Đang tải... (xem toàn văn)
Nhôm là vật liệu bền, nhẹ có thể tái chế cao, đã trở thành yếu tố thiết yếu trong cuộc sống hàng ngày. Là vật liệu bền vững cho nhiều sự lực chọn khác nhau, các ứng dụng của nó rất đa dạng trong cuộc sống như: vật liệu gia dụng, thiết kế nội thất, bao bì, xe tiết kiệm năng lượng, điện thoại thông minh, hệ thống mạng lưới điện quốc gia,…Theo thống kê của hiệp hội nhôm thế giới, 75% các sản phẩm được sản xuất bằng nhôm từ nhiều năm trước vẫn đang được sử dụng. Và việc tái chế sản xuất nhôm chỉ tốn 8% năng lượng và tạo ra 8% lượng khí thải so với sản xuất nhôm ban đầu. Hiện nay nhôm được coi là một trong những vật liệu được ưu chuộng bởi các tính năng đặc biệt và được coi là kim loại của cuộc sống hiện đại.
QUY TRÌNH SẢN XUẤT NHÔM TỪ QUẶNG BÔ XÍT Aluminum LỚP: 14CH111 NHÓM 10: VÕ THỊ AN NGUYỄN THỊ TUYẾT TRÂM NGUYỄN NHẬT CƯỜNG Alumina GVHD: Th.S NGUYỄN THÁI THANH TRÚC Bauxite NỘI DUNG TỔNG QUAN VỀ BÔ XÍT & NHÔM 1.1 LỊCH SỬ VỀ NHÔM VÀ BAUXITE • Năm 1808: Humphrey Davy xác định gốc kim loại phèn chua (alum) đặt tên cho nhôm aluminum • Năm 1821: Piere Berthier phát quặng bauxite gần làng les Baux, nước Pháp đặt tên bauxite • Năm 1825: Hans Christian Oersted (Đan Mạch) tách lượng nhỏ nhôm từ bauxite • Năm 1827 : Freidrich Wohler (Đức) phát triển phương pháp sản xuất bột nhôm thông qua phản ứng hóa học giữa kali và clorua khan TỔNG QUAN VỀ BÔ XÍT & NHÔM 1.1 LỊCH SỬ VỀ NHÔM VÀ BAUXITE • Năm 1854 : Henri Sainte-Claire Deville (Pháp) sản xuất nhôm công nghiệp nhà máy javel paris • Năm 1885: Hamilton Y Cassner (Mỹ) cải tiến quy trình sản xuất nhôm Deville 15 nhôm sản xuất năm • Năm 1886 : Charles Hall (Mỹ) Paul Heroult (Pháp) đồng phát minh trình điện phân alumina để sản xuất nhôm kim loại • Năm 1889: Karl Bayer (Áo) giới thiệu quy trình Bayer nhằm tách lượng lớn nhôm từ quặng bauxite TỔNG QUAN VỀ BÔ XÍT & NHÔM 1.2 BÔ XÍT (BAUXITE) • Bô xít loại quặng nhôm trầm tích có màu hồng, nâu… • Hình thành từ trình phong hóa đá giàu nhôm tích tụ từ quặng có trước trình xói mòn • Khá phổ biến lớp vỏ trái đất • Thường phân bố vùng nhiệt đới cận nhiệt đới Hình – phong hóa đá TỔNG QUAN VỀ BÔ XÍT & NHÔM 1.2 BAUXITE 1.2.1 Khái quát bô xít • Tồn dạng: Lớp phủ, túi, xen kẹp, mảnh vụng • Có chứa hợp chất oxit nhôm gibbsit, boehmit, diaspore và số chất khác oxit sắt , oxit sillic (),… Hình – phong hóa đá TỔNG QUAN VỀ BÔ XÍT & NHÔM 1.2 BAUXITE 1.2.1 Khái quát bô xít Bảng – Đặc điểm dạng khoáng chứa nhôm quặng bô xit TỔNG QUAN VỀ BÔ XÍT & NHÔM 1.2 BÔ XÍT (BAUXITE) 1.2.1 Khái quát bô xít Bảng – Thành phần hóa học chủ yếu bô xít Thành phần hóa học Phần trăm theo khối lượng (%) 55,6 4,5 CaO Si Ti MgO Mất đốt 4,4 2,4 2,8 0,3 30 TỔNG QUAN VỀ BÔ XÍT & NHÔM 1.2 BÔ XÍT (BAUXITE) ` Hình – phân bố trữ lượng quặng bô xit số quốc gia giới Việt Nam TỔNG QUAN VỀ BÔ XÍT & NHÔM 1.2 NHÔM (ALUMINUM) • Ký hiệu: Al, màu trắng bạc • Trong tự nhiện tồn dạng hợp chất • Nhẹ, dẫn điện, dẫn nhiệt tốt • Khá mềm, dễ kéo sợi, dễ dát mỏng • nguyên tố thứ (sau oxy silic), Chiếm 8% khối lượng rắn trái đất • Quặng chứa nhôm bô xít Hình – Tính chất nhôm QUY TRÌNH SẢN XUẤT NHÔM 2.1 QUY TRÌNH SẢN XUẤT Quy trình sản xuất nhôm: • • Giai đoạn 1: Tinh chế oxit nhôm từ quặng bô xít Giai đoạn 2: Luyện nhôm từ oxit nhôm Dựa phương pháp: •Phương pháp Bayer: phương pháp tốn để chế biến nhiều oxit nhôm từ quặng bô xít •Phương pháp Hall-Héroult: Là phương pháp điện phân oxit nhôm thành nhôm phương pháp công nghiệp để luyện nhôm 12 Hình – Sơ đồ quy trình chế tạo nhôm nguyên liệu 13 QUY TRÌNH SẢN XUẤT NHÔM 2.1 QUY TRÌNH SẢN XUẤT 2.1.1 Tinh chế oxit nhôm từ quặng bô xít • Phương pháp Bayer: phương pháp dùng NaOH để hòa tách bô xít áp suất nhiệt độ cao • Với bôxit oxit nhôm Hình –phương pháp Bayer 14 QUY TRÌNH SẢN XUẤT NHÔM 2.1 QUY TRÌNH SẢN XUẤT 2.1.1 Tinh chế oxit nhôm từ quặng bô xít Nghiền Bô xít rửa nghiền, làm giảm kích thước hạt tăng diện tích bề mặt cho giai đoạn hòa tách Hình –phương pháp Bayer 15 QUY TRÌNH SẢN XUẤT NHÔM 2.1 QUY TRÌNH SẢN XUẤT 2.1.1 Tinh chế oxit nhôm từ quặng bô xít Hòa tách Trộn với NaOH áp suất nhiệt độ cao để hòa tan khoáng chất chứa nhôm tạo thành dung dịch gồm chất không hòa tan oxit sắt, oxit silic, oxit titan tạp chất gọi bùn đỏ • Gibbsite: • Bohmite Diaspore: Hình –phương pháp Bayer 16 QUY TRÌNH SẢN XUẤT NHÔM 2.1 QUY TRÌNH SẢN XUẤT 2.1.1 Tinh chế oxit nhôm từ quặng bô xít Lọc Bùn đỏ đưa sang bồn lọc, chất rắn không hòa tan lắng xuống đáy bồn loại NaOH tái chế thu hồi lại cho trình hòa tách Hình –phương pháp Bayer 17 QUY TRÌNH SẢN XUẤT NHÔM 2.1 QUY TRÌNH SẢN XUẤT 2.1.1 Tinh chế oxit nhôm từ quặng bô xít Kết tủa Dung dịch đưa qua bồn kết tủa, làm nguội thêm mầm kết tủa oxit nhôm vào để giúp Al(OH)3 kết tủa lắng xuống đáy dung dịch nguội đi. + + Al (OH) 4 + Na → Al (OH) 3 + Na + OH Hình –phương pháp Bayer 18 QUY TRÌNH SẢN XUẤT NHÔM 2.1 QUY TRÌNH SẢN XUẤT 2.1.1 Tinh chế oxit nhôm từ quặng bô xít Nung Al (OH) 3 từ công đoạn kết tủa đưa sang lò nung nhiệt độ lên đến 1100 ° C để tách nước thu oxit nhôm rắn 2Al (OH) 3 → Al 2 O 3 + 3H 2 O Hình –phương pháp Bayer 19 QUY TRÌNH SẢN XUẤT NHÔM 2.1 QUY TRÌNH SẢN XUẤT 2.1.2 Luyện nhôm từ oxit nhôm • Nhôm tinh luyện từ oxit nhôm bằng phương pháp điện phân HallHéroult • Với oxit nhôm nhôm Hình – Cấu tạo nồi điện phân 20 QUY TRÌNH SẢN XUẤT NHÔM 2.1 QUY TRÌNH SẢN XUẤT 2.1.2 Luyện nhôm từ oxit nhôm • Oxit nhôm hòa tan dung dịch cryolite (Na 3AlF6) nhôm florua ( nóng chảy nồi điện phân, trì nhiệt độ khoảng 960 - • Cung cấp dòng điện chiều có cường độ cao (200.000 – 350.000 Ampere) truyền qua chất điện phân từ cực dương sang cực âm Hinh – Phương pháp Hall-Héroult 21 QUY TRÌNH SẢN XUẤT NHÔM 2.1 QUY TRÌNH SẢN XUẤT 2.1.2 Luyện nhôm từ oxit nhôm • Nhôm dung dịch điện phân tiết ra, lắng tụ đáy trích ra, oxy bay phía cực dương, oxi hóa cực than tạo thành Phương trình điện phân: 2Al 2 O 3 + 3C → 4Al + 3CO 2 Hinh – Phương pháp Hall-Héroult 22 ỨNG DỤNG • Có ưu điểm nhẹ, bền không khí nước nên dùng làm vật liệu chế tạo máy bay, ô tô, tên lửa,… • Có màu trắng bạc, đẹp nên dung xây dựng nhà cử trang trí nội thất • Nhẹ dẫn điện tốt nên dung làm dây dẫn điện • Dẫn nhiệt tốt, bị gỉ không độc nên làm dụng cụ nhà bếp 22 ỨNG DỤNG 23 TÀI LIỆU THAM KHẢO Đống Thị Anh Đào (2012), Giái Trình Kỹ Thuật Bao Bì Thực Phẩm Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh Nguyễn Minh Quang (2010, May 25), Khai Thác Bauxite Luyện Nhôm Việt Nam Được truy lục từ VietThaoNew: http://www.swsdevsite.com/vietthucnew/khai-thacbauxite-va-luy%E1%BB%87n-nhom-%E1%BB %9F-vi%E1%BB%87t-nam/ The Aluminum Association (không ngày tháng), Bauxite, Được truy lục từ The Aluminum Association: http://www.aluminum.org/industries/production/bauxite TÀI LIỆU THAM KHẢO The Aluminum Associations (không ngày tháng) Alumina Refining Được truy lục từ The Aluminum Associations: http://www.aluminum.org/industries/production/aluminarefining Wikipedia (2017, February 8) Nhôm Được truy lục từ Bách khoa toàn thư mở Wikipedia: https://vi.wikipedia.org/wiki/Nh%C3%B4m Word Aluminum (không ngày tháng) Hall-Héroult process Được truy lục từ Aluminum For Future Generations: http://primary.world-aluminium.org/index.php?id=286&L=0 Word Aluminum (không ngày tháng) The Bayer Process Được truy lục từ Aluminum Future Generations: http://bauxite.world-aluminium.org/index.php?id=208&L=0 ... lý nhôm 10 TỔNG QUAN VỀ BÔ XÍT & NHÔM 1.2 NHÔM (ALUMINUM) Tổng Cộng vào tháng năm 2017 : 4.657 nghìn nhôm Hình – Sản lượng nhôm giới 11 QUY TRÌNH SẢN XUẤT NHÔM 2.1 QUY TRÌNH SẢN XUẤT Quy trình... –phương pháp Bayer 18 QUY TRÌNH SẢN XUẤT NHÔM 2.1 QUY TRÌNH SẢN XUẤT 2.1.1 Tinh chế oxit nhôm từ quặng bô xít Nung Al (OH) 3 từ công đoạn kết tủa đưa sang lò nung nhiệt độ lên đến 1100 ° C để tách... Bohmite Diaspore: Hình –phương pháp Bayer 16 QUY TRÌNH SẢN XUẤT NHÔM 2.1 QUY TRÌNH SẢN XUẤT 2.1.1 Tinh chế oxit nhôm từ quặng bô xít Lọc Bùn đỏ đưa sang bồn lọc, chất rắn không hòa tan lắng xuống