Алюминиевая промышленность Руды Бокситы 30 -60

Алюминиевая промышленность

Руды • Бокситы 30 -60% Al(OH)3 Al 2 O 3*3 H 2 O*Si. O 2 • Нефелины 30% (Na K)2 O*Al 2 O 3*2 Si. O 2 • Алуниты 20% K 2 SO 4*Al 2(SO 4)3*4 Al(OH)3

2 блок 1 блок Плавиковый шпат обогащение Al(OH)3*Si. O 2 Углеродисты е материалы Дозировка и смешение Глинозем Al 2 O 3 Углеродистая масса Прессован ие и обжиг Na 3 Al. F 6 электроды Электролитическое получение алюминия Черновой алюминий электроэнергия Связующие вещества выщелачивание концентрат Пр-во криолита 3 блок рафинирование Алюминий товарный формовка Анодная масса

Для производства 1 тонны • • • чернового алюминия требуется 1920 кг глинозёма, 65 кг криолита, 35 кг фторида алюминия, 600 кг анодной массы 17 тыс. к. Вт·ч электроэнергии постоянного тока

Криолит • криолит найден в Ильменских горах на Южном Урале (Миасс и Кувандык Россия) • Плавиковый шпат Ca. F 2 HF • действием плавиковой кислоты (HF )на гидроксид алюминия в присутствии соды

3 блок Углеродистые материалы Связующие вещества Дозировка и смешение Углеродистая масса Прессование и обжиг электроды формовка Анодная масса

Производство глинозема 1. размол бокситов 2. глинозем выщелачивают раствором едкого натра. Al(OH)3 + Na. OH = Na Al. O 2 +2 H 2 O, 3. Алюминат натрия разлагают в аппаратах, получая кристаллическую гидроокись Al. Na. Al. O 2 + 2 H 2 O = Na. OH + Al(OH)3. 4. При фильтрации гидроокись Al отделяется от воды, обезвоживается и превращается в глинозем в виде белого порошка. на 1 т глинозема требуется 2 -2, 5 т боксита, 70120 т щелочи, более 8 т пара.

Красный шлам – это густая смесь • оксиды Al, Fe, Ti, щелочь и соединения ядовитых металлов – As, Hg, Pb, Cr, Cd. Точный состав : • Fe 2 O 3 – 40 -45%; • Al 2 O 3– 10 -15%; • Si. O 2 – 10 -15%; • Ca. O – 6 -10%; • Ti. O 2 – 4 -5%; • Na 2 O – 5 -6%. • Фтор, радиоактивные элементы. • На каждую тонну полученного Al 2 O 3 приходится от 360 до 800 кг шлама.

Эликтролизер • представляет собой железный кожух, выложенный изнутри огнеупорным кирпичем. • Его дно (под), собранное из блоков спресованного угля, служит катодом. • Аноды (один или несколько) располагаются сверху: это - алюминиевые каркасы, заполненные угольными брикетами.

Из металла с особой комбинацией с керамикой: не выгорают, не надо менять 1 раз в 3 недели, выбросы, себестоимость снижается на 15%

При электролизе • на катоде выделяется алюминий , а на аноде - кислород. • Алюминий , обладающий большей плотностью , чем исходный расплав, собирается на дне эликтролизера, откуда его периодически выпускают. • По мере выделения металла, в расплав добавляют новые порции глинозема. • Выделяющийся при электролизе кислород взаимодействует с углеродом анода, который выгорает, образуя CO и CO 2.

Загрязнение • 1. твердые (красный шлам, анодная пена) • 2. воздух • - фтористые • - смолистые • - бенз(а)пирен • 3. вода

Модернизация завода КРАЗ 1. переход на «сухую» очистку газов, 2. внедрение систем автоматического питания глиноземом, 3. перевод электролизного производства на технологию «сухого» анода. Ожидаемый результат программы модернизации — снижение удельных выбросов вредных веществ на тонну произведенного алюминия: по фтористому водороду — в 1, 5 р, по смолистым веществам — в 2, 7 р, по бенз(а)пирену — в 2, 5 р.

Кремний • В начале декабря 2006 г. химическая группа НИТОЛ объявила детали проекта по созданию на своей площадке в Усолье. Сибирском производства поликремния — материала, из которого изготавливаются солнечные батареи.

Путь от кремния к солнечной батарее довольно длинный. • Металлургический кремний выплавляется из кремнезема (кварца) примерно так же, как алюминий из глинозема, • поэтому в России его выпускают алюминиевые заводы — в Шелехове и Каменске-Уральском. • После обработки хлороводородом кремний превращается в трихлорсилан, • который затем подвергается еще одной реакции, результатом чего является чистый поликристаллический кремний

Кристаллы кремния разрезаются на тончайшие пластины (веферы), из которых и собирают модули солнечных батарей

Солнечная энергетика — интересная отрасль • Хотя суммарные мощности солнечных электростанций ничтожны (пиковая мощность СЭС всего мира не превышает 6 ГВт — мощности одной Красноярской ГЭС), • все больше бизнесменов в западных странах, принимая во внимание дорожающие углеводороды и марши ненавидящих АЭС «зеленых» , обращаются к солнцу.

• главная проблема в том, что сами батареи слишком дорогие. Один киловатт мощности СЭС пока обходится впятеро дороже, чем, скажем, один киловатт мощности газовой ТЭС • Однако дороговизна кремниевых пластин не сдерживает строителей СЭС в Японии, Западной Европе, США и Австралии. Только за прошлый год мощность солнечных электростанций по всему миру выросла на 70%. • При этом если в Австралии и США на СЭС смотрят больше как на средство энергоснабжения изолированных потребителей, то в Европе они подключены в общую сеть, и «зеленые» добиваются правительственных субсидий для энергии солнца. • В Японии, где находится треть мировых мощностей солнечной энергетики, такая проблема, по слухам, уже не стоит — стоимость энергии СЭС сравнялась со средней в стране

• За счет наличия своего сырья и дешевой электроэнергии НИТОЛ рассчитывает выйти на рынок с продуктом, себестоимость которого будет заметно ниже, чем, например, в США. При нынешних ценах на поликремнии рентабельность этого бизнеса достигает 50%. • 1. стремительно расти, а приток в отрасль новых игроков тормозится большими капитальными затратами.

ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЯ • Самым древним известным способом гидрометаллургии является выделение меди из руд Рио-Тинто (Испания) в XVI столетии. Позднее были разработаны и воплощены гидрометаллургические способы извлечения платины (1827), никеля (1875), алюминия из бокситов (1892), золота (1889), цинка (1914) и т. д.

• В настоящее время этот способ используется для получения урана, алюминия, золота, ци нка и др. • Сегодня около 20 % мирового производства Cu, 50 -80 % Zn и Ni, 100 % оксидов Аl и U, металлических Cd, Co и других металлов базируется на гидрометаллургии. Основная операция гидрометаллургии — выщелачивание.

• дробление и измельчение (до десятков мкм) с целью максимального раскрытия зёрен минералов, содержащих извлекаемый металл; • отмывка мелких частиц ценных минералов или пустой породы • обезвоживание продуктов сгущением или фильтрацией