Производство алюминия
Алюминий - самый распространенный металл в природе: его доля в земной коре составляет до 8,8%. Благодаря своей химической активности он практически не встречается в свободном виде: несмотря на бытующее мнение, алюминиевых рудников в природе не существует - для промышленного производства подходят лишь немногие из содержащих его минералов и горных пород.
В 1920-х годах этот материал стал использоваться в механизированных предметах домашнего обихода. Особенно важной для карьеры алюминия было тридцатые годы, когда она широко использовалась в аэрокосмической промышленности. Модный аэродинамический стиль, который тогда характеризовался многими продуктами, широко использовал пластические свойства алюминия. Интересно также использование этого металла в мебели, где он не появлялся слишком часто, но обычно в работе выдающихся дизайнеров. Это не был предмет мебели для массового производства.
В то же время Ганс Корай и Геррит Ритвельд также решили эту проблему. Во время войны алюминий как стратегический материал использовался только в военных целях. Лучшие дизайнеры там - Чарльз и Рэй Эймс, Ээро Сааринен и Джордж Нельсон - применяли литье под давлением к своей мебели. Как и в тридцатые годы, изогнутый алюминиевый лист отлично соответствовал аэродинамическим требованиям, поэтому новые технологии оказались хорошо приспособлены к модной органической форме 1950-х годов.
Чаще всего алюминий производят из бокситов. Более 90% мировых запасов этого минерала сосредоточено в странах тропического и субтропического пояса: Австралии, Гвинее, Ямайке, Суринаме, Бразилии, Индии.
В нашей стране также используются нефелиновые руды, месторождения которых расположены на Кольском полуострове и в Кемеровской области. При переработке нефелинов получают значительные объемы попутной продукции - кальцинированную соду, поташ, удобрения и цемент.
Как уже упоминалось, в 1970-х годах интерес к алюминию несколько снизился. Альберто Меда, Рон Арад, Росс Лавгроув и Филипп Старк смогли использовать его в оригинальных решениях традиционных тем. Разумеется, популярность органических форм поощрялась, но многие из них также поддерживались в высокотехнологичном дизайне.
Однако последний поворот к алюминию и его сплавам является гораздо более широким явлением. Наряду с рациональной сферой дизайна, производства и экономики он включает такие явления, как символы, снобиты и увлечение новейшими достижениями в области науки и техники. Кроме того, пластиковые гаджеты покрыты имитационным алюминиевым лаком.
Первое упоминание о металле, который по описанию был похож на алюминий, встречается в первом веке нашей эры у Плиния Старшего. Согласно изложенной им легенде, некий мастер преподнес императору Тиберию необычайно легкий и красивый кубок из серебристого металла. Даритель сообщил, что получил новый металл из обычной глины. Очевидно, он ожидал благодарности и покровительства, но вместо этого лишился жизни. Недальновидный правитель приказал обезглавить мастера и разрушить его мастерскую, чтобы предотвратить обесценивание золота и серебра.
Спустя сто лет после появления этого металла в мире дизайна, он по-прежнему является символом современности. Также в Польше растет интерес к алюминию и его сплавам. Несколько лет назад он был связан с каким-то столовые приборы в молочных слитках, липкие монеты и так называемые. пергамент, алюминиевая чашка, незаменимое оборудование каждого туриста. Сегодня мы видим этот металл как современный, элегантный, символ легкости конструкции и точности исполнения. Эта компания была организована в июне этого года. в Кракове - Форум дизайнеров, где объявлен конкурс на продукцию с использованием алюминиевых профилей.
Но это всего лишь предание. А факты? Первый шаг к получению алюминия сделал прославленный Парацельс в 16 веке. Он выделил из квасцов «квасцовую землю», содержавшую окись неведомого тогда металла. А в середине 18 века эксперимент повторил немецкий химик Андреас Маргграф (Andreas Marggraf). Он назвал окись алюминия словом «alumina» (от латинского «alumen» - вяжущий). С этого момента о существовании алюминия стало известно науке, однако, не будучи найденным в чистом виде, металл не получил настоящего признания.
Возможно, эпоха алюминия только начинается. Окно нового поколения с алюминиевым экраном. Алюминиевое покрытие обеспечивает полный комфорт эксплуатации деревянных окон, поскольку окна становятся максимально прочными. Окна этой системы предназначены для высокоценных зданий, сложных оконных системных решений. Система - идеальная поверхность и конструкция, долговечность, особенно хорошая теплоизоляция.
Эта система с алюминием: - очень толстая оконная рама - очень толстая стеклянная упаковка - очень высокий показатель теплоизоляции - труднодоступное качество поверхности - долговечность нового поколения - тщательно отобранные, проверенные и сертифицированные материалы.
В 1808 году
англичанин Хэмфри Дэви (Humphry Davy) пытался выделить алюминий методом
электролиза. Это ему не удалось, но ученый все же
дал металлу его современное название. Успехом увенчались
эксперименты датчанина Ханса-Кристиана
Эрстеда (Hans
Christian Ørsted) в 1825 году. Пропустив хлор
через раскаленную смесь глинозема с углем, он получил
хлористый алюминий. Нагрев его с амальгамой калия, Эрстед выделил
металл, по своим свойствам похожий на олово. Ученый сообщил
об этом в малоизвестном журнале и прекратил эксперименты.
Эстафету принял немец Фридрих Велер (Friedrich Wöhler), который
в итоге потратил 18 лет работы на то, чтобы получить
алюминий в виде слитка.
Размеры продукта без разделения
Эта система деревянных окон является гибкой для самых сложных проектов. Прочная конструкция окна позволяет производить нестандартные деревянные окна. Индивидуальный проект индивидуально. С сегодняшнего дня гораздо больше эстетики благодаря инновационным решениям! Когда оконный фрейм должен быть открыт и беспрепятственный, дизайн выглядит гораздо более привлекательным, чем предыдущий. Эстетика обеспечивается тем, что в системе нет дополнительных частей. Части другого окна высоты очень красивы.
Механизм выпуска нового поколения
Как никогда раньше, легкий комфорт Новое поколение безопасности - три безопасных точки в стандартном наборе решений, которые увеличивают долговечность. Оконные фитинги приклеены к нижней части, что позволяет достичь еще большей прочности, более высокого уровня качества продукта. Сначала мы начали использовать этот вид мебели в Литве. Затвор нового поколения не позволяет чертежнику сломать болт. Новое оборудование еще более эффективно защищает от коррозии. Кроме того, благодаря техническим усовершенствованиям была снижена вероятность неточностей и отклонений.
В 1854 году французский химик и промышленник Сент-Клер Девиль (Henri Saint-Claire Deville) разработал более дешевый способ. Он использовал в качестве восстановителя натрий, заменив им дорогостоящий калий. На Всемирной выставке 1855 года в Париже «серебро из глины» произвело фурор. Император Наполеон III, за столом которого особо почетным гостям подавали приборы из алюминия, загорелся мечтой снабдить свою армию кирасами из легкого металла. Он оказал Девилю мощную поддержку, и тот построил несколько алюминиевых заводов. Но произведенный им металл по-прежнему оставался дорогим. Из него делали лишь ювелирные украшения и предметы роскоши.
С этого момента - больше точек крепления. Можно выбрать ручки: обычно, защищенные от взлома. Все материалы для производства деревянных окон сертифицированы, испытаны и прочны. Долговечность из-за алюминиевого покрытия. Алюминий полностью закрывает и защищает древесину снаружи. Долговечность благодаря инновационному профилю - наше новое оконное оборудование гарантирует высокую точность продукта. По этой причине мы обеспечиваем непревзойденное качество поверхности дерева и, в то же время, долговечность.
Совершенно новый дизайн окна внизу системы: наклонная оконная рама опускается снаружи, что приводит к значительному увеличению моста охлаждения, а алюминиевый дренаж защищает наиболее чувствительную область деревянного окна от воздействия климата. Из-за радиальной резки дерева на поверхности окна краска остается прочной, потому что древесина плотная и движется минимально, защищая края округленного профиля от ношения краски по углам профиля деревянного окна.
Алюминиевый завод конца XIX - начала XX века
Более дешевый способ производства крылатого металла появился лишь к концу 19-го века. Его одновременно и независимо друг от друга разработали американский студент Чарльз Холл (Charles Hall) и французский инженер Поль Эру (Paul Héroult). Предложенный ими электролиз расплавленной в криолите окиси алюминия давал прекрасные результаты, но требовал большого количества электроэнергии. При строительстве первого завода эту проблему решили, разместив предприятие рядом со знаменитым Рейнским водопадом в Швейцарии.
Наше новое доступное оконное оборудование гарантирует непревзойденный производственный процесс, избегая ручной работы и минимизируя вероятность ошибок. Такие технологии деревообработки не могут быть гарантированы многими другими производителями деревянных окон. Долговечность древесины Деревянное окно чрезвычайно долговечно из-за правильного выбора дерева, соединения склеены со специальным влагостойким клеем. Эти клеи прочно склеивают и пропитывают древесину, поэтому конструкция защищена от проникновения влаги.
Долговечность благодаря креплениям Деревянное окно прочное благодаря сильным немецким креплениям. Это отдельная алюминиевая система, которая прикреплена к внешней стороне деревянного окна. Используемый алюминий толстый - даже 1, 7 мм, стойкий к растяжению, гладкой поверхности и цвету. Благодаря специальной конфигурации профиля алюминий не перемещается и со временем не исчезает. Алюминиевое покрытие фиксируется пластиковыми зажимами, которые защищают древесину и прочно удерживают алюминий, поглощая все напряжения.
Работавший в России австрийский инженер Байер (Carl Josef Bayer) создал технологию получения глинозема, которая сделала новый способ еще более дешевым. Процессы Байера и Холла-Эру до сих пор применяются на современных алюминиевых заводах.
Новый промышленный материал был хорош всем, за исключением одного: для некоторых сфер применения чистый алюминий был недостаточно прочен. Эту проблему решил немецкий химик Альфред Вильм (Alfred Wilm), сплавлявший его с незначительными количествами меди, магния и марганца. Он открыл, что сплав в течение нескольких дней после закалки становится все прочнее и прочнее. В 1911 году в немецком Дюрене была выпущена партия названного в честь города дюралюминия, а в 1919 году из него был сделан первый самолет.
Между алюминием и деревом имеются воздушные зазоры, которые позволяют дышать древесиной, но древесина полностью защищена от внешних воздействий. Алюминиевое покрытие на углах резьбовое с металлическими соединениями, что предотвращает появление трещин.
Новая конструкция окна - идеальная поверхность с мягкой и точно точной формой, минимальным количеством накладных деталей, поэтому внешний вид окна минимален. 92 - инновационный дизайн, но деревянная оконная рама по-прежнему придает интерьеру большой комфорт. Внешняя оконная алюминиевая система обеспечивает прочное и роскошное изображение.
Так началось триумфальное шествие алюминия по миру. Если в 1900 году в год получали около 8 тысяч тонн легкого металла, то через сто лет объем его производства достиг 24 миллионов тонн.
Этапы производства алюминия
Сначала из добытой и обогащенной руды извлекают так называемый глинозем - оксид алюминия (Al 2 O 3). Несмотря на название, по виду он не имеет ничего общего с глиной или черноземом - скорее, он похож на муку или очень белый песок. Затем глинозем методом электролиза превращают в алюминий. Из двух тонн глинозема выходит одна тонна алюминия.
Традиционные или нестандартные формы продукта: трапеции, арки и тому подобное. Используется элегантный, матовый серебристый отделкой. Вкладки Деревянные окна могут быть украшены настоящими или декоративными вкладками. Деревянное окно можно сделать с помощью трехслойной стеклянной упаковки.
Что делает стеклянную упаковку плотной в окне? Качество стеклянного пакета гарантируется сертифицированным производителем стеклянных пакетов. Стеклянная упаковка крепится к деревянной раме, алюминий ее не удерживает, а стеклянная упаковка не имеет прямого контакта с алюминием, поэтому сохраняются лучшие параметры теплоизоляции.
Бокситы содержат 40-60 % глинозема, а также кремнезем, оксид железа и диоксид титана. Чтобы выделить из них чистый глинозем, используют процесс Байера. Сначала руду нагревают в автоклаве с едким натром, затем охлаждают и отделяют от жидкости твердый осадок - «красный шлам». После этого из полученного раствора осаждают гидроокись алюминия и прокаливают ее, чтобы получить чистый глинозем.
Поскольку деревянный силикон окна неизбежно получает определенное количество влаги во время обмена сезонов, вполне вероятно, что простой силикон может мята. Чтобы полностью избежать этого риска, мы используем только гигиенический силикон. Насколько особым этот силикон? Такой силикон устойчив даже в зонах с высокой влажностью: в ваннах, ваннах. Он защищает от всех микротопов и рельефного стекла.
Варианты стеклянных пакетов: теплоизоляционные стеклопакеты. Стеклянные блоки, контролируемые солнечной батареей. Звуконепроницаемые стеклопакеты. Используя более толстые или специальные ламинированные звукоизоляционные очки, мы можем достичь до 50 дБ. Декоративные стеклянные пакеты Противопожарные стеклянные пакеты Использование внешних стеклянных окон для оконных очистителей.
Заключительный этап - собственно восстановление алюминия процессом Холла-Эру . Он основан на следующем принципе: при электролизе раствора глинозема в расплавленном криолите (Na 3 AlF 6) выделяется алюминий. Дно электролизной ванны служит катодом, а угольные бруски, погруженные в криолит - анодами. Под раствором криолита с 3-5 % глинозема осаждается расплавленный алюминий. При этом температура процесса достигает 950° С, что значительно выше температуры плавления самого металла - 660° С.
Стандарт - стеклянная упаковка шириной 52 мм. Алюминиевое покрытие не имеет прямого контакта со стеклянным пакетом и не удерживает его в дизайне деревянного окна, поэтому звукоизоляционные свойства окна не ухудшаются. Выбор специального пакета звукоизоляционного стекла может достигать 50 дБ.
Конструкция окна обеспечивает отличную теплоизоляцию благодаря. Толщина рамы Очень толстая, даже 92 мм, оконная рама и створка. Промежуточные эластичные и прочные распорки расположены в 2 ряда. Алюминиевые склоны Совершенно новый дизайн окна внизу системы: наклонная оконная рама опускается снаружи, что приводит к значительному увеличению моста охлаждения и значительному улучшению теплоизоляции. Алюминий, опустившийся в нижней части окна, не позволяет окнам проникать ни в ветер, ни в дождь, защищая окно от длительного атмосферного воздействия.
При электролизе Холла-Эру чрезвычайно быстро расходуются угольные аноды и постоянно требуется установка новых. Эту проблему можно решить с помощью возобновляемого электрода Содерберга. Он формируется в специальной восстановительной камере из коксосмоляной пасты, которая набивается в открытую с обоих концов оболочку из листовой стали. Паста добавляется в верхнее отверстие по мере необходимости. Опускаясь вниз, она успевает нагреться до того, как достигнет ванны с расплавом.
Оконные системы для обеспечения безопасности проекта. Защита от взлома Изготовлены с увеличенными замками безопасности, что значительно ограничивает возможность взлома. Изделия застеклены исключительно изнутри, поэтому из стекла нельзя снимать снаружи. Можно взломать внутрь, если не разбито стекло. Деревянные окна могут быть сделаны из безопасного, ламинированного стекла.
Защита от травм Окна могут быть изготовлены из безопасного стекла, закаленного стекла. Безопасность детей. Окна могут быть оснащены запирающими ручками, которые могут полностью ограничивать открытие окна изнутри. Безопасное обслуживание Тип деревянного окна позволяет безопасно очищать окна изнутри.
Меньшими затратами на электроэнергию и влиянием на окружающую среду характеризуется технология производства алюминия с использованием заранее обожженных анодов, которая практикуется на многих европейских и американских алюминиевых заводах. Аноды обжигают в огромных газовых печах, а затем опускают в расплав, укрепив в анододержателе. Израсходованные электроды заменяют новыми, а оставшиеся «кончики» отправляют на переработку.
Сила конструкции деревянного окна всегда была приоритетом для разработчиков систем и разработчиков. Окно прочное из-за качества изготовления. Используемые деревянные балки приклеиваются к выбранной радиальной древесине, поэтому окно имеет очень хорошие статические свойства, не разрушается.
Качество дерева и поверхность алюминиевого экрана определяют, будет ли окно долговечным. Мы осознаем эту ответственность за правильный выбор сырья. Древесина Древесная или необрезная сосна, лиственница, дуб. Деревянные окна сделаны из клееной древесины, из дерева.
В связи с повысившимися
в последнее время требованиями к защите окружающей среды,
на предприятиях, работающих по технологии Содерберга, серьезно
встал вопрос о сокращении вредных выбросов. Сейчас его активно решают
с помощью внедрения коллоидных анодов, сделанных из специальной
коллоидной массы, термически устойчивой в широком диапазоне температур.
По экологическим показателям этот метод сравним с технологией
обожженного анода. Раз в сутки или реже металл забирают
из электролизных ванн и разливают по формам.
Производство алюминия является исключительно энергоемким. Поэтому алюминиевые заводы наиболее выгодно строить в регионах, где есть свободной доступ к источникам электроэнергии.
Восстановление алюминия из глинозема путем электролиза - чрезвычайно энергоемкий процесс, поэтому большинство вертикально-интегрированных компаний производят собственную электроэнергию. Доступность и цена электроэнергии определяет вторую тенденцию, характеризующую алюминиевую промышленность. Производство этого металла покидает промышленно-развитые страны и перемещается в государства, богатые ресурсами и позволяющие вырабатывать электроэнергию с более низкими капитальными затратами.
Технологический процесс производства алюминия включает три основных этапа:
- 1. Создание глинозема из алюминиевых руд;
- 2. Создание из глинозема алюминия;
- 3. Процесс рафинирования алюминия.
И при этом необходимо использование такого оборудования:
- оборудование для системы центральной раздачи глинозема;
- электролизер;
- катодная ошиновка;
- установки сухой газоочистки;
- монтажные, технологические и литейные краны;
- аспирационные установки;
- оборудование литейного цеха;
- оборудование анодно-монтажного цеха;
- металлоконструкции производственных корпусов.
Создание глинозема из руд - этап производства алюминия
Глинозем можно получить тремя методами: кислотным, щелочным и электролитическим. Самым популярным является щелочной метод. Суть метода заключается в том, что алюминиевые растворы очень быстро начинают разлагаться при введении гидроокиси алюминия, а раствор, который остался от разложения после выпаривания при интенсивном перемешивании при температуре 170 С, может снова растворить глинозем, который содержится в бокситах. Данный способ имеет такие главные стадии:
1. Подготовка боксита, которая подразумевает его дробление и измельчение в специальных мельницах. В мельницы отправляют едкую щелочь, боксит и немного извести. Пульпу, которая получилась, направляют на выщелачивание.
2. Выщелачивания боксита подразумевает его химическое разложение от соединения с водным раствором щелочи. При этом гидраты окиси алюминия при соединении со щелочью в раствор переходят в форме алюмината натрия, а кремнезем, который содержится в боксите, соединяясь со щелочью, в раствор переходит в форме силиката натрия. В растворе эти соединения: алюминат натрия и силикат натрия формируют нерастворимый натриевый алюмосиликат. В этот остаток переходят окислы железа и титана, которые предают остатку красный оттенок. Такой остаток - это красный шлам. Когда растворение полученного алюмината натрия завершается, его разводят водным раствором щелочи при понижении температуры до 100°С.
3. Отделение красного шлама и алюминатного раствора друг от друга происходит благодаря промывке в сгустителях. После чего красный шлам оседает, а оставшийся алюминатный раствор фильтруют.
4. Разложение алюминатного раствора. Его фильтруют и отправляют в крупные емкости с мешалками. Из данного раствора при охлаждении до 60°С и перемешивании постоянном выделяется гидроокись алюминия. Из-за того что процесс протекает неравномерно и очень медленно, а рост кристаллов гидроокиси алюминия очень важен при дальнейшей обработке, то в эти емкости с мешалками — декомпозеры ещё добавляют много твердой гидроокиси.
5. Получение гидроокиси алюминия осуществляется в вакуум-фильтрах и гидроциклонах. Большую часть гидроокиси как затравочный материал возвращают к процедуре декомпозиции. После водной промывки остаток отправляется на кальцинацию; и фильтрат тоже возвращается в процесс.
6. Обезвоживание гидроокиси алюминия — завершающая стадия производства глинозема. Она проходит в трубчатых, постоянно вращающихся печах. Сырая гидроокись алюминия, когда проходит через печь, полностью высушивается и обезвоживается.
Создание из глинозема алюминия при производстве также проходит в несколько этапов.
1. Электролиз окиси алюминия происходит при температуре в электролизере — 970°С. Электролизер имеет футерованную углеродистыми блоками ванну, к которой подключается электрический ток. Выделившийся жидкий алюминий собирается на угольном основании, и оттуда его регулярно откачивают. В электролит сверху погружены угольные аноды, сгорающие в атмосфере кислорода, который выделяется из окиси алюминия, и при этом выделяетс я окись или двуокись углерода.
2.Электролиз хлорида алюминия осуществляется путем превращения окиси алюминия в реакционном сосуде в хлорид алюминия. После чего в изолированной ванне осуществляется электролиз хлорида алюминия. Хлор, который при этом выделился, отсасывается и направляется для вторичного использования. А алюминий выпадает в осадок на катоде.
3.Восстановление марганцем хлорида алюминия, при этом освобождается алюминий. За счет управляемой конденсации выделяются загрязнения, связанные с хлором, из потока хлорида марганца. Когда происходит освобождение хлора, хлорид марганца превращается в окись марганца, которая потом восстанавливается до состояния марганца, который пригоден к вторичному использованию.
Процесс рафинирования алюминия при производстве алюминия
Рафинирующий электролиз с разложением водных солевых растворов для алюминия невозможен. Так как степень очистки промышленного алюминия, который получен путем электролиза криолитоглиноземного расплава, для некоторых целей будет недостаточна, то из отходов металла и промышленного алюминия благодаря рафинированию получают алюминий еще более чистый. Самым распространённым методом рафинирования является трехслойный электролиз.
Алюминий применяется в изготовлении взрывчатых веществ (алюмотол, аммонал). Широко используются разнообразные соединения алюминия. Производство и потребление алюминия постоянно растет, сильно опережая по темпам роста производство меди, цинка, свинца.