Жеңіл түсті металдар өндірісі дәріс мақсаты
жүктеу/скачать 0,76 Mb.
|
Дәріс №10 Жеңіл түсті металдар өндірісі
- Бұл бет үшін навигация:
- Кілт сөздер
- 1. Алюминий өндірісі.
|
Дәріс №10 ЖЕҢІЛ ТҮСТІ МЕТАЛДАР ӨНДІРІСІ Дәріс мақсаты: жеңіл түсті металдар алу технологиясы мен олардың негізгі шикізаттарын оқып білу Дәріс жоспары: Алюминий өндірісі Магний өндірісі Титан өндірісі Кілт сөздер: өндіріс, глинозем, криолит, электролиздегіш, анод, катод, электролит, гарнисаж, доломит, магнезит, ильменит, рутил, конденсатор, реактор, титан губкасы 1. Алюминий өндірісі. Алюминий жер қыртысында ең кең таралған металл, ол көбінесе оттегі мен кремний қосылыстары – алюмосиликаттар түрінде кездеседі. Алюминий алу үшін глиноземге (А12О3) бай кендер, көбінесе бокситтер пайдаланылады, оның құрамы, %: Al2O3 40-60; Fe2O3 15-30; SiO2 5-15; TiO2 2-4 және гидраттық ылғал 10-15. Алюминий өндірісінің технологиялық үрдісі үш этаптан тұрады: алюминий кендерінен глиноземді алу, балқыған глинозем электролизімен бірінші текті алюминий алу және оны тазарту. Глиноземді алу, әдетте, сілтілік әдіспен жүргізіледі, ал оның өзінің екі нұсқасы қолданылады: ылғал (Байер әдісі) және құрғақ. Алюминийді балқыған криолитте Na3AlF6 ерітілген глиноземді электролиздеу арқылы алады. Бұл әдісті 1886 жылы бір уақытта Ч. Холл (АҚШ) және П. Эру (Франция) ұсынған және ол осы кезге дейін өзгеріссіз қолданылып келеді. Криолит фтор қышқылы HF мен алюминий гидрототығының әрекеттесуі және кезекті содамен бейтараптау нәтижесінде алынады: 6HF + Al(OH)3 = H3AlF6 + 3H2O, 2H3AlF6 + 3Na2CO3 = 2Na3AlF6 + 3H2O + 3CO2. Электролиз, сұлбасы 1-суретте келтірілген, алюминий ваннасында – электролиздегіште іске асырылады. Ванна тікбұрышты пішінді болат бүркенішінен, ал оның қабырғасы мен түбі көмірлі блоктардан және жылу изоляциялағыш қабат ретіндегі шамот кірпіштерінен жасалынған. Пеш түбінің қалауына катодтық болат шиналар орнатылған, осының арқасында ваннаның көмірлі корпусы электролизер катоды қызметін атқарады. Анод қызметін балқымаға батырылған өздігінен жентектелетін тік орналастырылған көмірлі электродтар атқарады. Электролиз барысында анодтар біртіндеп жанып, төмен түседі. Жанып кетуіне қарай олар жоғарғы жағынан сұйық анодтық массамен өсіріледі. Анодтық массаны қыздырғанда одан ұшқыш заттар бөлініп шығып, оның кокстелуі іске асады. Электролит 930-950оС жұмыс температурасына дейін қыздырылады. Электролиз үрдісінде шығындалатын глинозем ваннаның жоғарғы жағынан периодты түрде жүктелініп тұрады. Ауамен суыту арқасында ваннаның бетінде қалауды бүлінуден сақтайтын және ваннадан жылу өткізбейтін электролит қабыршағы (гарнисаж) түзіледі. 1 – катодтық көмір блоктары; 2 – отқа төзімді футеровка; 3 – болат бүркеніш; 4 – көмірлі плиталар; 5 – сұйық алюминий; 6 – шиналы металл өзекшелер; 7 – көмірлі анод; 8 – глинозем; 9 – сұйық электролит; 10 – қатайған электролит қабыршағы; 11 – катодтық тоқ өткізу шиналары; 12 – іргетас Сурет 1 – Алюминий өндіретін электролиздегіш сұлбасы Жоғары температурада электролитте еріген глинозем иондарға диссоциациялынады: Al2O3 2Al3+ + 3O2-. Катод қызметін атқаратын көмірлі пеш түбінде иондар металға дейін тотықсызданады: 2Al3+ + 6e = 2Al. Электролиттегі глинозем мөлшері азайған сайын оны электролиздегіш ваннасына периодты түрде жүктеп отырады. Сұйық алюминий электролиздегіш түбінде жинақталады және периодты түрде вакуумдық шөміштер көмегімен алынып отырады. Оттегі иондары көмірлі анодта бейтараптанады 3О2- - 6е 3/2О2 және анодты тотықтырып, СО және СО2 газдарын түзеді. Электролиздік ванналар тізбектеліп 100-200 даналардан құралған серияларға біріктіріледі. Электролиздік ваннада алынатын бірінші текті алюминий Si, Fe қоспалармен және бейметалл кірінділермен (Al2O3, C), сонымен қатар газдармен, негізінен сутегімен, ластанған. Алюминийді тазарту үшін хлорлау немесе электролиттік әдістерімен тазартады. Өте таза алюминийді электролитті әдіспен алуға болады. Мұнда электролит ретінде сусыз хлорлы немесе фторлы тұздар қолданылады. Балқытылған электролитте алюминийді анодтық ерітеді және электролиздейді. Электролиттік тазарту арқылы электрлік, химиялық, тағам өндірістерінде қолданылатын 99,996%-дық таза алюминий алынады. Бұдан да таза алюминийді (99,9999%) зоналық балқыту арқылы алуға болады. Бұл әдіс электролизден қымбат, өнімділігі төмен, және аса таза металдың кіші партияларын дайындау қажет болғанда, мысалы, жартылай өткізгіштер өндірісінде, қолданылады. жүктеу/скачать 0,76 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|