Самым первым получил металлический алюминий немецкий химик Ф. Велер в 1821 году, с помощью восстановления AlCl3 металлическим калием. В 1854 году французский ученый Сент-Клер Девиль восстановил натрием двойной AlCl3 с помощью электролиза.
Наиболее удобный и более распространенный метод получения алюминия предложил американец Ч. Холл, чей метод предлагал электролиз оксида алюминия в растворенном в расплавленном криолите Na3AlF6.
Сырьем служат: бокситы, нефелины, алуниты и т.д.
В промышленности алюминий получают электролизом раствора чистого оксида алюминия в расплавленном криолите с добавлением CaF2 при температуре 950 °С. Криолит является растворителем, а добавка служит для поддержания оптимальной температуры плавления в ванне (около 1000°С). Электролиз водных растворы нецелесообразен, т.к. алюминий более активный элемент, чем водород. Поэтому на катоде будет выделяться водород, а не металл.
Этапы получения алюминия.
1.Очищение от примесей минеральной руды.
Алюминий. Добыча и переработка
- проводят в стальных ваннах с теплоизоляцией и внутренней футеровкой из огнеупорного кирпича (фторид кальция расплавляется).
Катод: графитовые блоки, которыми выложено дно ванны.
Анод: угольные стержни.
Схема установки для получения алюминия.
Сначала засыпают криолит и CaF2, которые расплавляются от тепла от действия электрического тока. Затем добавляют оксид алюминия. Электрической энергии надо много, ток должен быть постоянным более 100 кА. Поэтому с экономической стороны должна быть дешевая гидростанция.
Источник: www.calc.ru
Как создается алюминий
Метод получения алюминия при помощи электричества был разработан в 1886 году и применяется до сих пор.
Алюминий – один из самых распространённых элементов земной коры (8% от ее состава). После железа, это наиболее используемый металл на планете.
Алюминий в чистом виде в природе не встречается, именно поэтому еще 200 лет назад человечество ничего не знало об этом металле. Метод получения алюминия при помощи электричества был разработан в 1886 году и применяется до сих пор.
Добыча бокситов
Производство алюминия начинается с добычи бокситов. Эта горная порода богата алюминием, который содержится в ней в форме гидрооксидов. В мире около 29 млрд тонн доказанных запасов бокситов. При текущем темпе добычи этого хватит более чем на 100 лет.
Прокрутите вниз
Добыча бокситов
Производство алюминия начинается с добычи бокситов. Эта горная порода богата алюминием, который содержится в ней в форме гидрооксидов. В мире около 29 млрд тонн доказанных запасов бокситов. При текущем темпе добычи этого хватит более чем на 100 лет.
Алюминий из глины в домашних условиях. Реально ли?
Прокрутите вниз
Производство глинозема
Боксит дробят, высушивают и размалывают в мельницах вместе с небольшим количеством воды. В результате образуется густая масса. Ее собирают в емкости и нагревают паром, чтобы отделить большую часть кремния, содержащегося в бокситах.
Прокрутите вниз
Электролиз алюминия
На алюминиевом заводе глинозем засыпают в ванны. Через раствор пропускают электрический ток, который разрывает связи между атомами алюминия и кислорода, в результате металл в жидкой форме собирается на дне ванны. Этот процесс очень энергоемкий.
Прокрутите вниз
Первичный алюминий
Первичный алюминий отливается в слитки, размеры и формы которых зависят от запроса потребителя. После литья алюминий поставляется по всему миру, а также используется для производства алюминиевых сплавов.
Прокрутите вниз
Обработка
Первичный алюминий используется для создания различной продукции с широким диапазоном использования. Наиболее распространенные – литейные сплавы, прокат, экструзия. Благодаря своим свойствам, возможности использования алюминия постоянно растут.
Прокрутите вниз
Переработка
При переработке алюминий не теряет своих свойств. Почти 75% всего алюминия, когда-либо произведенного – до сих пор находится в обращении. Особенно важно, что для переработки алюминия необходимо лишь 5% энергии по сравнению с производством первичного металла.
Источник: enplusgroup.com
Как получают алюминий?
Как получают алюминий в чистом виде?
Но знаете ли вы о том, что алюминий в свободном виде в природе не встречается. Алюминиевых рудников не бывает. Его извлекают из рудников содержащих бокситы, алуниты и нефилины. Чтобы получить алюминий в чистом виде, необходимо проделать долгий путь, по отделению метала от других химических элементов.
Технологический процесс получения алюминия состоит из двух стадий:
- Бокситную руду измельчают, получается глинозем.
- Извлечение алюминия из глинозема.
Глиноземом называется кристаллическая окись алюминия.
Глинозем подвергают процедуре электролиза в криолите. При температуре 960-970 0 С в специальных ваннах задействуется низкое напряжение электрического тока в 4,5 Вольта, но при очень высокой силе тока 250 тысяч Ампер. В результате на дне ванны вокруг катода сосредоточивается жидкий алюминий, а кислород скапливается вокруг анода. Затем алюминий рафинируют и разливают в формы. В последующем изготавливают различные изделия.
Производство алюминия является трудоемким процессом, требующим львиную долю электроэнергии. Поэтому алюминиевые заводы чаще всего можно встретить вблизи крупных гидроэлектростанций, для получения дешевой электроэнергии.
Какое будущее у алюминия?
В прошлом: По приказу Наполеона III были изготовлены столовые приборы из алюминия. Подавались на торжествах императору и самым почетным гостям, остальные довольствовались золотой и серебряной утварью.
В середине девятнадцатого века парижские модницы в своих нарядах должны были иметь хотя бы одно изделие из алюминия.
Сегодня: Что только не делают из алюминия; самолеты, топливо для ракет, профиль для теплиц, изделия для электроники. Производство алюминия в металлургии занимает 2% от производства метала, в будущем по прогнозам увелится до 4-5%.
В будущем: производители уже создают ткань, покрытую тонким слоем этого металла. Называется она “алюминированая ткань”. Например, если ткань использовать, как занавески в жаркий день, ткань окажет добрую службу в двух направлениях: тепло будет отражаться, а свет с легкостью будет проникать в комнату. Так что в квартире будет светло и в то же время прохладно.
За два века легкий метал смог завоевать мир. А двадцать первый век, по всеобщему признанию, вовсе обещает стать веком алюминия.
Источник: electric-tolk.ru