Серебро из глины что это

«О сколько нам открытий чудных. »
Познавательные книги для детей: прошлое и настоящее
Алюминий — «серебро» из глины (свойства и применение металла)
Имя: hochu_vse_snat
Текущий месяц
Метки (общий указатель)

22-сент-2011 07:21 pm

Поиски «компаньонов»

В 1893 году в Москве вышла книга инженера Н. Жукова «Алюминий и его металлургия», в которой автор писал: «Алюминий призван занять выдающееся место в технике и заместить собой, если не все, то многие из обыденных металлов. » Для такого утверждения имелись основания: ведь уже тогда были известны замечательные свойства «серебра из глины». Алюминий один из самых легких металлов: он в 3 с лишним раза легче меди и в 2,9 раза легче железа.

По теплопроводности и электропроводности он уступает лишь серебру, золоту и меди. В обычных условиях этот металл обладает достаточной химической стойкостью. Высокая пластичность алюминия позволяет прокатывать его в фольгу толщиной до 3 микрон, вытягивать в тончайшую, как паутина, проволоку: при длине 1000 метров она весит всего 27 граммов и умещается в спичечной коробке. И лишь его прочностные характеристики оставляют желать лучшего. Это обстоятель­ство и побудило ученых задуматься над тем, как сделать алюминий проч­нее, сохранив все его полезные качества.

Добыча алюминия из глины в домашних условиях как бизнес идея

Издавна было известно, что прочность многих сплавов зачастую гораз­до выше, чем чистых металлов, входящих в их состав. Вот почему метал­лурги и занялись поисками тех «компаньонов», которые, вступив в союз с алюминием, помогли бы ему «окрепнуть». Вскоре пришел успех. Как не раз бывало в истории науки, едва ли не решающую роль при этом сыграли случайные обстоятельства.

Впрочем, расскажем все по порядку. Однажды (это было в начале XX века) немецкий химик Вильм приготовил сплав, в который, помимо алюминия, входили различные добавки: медь, магний, марганец. Прочность этого сплава была выше, чем у чистого алюминия, но Вильм чувствовал, что сплав можно еще более упрочнить, подвергнув его закалке. Ученый нагрел несколько образцов сплава примерно до 600°С, а затем опустил их в воду. Закалка заметно повысила прочность сплава, но, поскольку результаты испытаний различ­ных образцов оказались неоднородными, Вильм усомнился в исправности прибора и точности измерений.

Вильм не верит своим глазам

Несколько дней исследователь тщательно выверял прибор. Забытые им на время образцы лежали без дела на столе, и к тому моменту, когда прибор был вновь готов к работе, они оказались уже не только закаленными, но и запыленными. Вильм продолжил испытания и не поверил своим глазам: прибор показывал, что прочность образцов возросла чуть ли не вдвое.
Вновь и вновь повторял ученый свои опыты и каждый раз убеждался, что его сплав после закалки продолжает в течение 5—7 дней стано­виться все прочнее и прочнее. Так было откры­то интереснейшее явление — естественное ста­рение алюминиевых сплавов после закалки.
Сам Вильм не знал, что происходит с металлом в процессе старения, но, подобрав опытным путем оптимальный состав сплава и режим терми­ческой обработки он получил патент и вскоре продал его одной немецкой фирме, которая в 1911 году выпустила первую партию нового сплава, названного дюралюминием* (Дюрен — город, где было начато промышлен­ное производство сплава). Позже этот сплав стали называть дуралюмином.

Когда открылась эта правда, волосы стали дыбом. Как добывают золото из глины? (А алюминий)

«Этажерки» сходят со сцены

В 1919 году появились первые самолеты из дуралюмина. С тех пор алюминий навсегда связал свою судьбу с авиацией. Он по праву заслужил репутацию «крылатого металла», превратив примитивные деревянные «этажерки» в гигантские воздушные лайнеры. Но в те годы его еще не хватало, и многие самолеты, главным образом легких типов, продолжали изготовлять из дерева.
В нашей стране производством алюминиевых сплавов занимался тогда лишь Кольчугинский завод по обработке цветных металлов, который выпу­скал в небольших количествах кольчугалюминий — сплав, по составу и свойствам сходный с дуралюмином. На повестку дня стал вопрос о соз­дании мощной алюминиевой промышленности.
В начале 1929 года в Ленинграде на заводе «Красный Выборжец» были проведены опыты по получению алюминия. Руководил ими П. П. Федотьев — замечательный ученый, с именем которого связаны многие страницы истории «крылатого металла».
27 марта 1929 года удалось получить первые 8 килограммов металла. «Этот момент, — писал впоследствии П. П. Федотьев, — можно считать возникновением производства алюминия в СССР на волховской энергии и целиком из материалов собственного приготовления».

Музейная ценность

В ленинградской печати отмечалось тогда, что «первый слиток алюми­ния, представляющий музейную ценность, должен быть сохранен как памятник одного из крупнейших достижений советской техники». Образцы алюминия, полученного в дальнейшем на «Красном Выборжце», и изделия из него были преподнесены от трудящихся Ленинграда V Всесоюзному съезду Советов.
Успешное проведение этих опытов позволило приступить к сооружению Волховского и Днепровского алюминиевых заводов. В 1932 году вступил в строй первый из них, а спустя год — второй.
В эти же годы значительные природные запасы алюминиевых руд были обнаружены на Урале. Любопытна предыстория этого открытия.

Экспонат меняет паспорт

«Эхо-1» отражает радиосигналы

В 1960 году в США запустили спутник «Эхо-1», предназначенный для отражения радиосигналов. Это был огромный, диаметром около 30 метров шар, представляющий собой пластическую пленку, покрытую тончайшим слоем алюминия. Несмотря на столь внушительные габариты, этот спутник весил всего 62 килограмма.
Фольга из чистейшего алюминия служила флуоресцирующим экраном, установленным на одном из спутников для исследования испускаемых Солнцем заряженных частиц. Когда американские космонавты Нейл Арм­стронг и Эдвин Олдрин высадились на Луну, они расстелили на ее поверх­ности лист такой же фольги и в течение двух часов подвергали фольгу воздействию газов, излучаемых Солнцем. Покидая Луну, космонавты захватили с собой эту фольгу и образцы лунных пород, которые они упаковали в специальные алюминиевые коробки.

«Алюминаут» погружается в пучину

Алюминий принимает участие в овладении не только космическими высотами, но и морскими безднами. Несколько лет назад в США была соз­дана океанографическая подводная лодка «Алюминаут», которая может погружаться на глубину 4600 метров. Новый сверхглубинный корабль построен не из стали, как обычно принято, а из алюминия.
Во Франции спущен на воду громадный океанский лайнер водоизме­щением свыше 50 тысяч тонн, длиной 315 метров, способный принять на борт две тысячи пассажиров. Корпус, трубы, шлюпки и даже мебель этого колосса выполнены из алюминия.
Область применения алюминия постоянно расширяется. В послевоен­ные годы в США был составлен список изготовляемых из него изделий. В списке оказалось примерно две тысячи наименований!

«Русская тройка»

Важный потребитель этого металла — электротехническая промыш­ленность. Провода высоковольтных линий передач, обмотки моторов и трансформаторов, кабели, цоколи ламп, конденсаторы и многие другие изделия делают из алюминия.
Желанный гость он и на транспорте. Сейчас в нашей стране ведутся работы по созданию железнодорожного суперэкспресса. «Русская трой­ка» — так поэтично назван этот поезд — своими формами напоминает фюзеляж современного самолета. Да и помчится он со скоростью взлета­ющего «Ту». Конструкторы предложили изготовить кузов экспресса из алюминия.

Опытный кузов уже прошел испытания: его сжимали с силой в 200 тонн, подвергали сильнейшей вибрационной тряске и другим «экзе­куциям», но металл все выдержал. Недалек тот день, когда «Русская трой­ка» стремительно понесется по нашим необъятным просторам.

Полвека спустя

Алюминий обладает высокой коррозионной стойкостью. Этим он обязан тончайшей, толщиной 0,0001 миллиметра пленке, которая возникает на его поверхности и служит в дальнейшем броней, защищающей металл от кислорода. Не будь этой пленки-брони, алюминий вспыхивал бы даже на воздухе и сгорал ослепительным пламенем. Спасительный панцирь поз­воляет алюминиевым деталям служить десятки лет даже в такой вредной для «здоровья» металлов отрасли, как химическая промышленность.
Ученые установили, что алюминий обладает еще одним ценным свой­ством: он не разрушает витамины. Поэтому из него изготовляют аппарату­ру для маслобойной, сахарной, кондитерской, пивоваренной промышленно­сти. Прочные позиции завоевал этот металл и в строительстве. Еще в 1890 году в одном из американских городов алюминий был впервые применен при постройке жилого дома.

Спустя полстолетия все алюминиевые детали находились в прекрасном состоянии. Первая алюминиевая крыша, постав­ленная в 1897 году, стоит без ремонта по сей день.
На территории Московского Кремля из алюминия и пластмасс соору­жен величественный Дворец съездов. В 1958 году на Всемирной выставке в Брюсселе из стекла и алюминия был построен поражавший красотой павильон Советского Союза. Бельгийские газеты называли его «Дворцом социализма». Мосты, здания, гидротехнические объекты, ангары — везде находит применение чудесный легкий металл.
Металлурги широко используют алюминий для удаления из стали кислорода. В качестве основного компонента алюминиевая крупка входит в состав термитных смесей, применяемых при алюминотермических про­цессах получения многих сплавов.
Алюминий можно встретить и в коллекциях филателистов: в 1955 году в Венгрии была выпущена необычная почтовая марка, отпечатанная на алюминиевой фольге толщиной 0,009 миллиметра. Позднее такие марки Появились и в других странах.

Чудесная ткань

Уже создана алюминированная (покрытая тончайшим слоем алюми­ния) ткань, которая обладает замечательным свойством: она «умеет» и согревать, и охлаждать. Занавеси на окнах из этой ткани, если их пове­сить металлом наружу, пропустят световые лучи, но отразят тепловые — в жаркий летний день в комнате будет прохладно.

Зимой же занавеси следует перевернуть: тогда они будут возвращать тепло в помещение. В плаще из такой ткани можно не бояться ни жары и ни холода. Чтобы спастись от палящих солнечных лучей, плащ нужно будет носить металлом наружу. Если же на улице похолодает — выверните его наизнанку, и металл возвратит тепло вашему телу.

Чехословацкая промышленность начала выпускать очень удобные алюминированные одеяла, которые оди­наково хороши и в теплых, и в прохладных помещениях. К тому же весят они всего 55 граммов и в свернутом виде легко умещаются в футляре размером не более обычного портсигара.
Можно не сомневаться, что геологи, туристы, рыбаки — словом, все те, кого опаляет солнце и овевают ветры, по достоинству оценят куртки и па­латки из такой ткани. В жарких краях большим спросом будут пользо­ваться «алюминиевые» тюбетейки, панамы, халаты, зонтики. Металлизиро­ванная одежда сделает профессию сталевара менее горячей. Поможет она и пожарным в их тяжелой борьбе с огнем.
В последнее время ученые и инженеры большое внимание уделяют созданию совершенно новых материалов — пенометаллов. Уже разработана технология получения пеноалюминия — первенца в этом замечательном семействе. Новый материал поразительно легок: 1 кубический сантиметр некоторых видов пеноалюминия весит всего 0,19 грамма. Пробка, всегда служившая эталоном легкости, не в состоянии конкурировать с этим материалом: она на 25—30% тяжелее. Вслед за пеноалюминием будут созданы пенобериллий, пенотитан и многие другие удивительные материалы.

На Марсе и Луне

С. Венецкий. «Серебро» из глины / Рассказы о металлах

• Tags: * Венецкий С., КОСМОНАВТИКА, МЕТАЛЛУРГИЯ, СТРОИТЕЛЬСТВО, ТРАНСПОРТ, ФИЗИКА, ХИМИЯ, дюралюминий, металлы — алюминий, пищевая промышленность, радиосвязь, самолет, солнечный ветер, сплавы, текстильная промышленность

Источник: hochu-vse-snat.livejournal.com

«Серебро из глины» или как получают алюминий?

Несмотря на свою распространенность, алюминий в чистом виде в природе почти не встречается. В1978 году ученым удалось обнаружить мелкие выделения самородного алюминия в древних габбро-долеритах Восточной Сибири (Якутия). Подобные находки были в Норильске, плато Путорана (Таймыр), в вулканическом пепле вулкана Толбачик на Камчатке и в Оренбургской области на Кумакском рудном поле. А еще тонкораспылённый самородный алюминий был обнаружен в лунном грунте. Но всё это слишком редкие и малочисленные находки, поэтому самородный алюминий очень-очень редкий минерал.

И как металл — он относительно молодой. Люди научились его получать только в 19 веке. Алюминий назвали “серебро из глины”, так как сам он внешне похож на серебро, а глины почти на треть состоят из алюминия. Да и главная алюминиевая руда — бокситы — тоже часто напоминает глину.

Алюминиевая плита. Этот металл действительно похож на серебро.

Но с бокситами оказалось не всё так просто, как с обычной металлической рудой — медной или свинцовой. Выплавить алюминий из руд не получается, так как температура плавления бокситов намного выше, чем температура, при которой алюминий соединяется с кислородом.

Боксит — главная алюминиевая руда

Над получением металла десятки лет бились многие учёные в разных странах. И наконец в 1886 был выведен метод получения алюминия с помощью электричества и криолита. Криолит — это фтористое соединение, которое снижает температуру плавления и увеличивает электропроводность состава. Встречается он редко, и его искусственно получают из флюорита.

Итак, основные этапы производства алюминия:

1. Дробление. Бокситы дробят, размалывают в специальных мельницах вместе с небольшим количеством воды. Потом эту массу собирают в ёмкости и нагревают паром для того, чтобы отделить большую часть кремния, который содержится в бокситах.
2. Выщелачивание. Руду загружают в автоклав для обработки щёлочью — едким натром. В полученный щелочной раствор из руды переходит оксид алюминия, а посторонние примеси формируют твёрдый осадок. Он называется красный шлам. Его могут использовать в производстве чугуна или бетона, а так же в качестве сырья для получения редкоземельных металлов, например скандия.
3. Декомпозиция. Раствор алюмината натрия (из. пункта 2) несколько суток перемешивают в декомпозёрах. В результате в осадок выпадает чистый глинозём Al2O3.
4. Электролиз. Глинозём засыпают в ванны с расплавленным криолитом при температуре 950 градусов по Цельсию. Через раствор пропускают электрический ток силой 400 килоампер и выше. Ток разрывает связь между атомами алюминия и кислорода. В результате металл алюминий в жидкой форме собирается на дне ванны.
5. Литьё. Алюминий отливается в слитки и готов к использованию либо в чистом виде, либо в виде сплавов.

Слиток алюминия

Во многих отраслях промышленности применяется сплав алюминия с медью и лигирующими элементами (например, цинком и магнием или марганцем, титаном, хромом, но чаще всего — магний и марганец). Сплав называется дюралюминий или дюраль.

Алюминий супервостребованный металл. Он очень лёгкий, но при этом прочный, не подвержен коррозии, отлично проводит электрический ток, не токсичен и долговечен.

Мировое потребление алюминия по отраслям.

27% мирового потребления приходится на транспортную сферу. Все виды транспорта — от велосипедов до космических ракет — производятся из алюминия. Этот металл позволяет человеку двигаться с высокой скоростью, переплывать океаны, подниматься в небо и покидать пределы нашей планеты. За это алюминий еще называют “крылатым металлом”.

25% всего производимого алюминия используется в строительстве. Особенно он востребован при возведении высоких зданий, небоскрёбов, масштабных конструкций нестандартных форм, например, спортивных объектов.

13% производимого алюминия приходится на энергетику. Алюминиевые провода и кабели, антенны, производство трансформаторов, радиолокаторов и много другого.

16% от общего производства алюминия это фольга и упаковка. Алюминиевая фольга используется в упаковке очень многих пищевых продуктов и лекарств. Алюминиевая банка популярный и при этом экологичный вид упаковки.

Источник: dzen.ru

Алюминий: «серебро» из глины

В 1855 г. на Всемирной выставке в Париже рядом с изделиями Севрской фарфоровой фабрики лежало несколько небольших слитков и тонких полос серебристобелого металла.

Это были куски первого алюминия, который тогда называли «серебром из глины». Ценился он наравне с золотом и платиной. Император Франции Наполеон III и вся королевская семья пользовались за обедом алюминиевыми ложками. Название металлу дал немецкий химик Велер, разработавший способ получения этого металла в виде маленьких гранул или зерен.

Слово «алюминий» происходит от греческого «алюмен», что означает «вяжущий» или «квасцы». По свидетельству древнегреческого историка Геродота, еще в V в. до нашей эры (а возможно, и раньше) при крашении шерстяных тканей применяли в качестве протравы какой-то минерал, который назывался алюменом. Квасцы были знакомы и русским ремесленникам, которые в XIII—XIX вв. пользовались ими для крашения тканей и выделки сафьяна. Квасцовой землей в XVIII в. русские химики называли глинозем.

Алюминий — самый распространенный металл. По содержанию в земной коре (7,45%) он занимает третье место среди всех химических элементов. Насчитывается свыше 250 минералов, в состав которых входит алюминий. Большая часть алюминиевых минералов, слагающих горные породы, — алюмосиликаты, т. е. соединения алюминия с кислородом и кремнием.

Алюмосиликатам было суждено сыграть исключительно важную роль в развитии цивилизации, но еще более важным материалом оказались продукты выветривания алюмосиликатов — глины. Им обязаны своим происхождением гончарные изделия древних, современный художественный и технический фарфор, главный строительный материал — кирпич.

Драгоценные камни — это тоже содержащие некоторые примеси соединения алюминия. Основа рубина, или окиси алюминия, — корунд с незначительной примесью хрома. Сапфир — это тот же корунд, только вместо хрома в нем имеется титан. Голубовато-зеленые аквамарины обязаны своим происхождением алюмосиликату бериллия. Бирюза — алюмосиликат меди; темно-красные гранаты — кристаллы железистого алюминия; нежные лейкосапфиры — прозрачные кристаллы безводной окиси алюминия.

Из многочисленных алюминиевых минералов, встречающихся в природе, лишь немногие могут быть использованы для промышленного производства алюминия. Основным сырьем для его получения служит глинозем (окись алюминия), входящий в состав минералов (бемит, диаспор, гидраргилит), глин, слюды, полевых шпатов, бокситов. Последние получили свое название от деревни Бокс на юге Франции, где в 1821 г. были открыты крупные залежи породы буровато-красного цвета, по внешнему виду похожей на глину, но не обладающей пластичностью. Анализ породы показал, что в ней содержится до 60% глинозема с примесью окислов железа и кремния и других веществ.

Первые изделия из алюминия, появившиеся во Франции в середине 60-х годов прошлого века, ценились так дорого, что почти не находили потребителя. Стоимость 1 кг алюминия превышала 1000 золотых рублей. Но уже к концу 60-х годов, после того как французский химик Девиль организовал производство металлического алюминия из хлористого алюминия, она уменьшилась почти в 10 раз.

Однако способ Девиля, основанный на вытеснении алюминия расплавленным «металлическим» натрием, был дорог, сложен и не давал возможности получать чистый металл. Поиски более совершенных методов производства алюминия натолкнули ученых на мысль использовать в качестве сырья гренландский криолит, который начиная с 1854 г. стали ввозить в Европу в больших количествах. Поскольку минерал представляет собой двойную соль (фторид алюминия и натрия), можно было надеяться получить металлический алюминий, восстанавливая криолит, а также и хлорид алюминия металлическим натрием.

Наиболее эффективный метод получения алюминия из криолита предложил русский ученый Н. Н. Бекетов, тогда профессор Харьковского университета. Спустя два года после сообщения Бекетова по его способу стали работать алюминиевые заводы во Франции и Германии.

Советский Союз располагает богатейшими месторождениями бокситов на Урале, в Башкирской АССР, Казахстане. Еще в 1882 г. А. Е. Бренн обнаружил залежи бокситов в районе реки Воложбы, неподалеку от города Тихвина (ныне Ленинградская область). Царские чиновники не обратили внимания на сообщение Бренна, и алюминий продолжали ввозить из-за границы.

Лишь в 1915 г. в связи с резко возросшим спросом на алюминий для военных целей были начаты усиленные поиски алюминиевых руд в стране. Военное ведомство объявило даже крупную денежную премию (50 тыс. рублей) тому, «кто укажет местонарождение бокситов». На призыв правительства откликнулись геологи, краеведы, старатели. Спустя год инженер П. Н. Тимофеев установил наличие в Тихвинском районе значительного месторождения бокситов, которое в советские годы стало основной рудной базой алюминиевой промышленности. В 1931 г. в районе города Серова на Северном Урале были найдены бокситы еще лучше тихвинских, а несколько позднее были открыты крупные месторождения богатых глиноземом бокситов в других районах Урала.

В конце 1916 г. В. А. Аршинов предложил использовать для производства алюминия нефелиновые руды, которыми так безмерно богата наша страна. Наиболее крупные нефелиновые месторождения находятся в Хибинском массиве (Кольский полуостров), в Красноярском крае и Кемеровской области.

Первая выдача алюминия из нефелиновой руды состоялась на Хибинском месторождении, разведанном в 1921 г. геологической экспедицией под руководством академика А. Е. Ферсмана. Производство было организовано следующим образом. В гранатовые тигли насыпали 21 кг измельченного в порошок «ледяного камня» и 3 кг чистого магния.

Тигли плотно закрывали и помещали в коксовую печь, где они нагревались до белого каления. Спустя полтора часа тигли вынимали из печи и охлаждали. Кусочки алюминия, выделившиеся из затвердевшей массы, переплавляли в слитки в небольшом графитовом тигле.

Изучая процессы вытеснения металлов из их солей, Бекетов заметил, что алюминий полностью вытесняется из криолита металлическим магнием. «Глиний (алюминий) восстанавливается магнием, — писал он в своей докторской диссертации, — из своего фтористого соединения (из криолита, искусственно мною приготовленного) в чем я убедился особенным опытом».

Эти наблюдения послужили основой для создания промышленного способа получения алюминия, и этот способ использовался в Европе более 25 лет. Только в 90-х годах прошлого века, после того как в Петербурге на Тентелевском химическом заводе (теперь «Красный химик») К. И. Байер предложил получать алюминий из более дешевого глинозема, бекетовский метод утратил свое промышленное значение.

Разрабатывая способ получения чистого гидрата окиси алюминия для протравы ситцевых тканей, Байер сделал два важных открытия, которые затем и легли в основу его метода производства алюминия. Он заметил, что раствор алюмината натрия в присутствии затравки свежеосажденного гидрата глинозема самопроизвольно разлагается с выделением окиси алюминия и что глинозем можно извлекать из бокситов путем обработки их щелочью под давлением. Байеровокий способ получения чистого глинозема применяется до сих пор.

Спустя пять лет после опубликования Байером своих патентов инженер Д. А. Пеняков запатентовал другой способ производства глинозема из бокситов. Дорогостоящие щелочи — кальцинированную соду и едкий натр — он заменил глауберовой солью. Смесь мелкоизмельченного боксита, глауберовой соли и угля подвергалась спеканию в трубчатой вращающейся печи при 1200° С. Алюминат натрия выщелачивали из снека водой, затем алюминатный раствор карбонизировали (продувая через него окись углерода), в результате чего гидроокись алюминия выпадала в осадок, а в растворе оставалась сода. Сернистый газ, выделявшийся при спекании смеси, использовался для получения из поваренной соли новых порций глауберовой соли и соляной кислоты.

Способ Пенякова не нашел применения в России, но был немедленно использован за границей. В Бельгии построили глиноземный завод, который работал до 1914 г., пока не был разрушен немецкими войсками, оккупировавшими страну.

Особо ценный вклад в развитие производства алюминия внесли русские ученые В. П. Ильинский и П. П. Федотьев, создавшие теорию электрометаллургии алюминия, теорию процессов, происходящих при извлечении этого металла из руд с помощью электрического тока. В 1912 г. вышла в свет книга Федотьева «Экспериментальное исследование по электрометаллургии алюминия», которая сразу же была переведена на многие иностранные языки и стала настольной книгой металлургов всего мира.

Разработанные русскими учеными промышленные способы производства алюминия не смогли найти практического приложения в царской России, хотя правительство с самого начала первой мировой войны всячески поощряло разведку алюминиевых руд и пыталось организовать алюминиевую промышленность. Но этому препятствовало отсутствие нужного количества электроэнергии — основы электрометаллургии алюминия. Мешали этому начинанию и иностранные концерны, продававшие алюминий России и не желавшие терять свои барыши.

Лишь при Советской власти были созданы предпосылки для развития отечественной алюминиевой промышленности. Решающую роль здесь сыграл разработанный В. И. Лениным план электрификации страны (ГОЭЛРО). В 1925 г. первенец этого плана — Волховская ГЭС — дал ток и спустя несколько лет стал энергетической базой Волховского алюминиевого завода. Прошло еще семь лет, и Днепрогэс стал снабжать электроэнергией второй алюминиевый завод в Союзе — Днепровский. В конце 1934 г. началось строительство крупного алюминиевого комбината на Урале.

В 1940 г. было принято решение об усиленном развитии алюминиевой промышленности, намечена постройка глиноземных и алюминиевых заводов на Урале, в Кузбассе, Закавказье, Мурманской области, Карелии.

Алюминиевый завод совсем непохож на обычные металлургические предприятия, где из железной руды добывают чугун и переплавляют его в сталь. Сердце алюминиевого завода — электролизный цех. Вдоль широких пролетов в несколько рядов установлены на каменном фундаменте большие железные ящики — электролизные ванны.

Они выложены внутри графитом или угольными плитами, которые служат катодами. Сверху в ванны спущены массивные угольные пластины — аноды. Электролизные ванны наполняют окисью алюминия с добавкой небольшого количества криолита, который снижает температуру плавления. При включении тока криолит начинает плавиться и растворяет окись алюминия.

Электролиз ведется при температуре около 1000° С. На аноде выделяется кислород, который окисляет уголь в окись углерода. На дне ванны, на катоде, собирается расплавленный алюминий. Несколько сот килограммов металла дает в сутки каждая ванна.

В 60-х годах советские металлурги одержали выдающуюся победу: на Волховском алюминиевом комбинате впервые стали получать алюминий из нефелинов. А совсем недавно вступил в строй крупнейший в мире Ачинский комбинат, построенный на базе Килшалтырского нефелинового месторождения.

Отходы, получающиеся при флотации апатитовых руд и переработке их на удобрения, называют нефелиновыми хвостами. Прежде чем получить из хвостов алюминий, их надо обогатить, получить концентрат, содержащий не менее 30% глинозема. Из нефелинового концентрата можно получить в два раза больше алюминия, чем из бокситов, но извлечь металл из концентрата гораздо труднее, чем из бокситов. Здесь на помощь металлургам пришли высокая температура и химические реакции.

Нефелиновый концентрат дробят на мелкие кусочки и смешивают с раздробленным известняком. Смесь, смоченную водой, размалывают на мельницах и полученную кашицу, пульпу, загружают во вращающуюся печь — длинный (60—180 м) железный барабан. Пульпа поступает в барабан с холодного конца, а навстречу ей с другого конца движется струя мелкоизмельченного горящего угля, температура которого достигает 1300—1500° С. Сначала испаряется вода, затем известняк разлагается на окись кальция и углекислый газ; последний отсасывается из печи.

Молекулы извести вступают в реакцию с молекулами нефелина и разрушают их. Образуется спек — плотная масса, состоящая главным образом из силиката кальция и алюминатов натрия и калия. Они жадно соединяются с молекулами кремнезема. Одновременно окись алюминия реагирует с окислами калия и натрия и превращается в алюминаты этих металлов.

Спек охлаждают до 100° С и размалывают на мельницах в порошок, который затем засыпают в большие чаны и заливают раствором соды. Алюминаты натрия и калия растворяются в соде, а силикат кальция остается на дне чана. Алюминатные растворы отделяют от осадка в специальных аппаратах. Осадок промывают и направляют в цех, где из него приготовляют цемент.

Очищенные растворы алюминатов перекачивают в аппараты-карбонизаторы и обрабатывают углекислым газом. В осадок выпадает гидрат окиси алюминия — белый пушистый порошок, а в растворе остаются поташ и сода. Гидрат окиси алюминия прокаливают во вращающихся печах, где он, теряя воду, превращается в глинозем. Соду и поташ снова используют для растворения соединений алюминия, содержащихся в нефелине.

Извлечение окиси алюминия из нефелиновых хвостов расширяет сырьевую базу производства металла. У нас в стране запасы нефелиновых руд во много раз больше запасов бокситов.

Источник: lsdinfo.org