![]() Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву ![]() Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Свойства алюминия и вго применение
Алюминий обладает многими ценными свойствами: небольшой плотностью — около 2,7 г/см3, высокой теплопроводностью — около 300 Вт/(м ■ К) и высокой электропроводностью 13,8 • 107 Ом/м, хорошей пластичностью и достаточной механической прочностью. Алюминий образует сплавы со многими элементами. В сплавах алюминий сохраняет свои свойства. В расплавленном состоянии алюминий жидкотекуч и хорошо заполняет формы, в твердом виде он хорошо деформируется и легко поддается резанию, пайке и сварке.
Из сплавов алюминия наибольшее значение имеют дюралюминий и силумины. В состав дюралюминия, кроме алюминия, входят 3,4-4% Си, 0,5% Мп и 0,5% Mg, допускается не более 0,8% Fe и 0,8% Si. ^Дюралюминий хорошо деформируется и по своим механическим свойствам близок к некоторым сортам стали, хотя он в 2,7 раза легче стали (плотность дюралюминия 2,85 г/см3). Механические свойства этого сплава повышаются после термической обработки и деформации в холодном состоянии. Сопротивление на разрыв повышается со 147—216 МПа до 353— 412 МПа, а твердость по Бринелю с 490-588 до 880-980 МПа. При этом относительное удлинение сплава почти не изменяется и остается достаточно высоким (18—24 %). Силумины— литейные сплавы алюминия с кремнием. Они обладают хорошими литейными качествами и механическими свойствами. Алюминий и сплавы широко применяют во многих отраслях промышленности, в том числе в авиации, транспорте, металлургии, пищевой промышленности и др. Из алюминия и его сплавов изготовляют корпуса самолетов, моторы, блоки цилиндров, коробки передач, насосы и другие детали в авиационной, автомобильной и тракторной промышленности, сосуды для хранения химических продуктов. Алюминий широко применяют в быту, пищевой промышленности, в ядерной энергетике и электронике. Многие части искусственных спутников нашей планеты и космических кораблей изготовлены из алюминия и его сплавов.
Вследствие большого химического сродства алюминия к кислороду его применяют в металлургии как раскислитель, а также для получения при использовании так называемого алюминотермического процесса трудно восстанавливаемых металлов (кальция, лития и др.). По общему производству металла в мире алюминий занимает второе место! после железа. СЫРЫЕ МАТЕРИАЛЫ Основным современным способом производства алюминия является электролитический способ, состоящий из двух стадий. Первая - эти получение глинозема (А1203) из рудного сырья и вторая— получение жидкого алюминия из глинозема путем электролиза. Руды алюминия. Вследствие высокой химической активности алюминий встречается в природе только в связанном виде: корунд А1203, гиббсит А12Оэ • ЗН20, бемит А12Оэ • Н20, кианит ЗА1203 • 2Si02, нефелин (Na, K)20 • • А1203 ■ 2Si02, каолинит А12Оэ • 2Si02 * 2H20 и другие. Основными используемыми в настоящее время алюминиевыми рудами являются бокситы, а также нефелины и алуниты. Бокситы. Алюминий в бокситах находится главным образом в виде гидроксидов алюминия (гиббсита, бемита и др.), корунда и каолинита. Химический состав бокситов довольно сложен. Они часто содержат более 40 химических элементов. Содержание глинозема в них составляет 35—60%, кремнезема 2-20%, оксида Fe203 2-40%, окиси титана 0,01-10%. Важной характеристикой бокситов является отношение содержаний в них А1203 к Si02 по массе — так называемый кремневый модуль. Кремневый модуль бокситов, поступающих для получения глинозема, должен быть не ниже 2,6. Для бокситов среднего качества этот модуль составляет 5—7 при 46-48 %тном содержании А1203, а модуль высококачественных — около 10 при 50 %-ном содержании А1203. Бокситы с более высоким содержанием А12Оэ (52%) и модулем (10-12) идут для производства электрокорунда. К числу крупных месторождений бокситов в нашей стране относится Тихвинское (Ленинградская область), Североуральское (Свердловская область), Южноуральское (Челябинская область), Тургайское и Краснооктябрьское (Кустанай-ская область).
Нефелины входят в состав нефелиновых сиенитов и урти-тов. Большое месторождение уртитов находится на Кольском
Алуниты представляют собой основной сульфат алюминия и калия (или натрия) K2SO„ • Al2(S04)3 • 4А1(ОН)3. Содержание Al203 в них невысокое (20-22%), но в, них находятся другие ценные составляющие: серный ангидрид S03 (~20%) и щелочь Na20 • К20 (4-5 %). Таким образом, они, так же как и нефелины, представляют собой комплексное сырье. Другие сырые материалы. При производстве глинозема применяют щелочь NaOH, иногда известняк СаСОэ, при электролизе глинозема криолит Na3AlF6 (3NaF • A1F3) и немного фтористого алюминия A1F3, а также CaF2 и MgF2. Производство криолита. Криолит в естественном виде в природе встречается очень редко и его производят искусственно из концентрата плавикового шпата (CaF2). Процесс осуществляют в две стадии, первая — это получение плавиковой кислоты HF. Тонкоизмельченный CaF2 смешивают с серной кислотой в трубчатых вращающихся печах при 200 °С. В печи протекает реакция: CaF2+H2S04=2HF+CaSO„. Поскольку в плавиковом шпате содержится в качестве примеси Si02, образуется также немного летучей кремнефтористой кислоты H2SiF6. Газообразные HF и H2SiF6 после их очистки от примесей поглощаются в вертикальных башнях водой, в результате получают раствор плавиковой кислоты с кремнефтористой. Его очищают от H2SiF6, добавляя немного соды: H2SiF6+Na2C03=Na2SiF6+H2O+CO2. Кремнефтористый натрий выпадает в осадок и получается очищенная плавиковая кислота. Вторая стадия — получение криолита. В раствор плавиковой кислоты добавляют А1(ОН)3 и соду и проводят так называемый процесс варки криолита, в течение которого протекают следующие реакции: 6HF + А1(ОН)3 = H3A1F6 + ЗН20 2H3A1F6 + 3Na2C03 = 2Na3AlF6 + 3C02 + 3H20. Криолит выпадает в осадок, его отфильтровывают и просушивают при температуре 130—150 °С. Фтористый алюминий получают схожим способом, добавляя к плавиковой кислоте до полной ее нейтрализации гидроксид алюминия: 3HF + Al(OH)3 = AlF3 + ЗН20. ПРОИЗВОДСТВО ГЛИНОЗЕМА Как уже отмечалось, технология производства алюминия состоит из двух стадий: первая— производство глинозема и вторая — электролитическое получение алюминия из глинозема. За рубежом практически весь глинозем ролучают из бокситов в основном способом Байера (К.И.Байер — австрийский инженер, работавший в России), на отечественных заводах глинозем получают из бокситов способом Байера и из бокситов и нефелинов способом спекания. Оба эти способа относятся к щелочным методам выделения глинозема из руд. Способ Байера экономически целесообразно использовать для переработки бокситов с небольшим содержанием Si02 (с кремниевым модулем Al203/Si02 более 5-7), поскольку при росте количества Si02 все больше А1203 и используемой в процессе щелочи теряются из-за образования химического соединения Na20 • А12Оэ • 2Si02 • 2Н20.
Для переработки бокситов с кремниевым модулем менее 5—7 более экономичным является способ спекания. В связи с истощением богатых глиноземом месторождений боксита и вовлечением в производство более бедных бокситов, доля способа Байера в производстве глинозема снижается и возрастает доля способа спекания. Способ Байера Способ Байера — способ выделения глинозема из боксита — основан на выщелачивании, цель которого растворить содержащийся в боксите оксид алюминия А12Оэ, избежав перевода в раствор остальных составляющих боксита (Si02, Fe203 и др.). В основе способа лежит обратимая химическая реакция: А1203 • п Н20 + 2NaOH = NazO ■ Al203 + (n + l)H20. При протекании реакции вправо глинозем в виде алюмината натрия переходит в раствор, а при обратном течении реакции образующийся гидратированный А12Оэ выпадает в осадок. Упрощенная схема производства глинозема по способу Байера
Известь ---- \ I \ г^ покрое изм ельчение Пульпа \ Автоклавное выщелачивание \ \ Раздадление пульпы ар_ Сгущение шлама Ал/опинатныи раствор Красный шла* —it \r~ Декомпозиция Лронывка Гидратная пума У""» *"&Ш. |________________, ♦ i 3 отвал \ _____ Сгишение и классификаци я гидроксида г----- Т 1
|
|||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-17; просмотров: 205; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.220.195.130 (0.018 с.) |