Андрей Смирнов
Время чтения: ~19 мин.
Просмотров: 0

Обзор крупнейших алюминиевых заводов россии

Необходимое оборудование

Литейный завод для обработки алюминия использует технологические разработки:

  • Электролизная ванна (электролизный способ);
  • Сосуд для рафинации.

Электролизеры существуют разных размеров. Выпускаются емкости с само обжигающимся анодом и верхним токоотводом или уже с обожжённым анодом.

Ванна с обожжёнными анодами более мощная и производительная. Она меньше выделяет вредных веществ, чем ее предшественница. По форме это прямоугольное приспособление с днищем внутри глубиной до 0,5 метров. Электрическая мощность ванны зависит от поступающего тока к ней. Сила тока колеблется от 30 кА до 250 кА. Поверхность стен обтянута кожухом из стали. Внутри дополнительный слой шамота, поверх которого наложены угольные плиты. Низ так же образован угольными блоками.

Емкость для рафинации напоминает электролитную емкость. Состоит из угольной подины. К сосуду проведены теплоизолирующие футеровки и провода под напряжением. Температура нагрева достигает до +1000 градусов Цельсия.

Помимо электролитов используют охлаждающие печи и сосуды для выпаривания жидкости. На нашем сайте есть подробное видео по производству металлической руды.

Одной из мировых новинок является добыча металла с использованием электрохимического инертного анода. Эта технология не выбрасывает в атмосферу углекислый газ, а наоборот выделяет чистый кислород. Одна емкость может произвести более 8000 тонн кислорода в год. В настоящее время в промышленности осуществляется запуск нового оборудования.

Мировые лидеры по добыче сырья для алюминия и его переработке

Как уже было сказано выше, основным сырьем для получения алюминия являются алюминиевые руды, в первую очередь бокситы. Бокситы имеют экзогенное происхождение и в основном, образуются в корах выветривания, в условиях тропического климата.

Среди мировых стран, обладающих одними из больших запасов бокситов, можно выделить Гвинею, Австралию, Ямайку и Бразилию.

Мировое первенство по добычи бокситов принадлежит Австралии. Австралия сырье для производства алюминия добывает как для собственных нужд, так и поставляет его в другие страны мира. Так по экспорту бокситовых руд Австралия вышла на первое место в мире. Основными факторами, определяющими, ее лидерство являются:

— наличие на территории страны крупных месторождений бокситов, высокого качества;

— местоположение месторождений (находятся в непосредственной близости от морского побережья).

Не смотря на то, что запасов бокситов на территории Австралии значительно меньше, чем в Гвинее, именно эта страна занимает лидерство по их добыче и обеспечивает мировую алюминиевую промышленность.

За последнее время доля добычи бокситов в различных странах претерпевала изменения, но они не значительны. В первую очередь, они заключаются объемах добычи, а вот позиции, занимаемые ими в мировой добыче бокситов особых изменений не имели. Это связано с тем, что на территории стран-лидеров по добыче алюминиевого сырья находятся достаточно крупные месторождения бокситов, запасы которых по-прежнему, остаются значительными.

Ниже будут рассмотрены наиболее крупные месторождения бокситов, расположенные в различных странах. В первую очередь рассмотрим месторождения Австралии, так как именно эта страна занимает лидирующие позиции по добыче бокситов в мире.

Большая часть запасов бокситов, залегающих на территории Австралии, сосредоточена в четырех месторождениях: Уэйл (расположен на полуострове Кейл-Йорк); Гов (расположенном на полуострове Арнемленд); Бугенвиль и Митчелл. На крайней юго-западной части материка в 64 км от г. Перт расположен бокситовый район Дарлинг.

Рассматривая бокситовые месторождения Австралии, можно выделить два наиболее крупных.

Первым считается рудник Хантли, расположенный на юго-западе материка, в районе города Петр. В год там добывается в среднем до 19 миллионов тонн бокситов.

Вторым крупным месторождением бокситов по мощности, считается рудник Уэйпа. Этот рудник расположен на северо-востоке Австралии, на полуострове Кейл-Йорк, в Квинсленде. В год его мощность по добыче составляет в среднем 12 миллионов тонн бокситов.

Если рассматривать другие крупные месторождения бокситов, расположенные в других странах, то в первую очередь можно выделить бразильский рудник Тромбетас. Он находится в Амазонии, штат Пара. Его производительность составляет 17 миллионов тонн в год, что составляет 90% добычи бокситов в стране.

Рудник Камсар-Сангареди, расположенный в Гвинее, в Боке, поставляет до 14 миллионов тонн бокситов в год на внутренний и мировой рынки.

Также одним из значимых месторождений в Гвинее является Кимбо, расположенное в районе Фриа-Содиоре. Производственная мощность карьера составляет свыше двух миллионов в год.

Ряд крупных месторождений расположен в Индии:

Штат Бихар, Ранче месторождения Бахра-Пай, Кхамар-Пат, Похра-Пат.

Штат Гуджарат, Джалинагар месторождение Ран-Випур.

Штат Мадхья-Прадем, Бласпур месторождения Пхутка-Пахар, Паунахра местороджение Сатпатрик-хор-Пахар.

Также существуют достаточно крупные месторождения бокситов и в России, но они будут рассмотрены в другой главе.

Среди стран мира, производящих алюминий, лидирующие позиции принадлежат Китаю, России, Канаде, Австралии и Норвегии. Если сравнить список стран добывающих сырье для производства алюминия и стран, производящих его, то наблюдается отрыв районов добычи бокситов от основных центров его производства.

В первую очередь это связано с тем, что многие страны, являющиеся лидерами по производству алюминия, считают экономически более выгодным импортировать сырье, чем добывать его на своей территории. В то же время, ряд стран, занимающих первое место по добычи сырья для производства алюминия, имеют слабую экономику.

Выплавлять алюминий напрямую из бокситовых руд нельзя. Сначала происходит переработка бокситов в глинозем, а уже за тем получают алюминий.

Первое место по производству глинозема снова принадлежит Австралии. Так она выпускает до 18,4% от мирового производства глинозема. Второе место занимает Китай, выпуская 13,4% от мирового производства. Россия по производству глинозема занимает только шестое место, выпуская 3,3% от мирового производства этого сырья.

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.

Начало промышленного производства

Промышленное производство алюминия связано с именем француза Анри Сент-Клер Девиля. Ему хорошо были известны эксперименты Г. Эрстеда и другого ученого — Ф. Велера, которому в 1827 г. удалось выделить крупинки алюминия. Причиной неудачи Ф. Велера было то, что эти крупинки на воздухе немедленно покрывались тончайшей пленкой оксида: алюминия.
Прежде всего А.С.-К. Девиль в процессе получения металла заменяет калий более дешевым натрием и проводит лабораторные опыты в крупном масштабе. Полученный хлорид алюминия загружался в большую стальную трубу, в которой на равном расстоянии друг от друга были расставлены сосуды, наполненные металлическим натрием. При нагреве происходило взаимодействие хлорида алюминия с натрием в газовой фазе и частицы алюминия оседали на дно трубы. Образованные в результате реакции зернышки тщательно собирали, плавили и получали слитки металла.

Новый способ производства алюминия оказался очень трудоемким. Кроме того, взаимодействие паров хлорида алюминия с натрием нередко протекает со взрывом. В лабораторных условиях это не представляло серьезной опасности, а в заводских условиях могло вызвать катастрофу. А.С.-К. Девиль заменил хлорид алюминия смесью AlС13 с NaCl. Теперь участники реакции находились в расплавленном состоянии. Взрывы прекратились, но, что самое главное, вместо небольших корольков металла, которые надо было собирать вручную, получали значительное количество жидкого алюминия.

Опыты на заводе Жавеля увенчались успехом. В 1855 г. был получен первый слиток металла массой 6—8 кг.

Эстафету производства алюминия химическим способом продолжил русский ученый Н.Н. Бекетов. Он проводил реакцию взаимодействия между криолитом (Na3AlF6) и магнием. Способ Н.Н. Бекетова мало чем отличался от метода А.С.-К. Девиля, но был проще. В немецком городе Гмелингеме в 1885 г. был построен завод, использующий способ Н.Н. Бекетова, где за пять лет было получено 58т алюминия — более четверти всего мирового производства металла химическим путем в период с 1854 по 1890г.

Получение алюминия химическим способом не могло обеспечить промышленность дешевым металлом. Он был малопроизводителен и не давал чистый без примесей алюминий.

Технология производства

Процесс изготовления алюминия делится на три этапа: добыча бокситов (алминийсодержащая руда), ее переработка в глинозем (оксид алюминия) и получение чистого алюминия с применением электролиза (распад оксида алюминия на части под действием электрического тока).

Из 5 тонн боксита образуется 2 тонны глинозема, из которого изготавливают 1 тонну алюминия.

Бокситы состоят из оксида алюминия и включают в состав примесь других минералов. Боксит является качественным, если включает в состав больше 500% оксида алюминия.

Зачастую добычу бокситов ведут открытым методом: техника срезает руду с земли и транспортирует для последующей переработки.

Производство глинозема

Есть три метода получения глинозема:

  • кислотный;
  • электролитный;
  • щелочной.

Последний метод самый распространенный. Он неоднократно был доработан и улучшен, с его помощью можно получить до 85% глинозема. Суть метода состоит в том, что щелочные растворы разлагаются с высокой скоростью, когда в них вводят гидроокись алюминия. Оставшийся раствор выпаривают при высокой температуре и снова применяют для изготовления глинозема.

Получение алюминия из глинозема

Процесс изготовления алюминия из глинозема постоянно совершенствуется, тем самым металл производится с небольшими затратами света и меньшим действием на окружающую среду. В современных цехах применяют инертные аноды, поэтому можно отказаться от применения угля.

В итоге применения инноваций при электролизе глинозема в атмосферу не происходит выделения углекислого газа. При электролизе применяют не меньше 2 т глинозема, 0,1 т криолита и немного фторидов.

Рафинирование алюминия

Полученный в процессе электролиза металл в составе имеет небольшое количество газообразных веществ: цинк, водород, углерод, озон, азот, железо, кремний. Эти примеси ухудшают качество металла. Поэтому в процессе изготовления их удаляют при помощи рафинирования. Такая процедура проходит двумя способами:

  • Хлорирование: происходит при температуре 750 градусов. Алюминий продувают хлористым раствором в специальных ковшах в течение 12 минут.
  • Электролитический метод: применяют хлористые и фтористые соли. Металл подвергается обработке и анодному растворению. В итоге из расплавленного вещества удаляются лишние примеси.

После процедуры рафинирования алюминий очищается на 100 %.

Потребление алюминия.

Около 28% производимого алюминия идет на изготовление банок для напитков, пищевой тары и всевозможных упаковок. Еще 17% используется в транспортных средствах, включая самолеты, военную технику, железнодорожные пассажирские вагоны и автомобили. Около 16% применяется в конструкциях зданий. Примерно 8% используется в высоковольтных линиях электропередачи и других электрических устройствах, 7% – в таких потребительских товарах, как холодильники, кондиционеры воздуха, стиральные машины и мебель. На нужды машиностроения и промышленное оборудование расходуется 6%. Остающаяся часть потребляемого алюминия используется в производстве телевизионных антенн, пигментов и красок, космических кораблей и судов. См. также ХОЛЛ, ЧАРЛЗ МАРТИН.

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.

Сырье для производства

В производство алюминия включены следующие категории химических элементов:

Нефелины. Состоят из нефелиновых сиенитов уртитов. Основные компоненты последних: апатит и нефелин. Составные части обрабатывают и получают апатитовый нефелиновый концентрат.

Алунит. Это основной сульфат алюминия и натрия. Представляет собой комплексное сырье, состоящий из серного ангидрида и щелочи.

Криолит. Соединение создают искусственно. Плавиковый шпат разводят с серной кислотой в специальных самоперемешивающихся печах. Образующуюся летучую кремнефтористую кислоту фильтруют с помощью водных башен, установленных над ваннами. После промышленный раствор очищают содой.

Следующая стадия направлена на получения криолита. Плавиковую кислоту разбавляют гидроксидом алюминия и содой, погружают в большие котлы, где происходит выплавка металлической руды. Криолит оседает, далее его фильтруют, просушивают при температуре 150 градусов Цельсия.

Бокситовый сплав состоит из оксидов железа, кремния и гидроксидов алюминия. Данное сырье используют в качестве флюса плавильной металлургии.

Добываемая земля выглядит как глина. Имеет однородную структуру. Часто попадается гороховидный полосчатый рисунок. Тропический климат способствует образованию качественного состава руды. Под высокими температурами минералы земной коры разлагаются, образуя конечный продукт Боксит. Далее полученный состав очищают от примесей газов.

Алюминиевый сплав имеет прочную связь с кислородом, поэтому процесс добычи его из почвы более затруднителен, по сравнению с другими металлами. Чтобы получить нужное соединение, глинозем перерабатывают поэтапно:

  1. Добывают залежи металлической руды;
  2. Из залежей получают глинозем или оксид алюминия;
  3. Далее химический элемент расщепляют в расплавленном электролите.

Последний пункт процесса переработки получил название Холла-Эру в 1886 году. Главными разработчиками современного метода плавления стали Чарльз Холл и Пол Эру.

Для производства одной тонны серебристого состава требуется 2000 кг. глинозема, 40 кг. фторида, 70 кг. криолита и около 600 кг. графитовых электродов.

Развитие и размещение алюминиевой промышленности в мире

Сырьевая база

Основные мировые месторождения, на которых добывают бокситы

Боксит является основным минеральным сырьём для алюминиевой промышленности. Его запасы в мире распределены очень неравномерно и ограничены. В мире существует семь бокситоносных районов:

  • Западная и Центральная Африка (основные залежи в Гвинее);
  • Южная Америка: Бразилия, Венесуэла, Суринам, Гайана;
  • Карибский регион: Ямайка;
  • Океания и юг Азии: Австралия, Индия;
  • Китай;
  • Средиземноморье: Греция и Турция;
  • Урал (Россия).

По данным Геологической службы США мировые ресурсы бокситов оцениваются в 55 — 75 млрд т, которые распределяются между отдельными регионами следующим образом: Африка — 32 %, Океания — 23 %, Южная Америка и страны Карибского бассейна — 21 %, Азия — 18 %, прочие регионы — 6 %. В целом мировые запасы природных ресурсов бокситов достаточны для удовлетворения мировых потребностей в алюминии в течение продолжительного времени.

Понимая важность сырьевой базы, крупнейшие производители алюминия в мире поделили основные месторождения бокситов высокого качества с содержанием глинозёма не менее 50 %. Другим компаниям остается либо приобретать глинозём на открытом рынке и быть всецело зависимыми от рыночного колебания цен, либо объединять усилия с владельцами месторождений.

Основные производители алюминия в мире

Производство первичного алюминия по континентам земного шара

Крупнейшие производители алюминия в мире

Панорама Богословского алюминиевого завода в городе Краснотурьинске

Список стран, крупнейших производителей алюминия

Основная статья: Список стран по выплавке алюминия

По данным Геологической службы США крупнейшими производителями алюминия в мире явились следующие страны:

Место Страна Производство алюминия в 2016 году, тыс. тонн Годовые производственные мощности, тыс. тонн
1 Китай 31000 40100
2 Россия 3580 4180
3 Канада 3250 3270
4 Индия 2750 3850
5 Объединённые Арабские Эмираты 2400 2400
6 Австралия 1680 1720
7 Норвегия 1230 1550
8 Бахрейн 970 970
9 Соединённые Штаты Америки 840 1730
10 Исландия 800 840
11 Бразилия 790 1400
12 Саудовская Аравия 740 740
13 Южно-Африканская республика 690 715
14 Катар 640 640
Весь мир 57600 72500

Список компаний — крупнейших производителей алюминия

Десятка крупнейших компаний-производителей алюминия выглядит следующим образом:

Место Название компании Страна Объём производства, тыс. т
1 Русал, UС RUSAL Россия, Швейцария 4153
2 Alcoa Inc. США 3965
3 Alcan Канада 3454
4 Aluminum Corporation of China Limited, CHALCO Китай 2034
5 Årdal og Sunndal Verk, ASV (Hydro Aluminium) Норвегия 1576
6 BHP Billiton Австралия 1349
7 Dubai Aluminium Company Limited (DUBAL), Объединённые Арабские Эмираты 872
8 Rio Tinto Великобритания, Австралия 864
9 Aluminium Bahrain B.S.C. (Alba) Бахрейн 860
10 Century Aluminum США 741

Самым крупным предприятием по производству алюминия является Братский алюминиевый завод, который первым в мире стал производить более 1 миллиона тонн алюминия в год. Завод производит 30 % российского алюминия и 4 % мирового. Завод потребляет 75 % электроэнергии, вырабатываемой Братской ГЭС.

Помещения для цеха и склада

Помещение под цех для изготовления алюминия должно составлять от 300 квадратных метров. На такой территории можно легко установить станки, сделать склад для хранения алюминиевой продукции и сырья.

В цеху должны быть высокие потолки, так как во время изготовления алюминия не обойтись без подъемных механизмов.

Также нужно подготовить подъездные пути для грузового транспорта. Помещение должно быть на окраине города, подальше от жилых зданий.

Стоимость на покупку или аренду помещения зависит от разных факторов. В среднем за аренду завода такой площади необходимо будет отдавать 200 000 рублей в месяц. Самый лучший вариант сразу выкупить помещение.

В начале славных дней

Наша алюминиевая история начинается 14 мая 1932 года, когда в СССР впервые промышленным способом был произведен первичный алюминий. Знаменательное событие произошло на Волховском алюминиевом заводе (Ленинградская область). Однако этого не могло случиться без принятия 10 годами ранее Государственного плана по электрификации России (ГОЭЛРО) — по сути, стратегии развития всего государства и всех территорий, подразумевающей строительство не только энергетических мощностей, но и промышленных объектов, которые будут потреблять вырабатываемую энергию. «Коммунизм — это есть Советская власть плюс электрификация всей страны», — заявил тогда Ильич.

В эту самую электрификацию мало кто верил. Писатель-фантаст Герберт Уэллс, посетивший СССР в 1920 году, назвал ГОЭЛРО утопией, а книгу, написанную по возвращении в Англию, озаглавил «Россия во мгле». Однако в 1934 году, вновь приехав в нашу страну уже по приглашению Сталина, достопочтенный джентльмен был весьма удивлен.

А все потому, что в план ГОЭЛРО было заложено экономически разумное технологическое решение — строить алюминиевые заводы в связке с гидроэлектростанциями. По сей день соседство алюминиевого производства и ГЭС является примером наиболее эффективного энергопромышленного кластера.

Поставщиком электроэнергии для первого алюминиевого завода СССР стала Волховская ГЭС. Следом, в 1933 году, был запущен Днепровский алюминиевый завод, и снова энергией его обеспечила ГЭС. Уже к 1935 году Советский Союз полностью заместил импорт алюминия собственным производством.

Несмотря на это, крайне важной задачей оставалось обеспечение растущего производства алюминия собственным сырьем — глиноземом. Это оксид алюминия, из которого в процессе электролиза вырабатывается сам металл

Толчком для производства глинозема послужили новые способы переработки сырья, открытые в Ленинградском государственном институте прикладной химии. В 1938 году эти разработки позволили запустить Тихвинский глиноземный завод, а спустя год — Уральский алюминиевый завод, представлявший из себя уже комплекс предприятий по производству и глинозема, и алюминия.

Уже в 1940 году, всего через восемь лет после первой плавки, СССР вышел на третье место в мире по объемам производства алюминия.

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.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации