anodai praleidžia srovę į elektrolitinę vonią. Deguonis iš aliuminio oksido reaguoja su anglimi ir susidaro anglies dioksidas, o išlydytas aliuminis kaupiasi katode. Anodai nuolat ardo ir turi būti periodiškai keičiami, o jų kokybė turi įtakos ir energijos naudojimui, ir emisijai.
Kl .: Kas atsitiks su išlydytu aliuminiu po elektrolizės?
A: Išlydytas metalas yra degazuojamas, kad būtų pašalintas vandenilis, suliejamas, kad būtų pašalintos priemaišos, filtruojamas per keraminius putplasčio filtrus ir maišomas, kad lydinys būtų homogenizuotas. Tada jis išliejamas į luitus, ruošinius arba valcavimo plokštes, kad būtų galima toliau apdoroti lakštus, foliją, vamzdžius ir profilius.
Kl.: Kaip šiuolaikinės lydyklos mažina poveikį aplinkai?
A: Šveitikliai surenka didžiąją dalį fluoro emisijų, panaudotas vazonų klojimas yra perdirbamas į cemento priedus, o daugelis gamyklų naudoja hidroelektrinę. Raudonasis purvas pakartotinai naudojamas statybinėse medžiagose, o nuolatinis stebėjimas palaiko atitiktį standartams, tokiems kaip ISO 14001.
