No Image

Особенности добычи алюминия

СОДЕРЖАНИЕ
0
0 просмотров
25 января 2021
array(3) {
  [0]=>
  array(50) {
    [0]=>
    string(113) "c956c71c1b435565c0e2b1ceb87e2102.jpg"
    [1]=>
    string(113) "65e95193aca4136adc0eeffb9ae23431.gif"
    [2]=>
    string(113) "e43de67ae096f793cf59451a6df5066c.jpg"
    [3]=>
    string(113) "db17b2c431c17fcdcd856e0e5b66e5e1.png"
    [4]=>
    string(113) "1183113479d777b2bb23e08073f01f8c.jpg"
    [5]=>
    string(113) "b338372be9a6fc8c05ab49ea7b28da4a.jpg"
    [6]=>
    string(115) "1d28cfc072d3c05c36d85645e8ee0544.jpeg"
    [7]=>
    string(115) "0f83193cdbf9b9e540245ff75ca42eb7.jpeg"
    [8]=>
    string(115) "9603e0daeab15e883da1ce9177e1a16a.jpeg"
    [9]=>
    string(115) "c56b974dba458438eb45e12fe58bee25.jpeg"
    [10]=>
    string(115) "fc315bf53a671114844bd5cff2b399a4.jpeg"
    [11]=>
    string(115) "12911828e113e861ea59ca7be6337e7d.jpeg"
    [12]=>
    string(115) "07c2e21bdf8580cd594aa606f29ca5f9.jpeg"
    [13]=>
    string(115) "f5a4c4f0552cd76e42a54f9c57ea8f85.jpeg"
    [14]=>
    string(115) "1c9d6de05973e9318a729b02f22d31b2.jpeg"
    [15]=>
    string(113) "92a3a69b498ddcf4ed8cf828872e29cf.png"
    [16]=>
    string(113) "43073920b93b33c67578a929f7064ac0.gif"
    [17]=>
    string(113) "b7b3aaf2131bd94f2008aa75b1102ccc.png"
    [18]=>
    string(115) "e9604515f7c497f68e014d1651398cb9.jpeg"
    [19]=>
    string(115) "cbf89aed440ba19d831e40324034c4c4.jpeg"
    [20]=>
    string(115) "6b2cf6d3bc0b6de5972a8faddf450300.jpeg"
    [21]=>
    string(115) "7db837db810e78e5679fa75345b9062e.jpeg"
    [22]=>
    string(115) "0f590a22262c13c52c69039114328d28.jpeg"
    [23]=>
    string(113) "a8afaf46de2269a15bb5fa6e1942851c.png"
    [24]=>
    string(115) "39fd2b43517907f6af56ec45ecd3a482.jpeg"
    [25]=>
    string(113) "cfe0734e1a792a0794bc76d7c369f34e.gif"
    [26]=>
    string(113) "d30dd46604e42ffd047edd24bd437467.gif"
    [27]=>
    string(115) "bb97f8bbefada499c1869e38c7ca96e0.jpeg"
    [28]=>
    string(115) "e40f4adf8916aaf920fe918c066bc457.jpeg"
    [29]=>
    string(113) "1c2a9590539b5c5de54879f0640be848.png"
    [30]=>
    string(113) "ae4eb206022581ba778927aa051bbae1.png"
    [31]=>
    string(115) "bc9647377acace0c86ee004dd243330d.jpeg"
    [32]=>
    string(113) "2877697cbb1891c92e0e1b2e0e96687a.png"
    [33]=>
    string(115) "8e1d147720efcdd4ab8a27e6bed4d2cc.jpeg"
    [34]=>
    string(113) "4bc27b94aeb741e092a5783cc747182f.png"
    [35]=>
    string(113) "3bfff528c4e40f5cbec95dc74086a20d.png"
    [36]=>
    string(113) "984bc45989b7072c64629e6425f8e3d5.gif"
    [37]=>
    string(115) "a79c4b490e90da3a78652771a51873b2.jpeg"
    [38]=>
    string(115) "907b86b85f142b20a130d9c9dba4ce7e.jpeg"
    [39]=>
    string(113) "b640758f73fc87dbdff26017f85d5bcf.png"
    [40]=>
    string(115) "b3b7b85e3245eacaa78fc1b469c04663.jpeg"
    [41]=>
    string(115) "4f2c640eda3b9b89a3618ad7bb4a9a46.webp"
    [42]=>
    string(115) "2388ae572c0c47572fd61b1aa88fa9f6.jpeg"
    [43]=>
    string(113) "50e9db60c7d86115d817379303ec2388.png"
    [44]=>
    string(115) "cc517ba2938f3af72487863448eaf25d.jpeg"
    [45]=>
    string(115) "168c82ed3c05a026be583f5c1f24f629.jpeg"
    [46]=>
    string(115) "5e27907dacf0e97773bb4bc6677fb490.webp"
    [47]=>
    string(115) "d5faf5cc8d88687d635c153a77200ffc.jpeg"
    [48]=>
    string(115) "6d2c88f918f55921b27863c760c55627.jpeg"
    [49]=>
    string(115) "fffeba0351834083c4334608ffc81c1d.jpeg"
  }
  [1]=>
  array(50) {
    [0]=>
    string(62) "/wp-content/uploads/c/9/5/c956c71c1b435565c0e2b1ceb87e2102.jpg"
    [1]=>
    string(62) "/wp-content/uploads/6/5/e/65e95193aca4136adc0eeffb9ae23431.gif"
    [2]=>
    string(62) "/wp-content/uploads/e/4/3/e43de67ae096f793cf59451a6df5066c.jpg"
    [3]=>
    string(62) "/wp-content/uploads/d/b/1/db17b2c431c17fcdcd856e0e5b66e5e1.png"
    [4]=>
    string(62) "/wp-content/uploads/1/1/8/1183113479d777b2bb23e08073f01f8c.jpg"
    [5]=>
    string(62) "/wp-content/uploads/b/3/3/b338372be9a6fc8c05ab49ea7b28da4a.jpg"
    [6]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/1/d/2/1d28cfc072d3c05c36d85645e8ee0544.jpeg"
    [7]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/0/f/8/0f83193cdbf9b9e540245ff75ca42eb7.jpeg"
    [8]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/9/6/0/9603e0daeab15e883da1ce9177e1a16a.jpeg"
    [9]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/c/5/6/c56b974dba458438eb45e12fe58bee25.jpeg"
    [10]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/f/c/3/fc315bf53a671114844bd5cff2b399a4.jpeg"
    [11]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/1/2/9/12911828e113e861ea59ca7be6337e7d.jpeg"
    [12]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/0/7/c/07c2e21bdf8580cd594aa606f29ca5f9.jpeg"
    [13]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/f/5/a/f5a4c4f0552cd76e42a54f9c57ea8f85.jpeg"
    [14]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/1/c/9/1c9d6de05973e9318a729b02f22d31b2.jpeg"
    [15]=>
    string(62) "/wp-content/uploads/9/2/a/92a3a69b498ddcf4ed8cf828872e29cf.png"
    [16]=>
    string(62) "/wp-content/uploads/4/3/0/43073920b93b33c67578a929f7064ac0.gif"
    [17]=>
    string(62) "/wp-content/uploads/b/7/b/b7b3aaf2131bd94f2008aa75b1102ccc.png"
    [18]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/e/9/6/e9604515f7c497f68e014d1651398cb9.jpeg"
    [19]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/c/b/f/cbf89aed440ba19d831e40324034c4c4.jpeg"
    [20]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/6/b/2/6b2cf6d3bc0b6de5972a8faddf450300.jpeg"
    [21]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/7/d/b/7db837db810e78e5679fa75345b9062e.jpeg"
    [22]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/0/f/5/0f590a22262c13c52c69039114328d28.jpeg"
    [23]=>
    string(62) "/wp-content/uploads/a/8/a/a8afaf46de2269a15bb5fa6e1942851c.png"
    [24]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/3/9/f/39fd2b43517907f6af56ec45ecd3a482.jpeg"
    [25]=>
    string(62) "/wp-content/uploads/c/f/e/cfe0734e1a792a0794bc76d7c369f34e.gif"
    [26]=>
    string(62) "/wp-content/uploads/d/3/0/d30dd46604e42ffd047edd24bd437467.gif"
    [27]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/b/b/9/bb97f8bbefada499c1869e38c7ca96e0.jpeg"
    [28]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/e/4/0/e40f4adf8916aaf920fe918c066bc457.jpeg"
    [29]=>
    string(62) "/wp-content/uploads/1/c/2/1c2a9590539b5c5de54879f0640be848.png"
    [30]=>
    string(62) "/wp-content/uploads/a/e/4/ae4eb206022581ba778927aa051bbae1.png"
    [31]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/b/c/9/bc9647377acace0c86ee004dd243330d.jpeg"
    [32]=>
    string(62) "/wp-content/uploads/2/8/7/2877697cbb1891c92e0e1b2e0e96687a.png"
    [33]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/8/e/1/8e1d147720efcdd4ab8a27e6bed4d2cc.jpeg"
    [34]=>
    string(62) "/wp-content/uploads/4/b/c/4bc27b94aeb741e092a5783cc747182f.png"
    [35]=>
    string(62) "/wp-content/uploads/3/b/f/3bfff528c4e40f5cbec95dc74086a20d.png"
    [36]=>
    string(62) "/wp-content/uploads/9/8/4/984bc45989b7072c64629e6425f8e3d5.gif"
    [37]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/a/7/9/a79c4b490e90da3a78652771a51873b2.jpeg"
    [38]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/9/0/7/907b86b85f142b20a130d9c9dba4ce7e.jpeg"
    [39]=>
    string(62) "/wp-content/uploads/b/6/4/b640758f73fc87dbdff26017f85d5bcf.png"
    [40]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/b/3/b/b3b7b85e3245eacaa78fc1b469c04663.jpeg"
    [41]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/4/f/2/4f2c640eda3b9b89a3618ad7bb4a9a46.webp"
    [42]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/2/3/8/2388ae572c0c47572fd61b1aa88fa9f6.jpeg"
    [43]=>
    string(62) "/wp-content/uploads/5/0/e/50e9db60c7d86115d817379303ec2388.png"
    [44]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/c/c/5/cc517ba2938f3af72487863448eaf25d.jpeg"
    [45]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/1/6/8/168c82ed3c05a026be583f5c1f24f629.jpeg"
    [46]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/5/e/2/5e27907dacf0e97773bb4bc6677fb490.webp"
    [47]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/d/5/f/d5faf5cc8d88687d635c153a77200ffc.jpeg"
    [48]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/6/d/2/6d2c88f918f55921b27863c760c55627.jpeg"
    [49]=>
    string(63) "/wp-content/uploads/f/f/f/fffeba0351834083c4334608ffc81c1d.jpeg"
  }
  [2]=>
  array(50) {
    [0]=>
    string(36) "c956c71c1b435565c0e2b1ceb87e2102.jpg"
    [1]=>
    string(36) "65e95193aca4136adc0eeffb9ae23431.gif"
    [2]=>
    string(36) "e43de67ae096f793cf59451a6df5066c.jpg"
    [3]=>
    string(36) "db17b2c431c17fcdcd856e0e5b66e5e1.png"
    [4]=>
    string(36) "1183113479d777b2bb23e08073f01f8c.jpg"
    [5]=>
    string(36) "b338372be9a6fc8c05ab49ea7b28da4a.jpg"
    [6]=>
    string(37) "1d28cfc072d3c05c36d85645e8ee0544.jpeg"
    [7]=>
    string(37) "0f83193cdbf9b9e540245ff75ca42eb7.jpeg"
    [8]=>
    string(37) "9603e0daeab15e883da1ce9177e1a16a.jpeg"
    [9]=>
    string(37) "c56b974dba458438eb45e12fe58bee25.jpeg"
    [10]=>
    string(37) "fc315bf53a671114844bd5cff2b399a4.jpeg"
    [11]=>
    string(37) "12911828e113e861ea59ca7be6337e7d.jpeg"
    [12]=>
    string(37) "07c2e21bdf8580cd594aa606f29ca5f9.jpeg"
    [13]=>
    string(37) "f5a4c4f0552cd76e42a54f9c57ea8f85.jpeg"
    [14]=>
    string(37) "1c9d6de05973e9318a729b02f22d31b2.jpeg"
    [15]=>
    string(36) "92a3a69b498ddcf4ed8cf828872e29cf.png"
    [16]=>
    string(36) "43073920b93b33c67578a929f7064ac0.gif"
    [17]=>
    string(36) "b7b3aaf2131bd94f2008aa75b1102ccc.png"
    [18]=>
    string(37) "e9604515f7c497f68e014d1651398cb9.jpeg"
    [19]=>
    string(37) "cbf89aed440ba19d831e40324034c4c4.jpeg"
    [20]=>
    string(37) "6b2cf6d3bc0b6de5972a8faddf450300.jpeg"
    [21]=>
    string(37) "7db837db810e78e5679fa75345b9062e.jpeg"
    [22]=>
    string(37) "0f590a22262c13c52c69039114328d28.jpeg"
    [23]=>
    string(36) "a8afaf46de2269a15bb5fa6e1942851c.png"
    [24]=>
    string(37) "39fd2b43517907f6af56ec45ecd3a482.jpeg"
    [25]=>
    string(36) "cfe0734e1a792a0794bc76d7c369f34e.gif"
    [26]=>
    string(36) "d30dd46604e42ffd047edd24bd437467.gif"
    [27]=>
    string(37) "bb97f8bbefada499c1869e38c7ca96e0.jpeg"
    [28]=>
    string(37) "e40f4adf8916aaf920fe918c066bc457.jpeg"
    [29]=>
    string(36) "1c2a9590539b5c5de54879f0640be848.png"
    [30]=>
    string(36) "ae4eb206022581ba778927aa051bbae1.png"
    [31]=>
    string(37) "bc9647377acace0c86ee004dd243330d.jpeg"
    [32]=>
    string(36) "2877697cbb1891c92e0e1b2e0e96687a.png"
    [33]=>
    string(37) "8e1d147720efcdd4ab8a27e6bed4d2cc.jpeg"
    [34]=>
    string(36) "4bc27b94aeb741e092a5783cc747182f.png"
    [35]=>
    string(36) "3bfff528c4e40f5cbec95dc74086a20d.png"
    [36]=>
    string(36) "984bc45989b7072c64629e6425f8e3d5.gif"
    [37]=>
    string(37) "a79c4b490e90da3a78652771a51873b2.jpeg"
    [38]=>
    string(37) "907b86b85f142b20a130d9c9dba4ce7e.jpeg"
    [39]=>
    string(36) "b640758f73fc87dbdff26017f85d5bcf.png"
    [40]=>
    string(37) "b3b7b85e3245eacaa78fc1b469c04663.jpeg"
    [41]=>
    string(37) "4f2c640eda3b9b89a3618ad7bb4a9a46.webp"
    [42]=>
    string(37) "2388ae572c0c47572fd61b1aa88fa9f6.jpeg"
    [43]=>
    string(36) "50e9db60c7d86115d817379303ec2388.png"
    [44]=>
    string(37) "cc517ba2938f3af72487863448eaf25d.jpeg"
    [45]=>
    string(37) "168c82ed3c05a026be583f5c1f24f629.jpeg"
    [46]=>
    string(37) "5e27907dacf0e97773bb4bc6677fb490.webp"
    [47]=>
    string(37) "d5faf5cc8d88687d635c153a77200ffc.jpeg"
    [48]=>
    string(37) "6d2c88f918f55921b27863c760c55627.jpeg"
    [49]=>
    string(37) "fffeba0351834083c4334608ffc81c1d.jpeg"
  }
}

Электролиз Холла – Эру.

Заключительная стадия производства алюминия включает его электролитическое восстановление из чистой окиси алюминия, полученной в процессе Байера. Этот способ извлечения алюминия основывается на том (открытом Холлом и Эру) факте, что когда глинозем растворяется в расплавленном криолите, при электролизе раствора выделяется алюминий. Типичный электролизер Холла – Эру представляет собой ванну с расплавленным криолитом 3NaF Ч AlF3 (Na3AlF6) – двойным фторидом натрия и алюминия, в котором растворено 3–5% глинозема, – плавающим на подушке из расплавленного алюминия. Стальные шины, проходящие через подину из углеродистых плит, используются для подачи напряжения на катод, а подвешенные угольные бруски, погруженные в расплавленный криолит, служат анодами. Рабочая температура процесса близка к 950° С, что значительно выше температуры плавления алюминия. Температура в электролизной ванне регулируется изменением зазора между анодами и катодным металлоприемником, на который осаждается расплавленный алюминий. Для поддержания оптимальной температуры и концентрации глинозема в современных электролизерах применяются сложные системы управления. На производство алюминия расходуется очень много электроэнергии, поэтому энергетический КПД процесса – главная проблема в алюминиевой промышленности. Электродные реакции представляют собой восстановление алюминия из его окиси и окисление углерода до его окиси и двуокиси на анодах. Одна печь дает до 2,2 т алюминия в сутки. Металл сливается раз в сутки (или реже), потом флюсуется и дегазируется в отражательной копильной печи и разливается по формам.

Ответ

Проверено экспертом

Посмотрев на карту цветной металлургии России,которая дана ниже в приложении, можно увидеть основные районы выплавки цветных металлов. Основной фактор размещения меди-сырьевой,а алюминия-недорогая электроэнергия.

Основные районы выплавки меди:

Европейский Север (Мончегорск)

Урал (Медногорск,Кировград,Верхняя Пышма)

Восточная Сибирь (Норильск).

Основные районы выплавки алюминия:

Европейский Север (Кандалакша,Надвоицы)

Восточная Сибирь (Красноярск,Саяногорск,Шелехов,Братск)

Металлургический комплекс России — это основной синоним благополучия и процветания всего нашего государства, его уверенности в будущем.

Прежде всего он служит основой всего существующего ныне машиностроения. Понимая это выясним, какие же предприятия входят в горно-металлургический комплекс.

Это главным образом те производства, что добывают, обогащают, плавят, прокатывают и перерабатывают сырьё. У предприятия имеется своя чёткая структура:

  1. Чёрная металлургия — рудное и нерудное сырьё.
  2. Цветнаяметаллургия: лёгкие металлы (магний, титан, алюминий) и тяжёлые (никель, свинец, медь, олово).

Процесс Байера.

Процесс получения чистой окиси алюминия включает нагревание боксита с едким натром, фильтрование, осаждение гидроокиси алюминия и ее прокаливание для выделения чистого глинозема. На практике руда смешивается с нужным количеством горячего едкого натра в автоклаве из низкоуглеродистой стали, и смесь прокачивается через ряд стальных сосудов с паровой рубашкой. В сосудах поддерживается давление пара 1,4–3,5 МПа в течение времени от 40 мин до нескольких часов, пока не завершится переход окиси алюминия из боксита в раствор алюмината натрия в перегретой жидкости. После охлаждения твердый осадок отделяется от жидкости. Жидкость фильтруется; в результате получается пересыщенный чистый раствор алюмината. Этот раствор метастабилен: алюминат-ион разлагается с образованием гидроокиси алюминия. Добавление в раствор кристаллической гидроокиси алюминия, остающейся от предыдущего цикла, ускоряет разложение. Сухие кристаллы гидроокиси алюминия затем прокаливаются для отделения воды. Получающийся безводный глинозем пригоден для использования в процессе Холла – Эру. По экономическим соображениям в промышленности эти процессы стремятся делать по возможности непрерывными.

ОАО «ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат»

В крупном промышленном городе Нижний Тагил находится Нижнетагильский металлургический комбинат. Это мощный технологический комплекс по производству стали высокого качества. Комбинат способен выпускать детали с самыми высокими запросами по качеству и надёжности. Основной деятельностью комбината можно назвать производство металлопроката для строительства вагонов. Кроме этого, выпускаются заготовки для трубопроката и машиностроения. Завод также освоил производство особо вида проката стали, который используется в производстве магистрального газового трубопровода. Нижнетагильский металлургический комбинат обеспечивает рабочими местами без малого 20 тысяч человек.

Применение алюминиевой руды

В основном до 60% рудного сырья используется для получения алюминия. Однако богатый состав позволяет извлекать из него, и другие химические элементы: титан, хром, ванадий и прочие цветные металлы, необходимые в первую очередь в качестве легирующих добавок для улучшения качеств стали.

Как вспоминалось выше технологическая цепочка получения алюминия обязательно проходит через стадию образования глинозема, который также используют в качестве флюсов в черной металлургии.

Богатый состав элементов в алюминиевой руде используется и для производства минеральной краски. Также способом плавки производится глиноземный цемент – быстро застывающая прочная масса.

Еще один материал, получаемый из бокситов – электрокорунд. Его получают путем плавления руды в электропечах. Это очень твердое вещество, уступающее только алмазу, что делает его востребованным в качестве абразива.

Также в процессе получения чистого металла образуются отходы – красный шлам. Из него извлекают элемент – скандий, который применяется в производстве алюминиево-скандиевых сплавов, востребованных в автомобильной промышленности, ракетостроении, выпуске электроприводов, и спортивного оборудования.

Загрязнение окружающей среды

Предприятия цветной металлургии являются источниками выбросов различных загрязняющих веществ в окружающую среду. Усиливает загрязнение то, что применяются устаревших технологий и почти нет очистного оборудования на заводах отрасли.

Как цветная промышленность влияет на окружающую среду?

1) При производстве металла в атмосферу выделяются различные парниковые газы.

На долю предприятий цветной металлургии приходится пятая часть выбросов в атмосферу и более половины выбросов диоксида серы.

Диоксид серы можно применять для получения серной кислоты. На некоторых заводах уже используют эту технологию. Однако на большей части предприятий он просто выбрасывается в атмосферу, что приводит к потеплению климата и выпадению кислотных дождей. 

2) Загрязнение сточных вод отработанной водой. Необходим внедрение новых технологий с замкнутым циклом использования воды.

3) Образование терриконов (огромных насыпей) пустой породы.

4) Токсичные отходы с предприятий

Свойства алюминиевой руды

Боксит представляет собой сложное соединение оксидов алюминия, железа и кремния (в виде различных кварцев), титана, а также с небольшой примесью натрия, циркония, хрома, фосфора и прочих.

Самым важным свойством в производстве алюминия является «вскрываемость» бокситов. То есть насколько просто будет отделить от него ненужные кремниевые добавки, чтобы получить исходное сырье для выплавки металла.

Сырьевым источником могут служить природные залежи бокситов, нефелинов, алунитов, глин, и каолинов. Наиболее насыщены соединениями алюминия бокситы. Глины и каолины представляют самые распространённые породы со значительным содержанием в них глинозёма. Залежи этих минералов находятся на поверхности земли.

Алюминиевая руда в природе существует только в виде бинарного соединения металла с кислородом. Добывают это соединение из природных горных руд в виде бокситов, состоящих из окислов нескольких химических элементов: алюминия, калия, натрия, магния, железа, титана, кремния, фосфора.

Основа получения алюминия – глинозем. Чтобы он образовался, руду перемалывают в мелкий порошок, и прогревают паром, отделяя большую часть кремния. И уже эта масса будет сырьем для выплавки.

Чтобы получить 1 тонну алюминия, потребуется около 4-5 тонн бокситов, с которых после обработки образуется около 2 тонн глинозема, а уже потом можно получить металл.

Алюминиевая промышленность

Алюминий это металл, который изготавливают из бокситов. Метод получения алюминия при помощи электричества был разработан в 1886 году и применяется до сих пор.

Процесс изготовления алюминия

Первый этап — добыча бокситов

Производство алюминия начинается с добычи бокситов. Это горная порода, в которая содержится наибольшее количество алюминиевых руд.

Второй этап — производство глинозема

Бокситы дробят, отчищают от примесей и в результате получают чистый глинозем.

Третий этап — электролиз алюминия

На алюминиевом заводе глинозем засыпают в ванны со специальном веществом, нагретым почти до 1000 градусов. И после этого через него пропускают электрический ток, в результате металл оказывается на дне ванны. (Вот из-за этого этапа нам нужно очень очень много электроэнергии)

Четвертый этап — производство первичного алюминия

Первичный алюминий отливается в слитки и отправляется потребителям, а также используется для производства сплавов.

Пятый этап — производство алюминиевых сплавов.

Алюминиевые сплавы служат для отливки изделий. Иногда добавляют в этому различные добавки (кремний, медь и магний). Из таких сплавов производят автомобильные детали, авиационные двигатели, колесные диски.

Шестой этап — переработка алюминия

В отличии от железа алюминий не подвержен коррозии, поэтому использовать металл можно переплавлять и использовать бесконечное число раз.

Переплавка алюминия требует меньше энергии и не использует дополнительные ресурсы.

Алюминиевая банка - это самый перерабатываемый продукт. Примерно через 6 недель после использования они вновь оказываются на полках магазиновЕжегодно производится более 220 млрд банок для напитков, в Европе 90% из них перерабатываются. Но переработать можно что угодно – и корпуса автомобилей, и использованную фольгу для запекания, и раму велосипеда.

Факторы размещения алюминиевой промышленности

1) Энергетический

Для производства алюминиевой промышленности необходимо большой количество энергии, поэтому заводы по изготовлению алюминия располагаются вблизи крупных электростанций.

2) Водный

В процессе производства алюминия требуется большое количество водных ресурсов.

3) Сырьевой

Заводы располагаются вблизи добыча бокситов.

Эти факторы могут комбинироваться между собой так, что иногда преобладает один или два фактора.

Альтернатива алюминиевым рудам

Развитие современного производства требует все больших объемов алюминия. Однако не всегда рентабельно разрабатывать месторождения, или импортировать глинозем из-за границы. Поэтому все чаще используется выплавка металла с использованием вторичного сырья.

Например, такие страны как США, Япония, Германия, Франция, Великобритания в основном производят вторичный алюминий, по объемам составляющий до 80% от общемировой выплавки.

Вторичный металл обходится намного дешевле, в сравнении с первичным, для получения которого тратится 20000 кВт энергии/1 тонну.

На сегодня алюминий, получаемый с различных руд, один из востребованных материалов позволяющих получать прочные и легкие изделия, не поддающиеся коррозии. Альтернатив металлу пока не найдено, и в ближайшие десятиле.

https://promdevelop.ru/alyuminievaya-ruda-ot-dobychi-do-polucheniya-metalla-strany-lidery-po-dobyche-alyuminiya/

https://kamni.guru/ukrasheniya/metally/osnovnye-svoystva-alyuminievoy-rudy-dlya-primeneniya-v-promyshlennosti.html

Необходимое оборудование

Для добычи бокситов, преобразования руд в глинозем и извлечения чистого металла требуется следующее оборудование:

  1. Механизмы раздачи глинозема: предназначены для транспортировки порошкообразного оксида алюминия внутри цеха и дозированной подачи глинозема к электролизным машинам.
  2. Катодная ошиновка: представляет собой гибкие ленты катодных спусков, прикрепленных к стержням катодных шин, выполненных из стальных материалов.
  3. Газоочистительные установки: используются для очистки помещения от газов, образующихся во время производства фторида алюминия сухим способом.
  4. Монтажное оборудование: краны линейного и технического предназначения.
  5. Электролизер: прибор для разделения основных компонентов глинозема при помощи электрического тока во время электролиза.

В зависимости от технологических особенностей производства требуется большое количество барабанных вращающихся печей. Они используются при сухих методах производства

При организации предприятия важно обеспечить оборудование для электролиза глинозема электроэнергией

АО «Волжский трубный завод»

Волжский трубный завод основан в 1970 году и является одним из крупнейших предприятий по производству труб на территории России. Трубы, производимые этим заводом, активно используются для газовой, нефтяной и химической промышленностей, а также для машиностроения и теплоэнергетики. Завод находится в городе Волжский, волгоградской области. В стенах завода работает около десяти тысяч сотрудников, производящий продукцию как для нашего, так и зарубежного рынка. Завод стремится к сохранению окружающей среды, к оправданному и рациональному распределению и потреблению природных ресурсов.

Технология разработки алюминиевых залежей. Способы добычи алюминиевой руды

При незначительной глубине залегания алюминиеносных пород их добыча ведется открытым способом. Но, сам процесс срезания пластов руды будет зависеть от ее вида, и структуры.

Кристаллические минералы (чаще бокситы, или нефелины), снимают фрезерным способом. Для этого используются карьерные комбайны. Зависимо от модели такая машина может вести срез пласта толщиной до 600 мм. Толща породы разрабатывается постепенно, образуя после прохода одного слоя полки.

Это делается для безопасного положения кабины оператора и ходовых механизмов, которые в случае непредвиденного обвала будут находиться на безопасном расстоянии.

Рыхлые алюминиевоносные породы исключают использование фрезерной разработки. Так как их вязкость забивает режущую часть машины. Чаще всего такие типы пород могут срезать при помощи карьерных экскаваторов, которые тут же грузят руду на самосвалы, для дальнейшей транспортировки.

Транспортирование сырья — это отдельная часть всего процесса. Обычно обогатительные комбинаты по возможности стараются возводить неподалеку от разработок. Это позволяет использовать ленточные транспортеры для подачи руды на обогащение. Но, чаще изъятое сырье перевозят самосвалами. Следующий этап, обогащение и подготовка породы для получения глинозема.

  • Руду при помощи ленточного транспортера перемещают в цех подготовки сырья, где может использоваться насколько дробильных аппаратов, измельчающих минералы поочередно до фракции приблизительно в 110 мм.
  • Второй участок подготовительного цеха осуществляет подачу подготовленной руды, и дополнительных добавок на дальнейшую переработку.
  • Следующий этап подготовки, это спекание породы в печах.

Также на этом этапе, возможна обработка сырья выщелачиванием   крепкими щелочами. Результатом становится жидкий алюминатный раствор (гидрометаллургическая обработка).

  • Алюминатный раствор проходит стадию декомпозиции. На данном этапе получают алюминатную пульпу, которую в свою очередь отправляют на сепарацию, и выпаривание жидкой составляющей.
  • После чего данную массу очищают от ненужных щелочей, и направляют на прокалку в печах. В результате такой цепочки образуется сухой глинозем необходимый для получения алюминия путем гидролизной обработки.

Сложный технологический процесс требует большого количества топлива, и известняка, а также электроэнергии. Это является основным фактором расположения алюминиевых комбинатов – возле хорошей транспортной развязки, и нахождения рядом залежей необходимых ресурсов.

Однако существует и шахтный способ извлечения, когда порода из пластов вырубается по принципу добычи каменного угля. После чего руду отправляют на подобные производства по обогащению, и извлечению алюминия.

Одна из самых глубоких «алюминиевых» штолен находится на Урале в России, ее глубина достигает 1550 метров!

Чёрная металлургия

Отрасль, предполагающая свои нюансы

Важно понимать, что не только металл имеет значение для неё, но и добыча с последующей переработкой

Выделяют важные её особенности:

  • больше половины продукции служит основой для всего машиностроения страны;
  • четверть продукции используют в сфере создания конструкций с увеличенной грузоподъёмностью.

Чёрная металлургия – это производство, коксование угля, вторичный предел сплавов, производство огнеупоров и многое другое. Предприятия, входящие в чёрную металлургию, имеют наибольшее значение и по сути являются основой индустрии всего государства в целом.

Главное, что вокруг них возникают производства по переработке различных отходов, особенно после плавки чугуна. Самым частым спутником чёрной металлургии считают металлоёмкое машиностроение и электроэнергетическое производство. Эта отрасль имеет великие перспективы в завтрашнем дне.

ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат»

Крупнейший комбинат, занимающийся литьем стали, находится в городе Липецк. «Новолипецкий металлургический комбинат» — комбинат с полным циклом металлургического производства, от добычи необходимого сырья, до выпуска готовой продукции. Продукт, выпускаемых комбинатом, а именно плоский прокатный лист металла, используется в самых важных отраслях страны. Это строительство, машиностроение, производство сложного оборудования для энергетики и труб большого диаметра. Новолипецкий металлургический комбинат выпускает 18% всей произведенной в России стали, а именно 13,3 миллиона тонн в год. На комбинате трудятся 28 тысяч человек, выполняющих важную для страны работу.

Производство алюминия в России и мире

Объем производства алюминия в 2019 году составляет 72 млн тонн. Международный алюминиевый рынок находится в дефиците, составляющем 277 тыс. тонн.Крупнейшими странами-изготовителями данного металла являются Китай, Россия, США, Австралия, Бразилия и Индия. Страны Северной и Южной Америки активно сокращают добычу бокситов. Рост производства чистого алюминия обеспечивается государствами Ближнего Востока и Азии. В этих регионах содержится свыше 73% мировых запасов алюминиевых руд, залегающих на земной поверхности. В них отсутствует большое число металлических и газообразных веществ. Крупнейшими производителями алюминия в мире являются следующие транснациональные компании:

  1. UCRUSAL: российский концерн, производящий 13% всех алюминиевых сплавов в мире. Объем производства компании составляет 3,75 млн тонн в год. РУСАЛ обладает собственной инженерно-технической базой и экспортирует свою продукцию в страны Европы, Северной Америки и Юго-Восточной Азии.
  2. Chalco: китайская государственная корпорация, являющаяся вторым крупнейшим производителем алюминиевых материалов в мире. Объем производства составляет 3,4 млн тонн в год.
  3. RioTinto: австралийско-британская горно-металлургическая компания, производящая глинозем. Объем производства концерна составляет 3,1 млн тонн в год. RioTinto образует с канадской организацией Alcan совместное предприятие по добыче бокситов.

На рынке стран-лидеров по производству чистого алюминия наблюдается переизбыток мощностей. Это обусловлено циклическим характером спроса и большим количеством конкурентоспособных предприятий. Для снижения переизбытка мощностей многие предприятия стали экспортировать алюминиевые полуфабрикаты. С 2015 г. продажи этой продукции ежегодно растут на 20%.

В Российской Федерации присутствует 17 заводов по изготовлению глинозема и алюминиевых листов. Большая часть предприятий располагается на Урале в и в Сибири. Высокая эффективность российских алюминиевых заводов обуславливается следующими факторами размещения производства:

  1. Сырьевой: предприятия расположены рядом с основными месторождениями алюминия. Это позволяет снизить затраты на транспортировку сырья и снизить стоимость готовой продукции
  2. Энергетический: чистый алюминий изготавливается посредством электролиза, поэтому заводы расположены рядом с крупными гидроэлектростанциями, вырабатывающими большое количество электрической энергии.
  3. Потребительский фактор: продукция российский компаний, производящих алюминий, покупается странами Южной и Северной Америки, Азии, Ближнего Востока, Европы и Африки.
  4. Транспортный: заводы располагаются рядом с крупными транспортными узлами, позволяющими эффективно перевозить сырье и готовую продукцию на большие расстояния. Для транспортировки металла чаще всего используются железнодорожные поезда.

В настоящее время производство алюминия в России снижается и составляет 7,3 млн тонн в год. Это связано с разрушением межотраслевых и хозяйственных связей со странами бывшего СССР.

Страны лидеры по добыче алюминиевых руд

Jсновные месторождения алюминия сосредоточены в регионах с тропическим климатом, а большая часть 73% залежей приходятся на всего 5 стран: Гвинею, Бразилию, Ямайку, Австралию и Индию. Из них самые богатые запасы имеет Гвинея более 5 млрд. тонн (28%от мировой доли).

Если разделить запасы и объемы по добыче, то можно получить следующую картину:

  • 1-е место – Африка (Гвинея).
  • 2-е место – Америка.
  • 3-е место – Азия.
  • 4-е место – Австралия.
  • 5-е – Европа.

Пятерка лидеров стран по добыче алюминиевой руды представлена в таблице

СтранаОбъемы добычи млн. тонн
Китай86,5
Австралия81,7
Бразилия30,7
Гвинея19,7
Индия14,9

Также к основным добытчикам алюминиевых руд относятся: Ямайка (9,7 млн. т.), Россия (6,6), Казахстан (4,2), Гайана (1,6).

Разработка месторождений алюминиевых руд в России

В нашей стране есть несколько богатых залежей алюминиевых руд, сосредоточенных на Урале, и в Ленинградской области. Но, основным способом добычи бокситов у нас, является более трудоемкий закрытый шахтный метод, которым извлекают около 80% от общей массы руд в России.

Лидеры по разработке месторождений – акционерное общество «Севуралбокситруда», АО Бакситогорский глинозем, Южно-Уральские бокситовые рудники. Однако их запасы исчерпываются. Вследствие чего России приходится импортировать около 3 млн. тонн глинозема в год.

МесторождениеЗапасы
Красная Шапочка (Урал)На 19 лет добычи
Горностайское и Горностайско-КраснооктябрьскоеНа 18 лет добычи
Блиново-Каменское10 лет
Кургазское10 лет
Радынский карьер7 лет

В общей сложности на территории страны разведано 44 месторождения различных алюминиевых руд (бокситов, нефелинов), которых по оценкам, должно хватить на 240 лет, при такой интенсивности добычи как сегодня.

Импорт глинозема обусловлен низким качеством руды в залежах, например, на месторождении Красная Шапочка добывают боксит с 50% глиноземным составом, тогда как в Италии извлекают породу с 64% оксида алюминия, а в Китае 61%.

Производство алюминия технической чистоты

Алюминий технической чистоты (более 99%) промышленно получают в результате двух последовательных процессов. В результате первого получают оксид алюминия (процесс Байера), а на следующем этапе проводят процесс электролитической редукции (электролиз методом Холла-Эру), благодаря которому получают чистый алюминий. Для снижения расходов, связанных с транспортировкой бокситовой руды, большинство перерабатывающих предприятий строят недалеко от шахт.

Процесс Байера

Первый этап после добычи руды заключается в ее мытье с помощью воды. Таким образом удаляют большую часть загрязнений, которые просто растворяются в воде. Затем, в обработанное водой сырье добавляют CaO, т.е. оксид кальция. После этого его измельчают с помощью специальных трубных мельниц до момента получения зерен с очень малым диаметром, т.е. меньше 300 мкм

Соответствующее измельчение сырья чрезвычайно важно, так как оно обеспечивает большую площадь поверхности зерен, что, в свою очередь, влияет на эффективность протекания процесса экстракции

Следующий этап производства оксида алюминия заключается в растворении зерен при помощи водного раствора каустической соды. В Группе PCC гидроксид натрия производится методом мембранного электролиза. Полученный таким образом продукт характеризуется очень высоким качеством и чистотой, отвечая при этом требованиям последнего издания Европейской фармакопеи. Смесь, содержащая молотые зерна и гидроксид натрия, хранится в течение нескольких часов в специальных реакторах, называемых автоклавами. Во время протекающего процесса осаждения в реакторах поддерживаются высокое давление и повышенная температура. Таким образом, получают алюминат натрия, который затем очищают при помощи разных фильтров.

На следующем этапе очищенный раствор алюмината натрия подвергается разложению. В результате образуется натровый щелок (т.е. водный раствор каустической соды) и кристаллы гидроокиси алюминия высокой степени чистоты. Полученный в результате кристаллизации осадок отфильтровывают и промывают водой. А оставшийся натровый щелок нагревают и возвращают в процесс для повторного использования.

Последним этапом производства чистого оксида алюминия является кальцинация. Она заключается в нагревании гидроксида алюминия при температуре выше 1000oC, в результате чего происходит его разложение на Al2O3, который получают в виде чистого белого порошка. Так подготовленный оксид алюминия транспортируют в печи для получения металлического алюминия в процессе электролитической редукции.

Электролиз оксида алюминия

Следующим этапом получения чистого алюминия является проведение процесса электролиза методом Холла-Эру. В первую очередь, полученный в процессе Байера Al2O3 расплавляют с криолитом и таким образом приготовленный раствор подвергают процессу электролиза при температуре не выше 900oC. Полученный таким образом жидкий алюминий отделяют от электролита и удаляют из электролитических ванн с помощью т.н. вакуумных сифонов. Затем сырье попадает в литейное устройство, откуда на дальнейшем этапе его вкладывают в раскаленные печи, в которых происходит процесс переработки. Он заключается в очистке алюминия с целью достижения максимальной чистоты. В промышленных условиях алюминий может быть очищен двумя методами. Первый из них заключается в растопке алюминия и пропускании через него хлора, благодаря чему примеси связываются с хлором, образуя хлориды, которые затем удаляют из процесса. Второй метод заключается в электролитической редукции расплавленного с медью алюминия. Полученный таким образом конечный продукт характеризуется очень высокой чистотой.

Центры чёрной металлургии в России

Прежде всего, следует помнить, что Россия по уровню плотности производства чёрного металла всегда являлась и сегодня является абсолютным лидером. И это первенство без права передачи другим государствам. Наша страна здесь уверенно удерживает свои позиции.

Ведущие заводы представляют собой, по сути, металлургическо-энергохимические комбинаты. Назовём самые главные центры чёрной металлургии в России:

  • Урал с добычей железа и руды;
  • Кузбасс с добычей угля;
  • Новокузнецк;
  • Местонахождения КМА;
  • Череповец.

Металлургическая карта страны структурно делится на три основные группы. Они изучаются в школе и являются базовыми знаниями современного культурного человека. Это:

Бокситовая руда – основа мирового производства алюминия

Непосредственно сам серебристый металл получают из глинозема.

Это сырье представляет собой оксид алюминия (Аl2О3), получаемый с руд:

  • Бокситов;
  • Алунитов;
  • Нефелиновых сиенитов.

Самый распространенный источник получения исходного материала это бокситы, их и считают основной алюминиевой рудой.

Несмотря на уже более чем 130 летнюю историю открытия, понять происхождение алюминиевой руды до сих пор не удалось. Возможно, что попросту в каждом регионе сырье образовалось под воздействием определенных условий. И это создает затруднения, чтобы вывести одну универсальную теорию об образовании бокситов.

Основных гипотез происхождения алюминиевого сырья три:

  1. Они образовались вследствие растворения некоторых типов известняков, как остаточный продукт.
  2. Боксит получился в результате выветривания древних пород с дальнейшим их переносом и отложением.
  3. Руда является результатом химических процессов разложения железных, алюминиевых и титановых солей, и выпала как осадок.

Однако, алунитовые и нефелиновые руды образовывались в отличных условиях от бокситов. Первые формировались в условиях активной гидротермальной и вулканической деятельности. Вторые — при высоких температурах магмы.

Как результат, алуниты, в основном, имеют рассыпчатую пористую структуру. В их составе имеется до 40% различных оксидных соединений алюминия. Но, кроме собственно самой алюмниеносной руды в залежах, как правило, имеются добавки, что влияет на рентабельность их добычи. Считается выгодным разрабатывать месторождение при 50-ти процентном соотношении алунитов к добавкам.

Нефелины обычно представлены кристаллическими образцами, которые кроме алюминиевого оксида содержат добавки в виде различных примесей. Зависимо от состава, такой тип руды классифицируют по типам. Самые богатые имеют в своем составе до 90% нефелинов, второсортные 40-50%, если минералы беднее этих показателей, то не считается нужным вести их разработку.

Имея представления, о происхождении полезных ископаемых, геологическая разведка может довольно точно определить места нахождения залежей алюминиевых руд. Также условия формирования, влияющие на состав и структуру минералов, определяют способы добычи. Если месторождение считается рентабельным, налаживают его разработку.

АО «ЕВРАЗ Западно-Сибирский металлургический комбинат»

В Новокузнецке находится Западно-Сибирский металлургический комбинат, основанный в 1964 году. На территории данного предприятия трудятся почти 22 тысячи человек, дающих стране необходимое количество черного металла. Кроме поставок на российский рынок АО «ЕВРАЗ Западно-Сибирский металлургический комбинат» свою продукцию предлагает и в страны СНГ, а также в три десятка стран дальнего зарубежья. Комбинат занимается строительным и рельсовым прокатом. Под строительный прокат комбинат выделил три тысячи гектаров в Новокузнецке. Комплекс занимается производством чугуна из руды, прокатом профиля. Комплекс рельсового проката занимается производством рельсов для всех нужд и целей — трамвайные, железнодорожные и рельсы для необходимого мегаполису метрополитена.

ОАО «Магнитогорский Металлургический комбинат»

В городе Магнитогорске, что в челябинской области, находится самый крупный в России металлургический комбинат. «Магнитогорский Металлургический комбинат» начал производство, которое продолжается по сегодняшний день, в далеком 1932 году. Площадь, которую занимает комбинат, составляет 11835 гектаров. ММК представляет собой заводской комплекс, который полностью обеспечивает весь рабочий цикл самостоятельно. Это значит, что комбинат все делает сам — от добычи железной руды, до конечной обработки черных металлов. Железную руду комбинат берет в руднике, располагающимся в городе Бакале. На Магнитке работает около 19 тысяч сотрудников, обеспечивающих ежегодное производство стали в количестве 12 с половиной миллионов тонн.

Комментировать
0
0 просмотров