Đang tải... (xem toàn văn)
Luyện và tái sinh kim loại Bao gồm: - luyện và tái sinh đồng - luyện và tái sinh nhôm - luyện titan - luyện và tái chế vàng
LUYỆN VÀ TÁI SINH LUYỆN VÀ TÁI SINH NHÔMNHÔM Nguyên liệu luyện nhôm và phương Nguyên liệu luyện nhôm và phương pháp sản xuất nhômpháp sản xuất nhômQuặng nhômCác khoáng vật nhôm quan trọng100,085,071,063,039,537,032,3-35,9 Al2O3Al2O3.H2OAl2O3.3H2OAl2O3.SiO2Al2O3.2SiO2.2H2OK2SO4.Al2(SO4)3.4Al(OH)3(Na,K)2O.Al2O3.2SiO2 CorunđumDiaspo,bơmitHragilit,gipxitKianit, anđaluzit, silimanitCaolinitAlunitNefelinHàm lượng Al2O3, % Công thức hoá học Tên khoáng vật Bôxit là nham thạch, chủ yếu chứa các oxit ngậm nước của nhôm, sắt, silic, titan và vài nguyên tố khác. Bôxit có thể chứa canxi cacbonat và mage cacbonat, các hợp chất của lưu huỳnh, phốtpho, crôm và cả các hợp chất của các nguyên tố hiếm: vani, gali, ziriconi, niobi v.v…Trong thành phần bôxit có 42 nguyên tố đã được phát hiện.Thành phần hoá học của bôxit dao động trong phạm vi khá lớn:•Al2O3: 35-60%;•SiO2: vài phần nghìn đến 25%;•Fe2O3: 2-40%;•TiO2: từ vết đến 11%.Chỉ tiêu để đánh giá quặng bôxit là môđun silic. Đó là tỷ số hàm lượng Al2O3 trên hàm lượng SiO2 trong quặng. Môđun silic (MSi) càng cao thì quặng nhôm càng tốt. Trữ lượng và sự sử dụng 4 kim kim loại phổ biến(triệu tấn)Nguồn: United States Bureau of Mines, Washington, D.C., Federal Department for Geologycal Science and Raw Materials, Hannover45617272175185+324+11913+115+164-63-605-33-5419559649375ĐồngNhômChì KẽmTrữ lượng mớiTiêu thụTrữ lượng được xác nhận năm 1976Trong thập niên 1966-1975Trữ lượng được xác nhận năm 1966 Khái quát về phương pháp sản xuất nhôm Sản xuất nhôm oxitSản xuất nhôm oxitYêu cầu đối với nhôm oxit dùng để điện phân.Tính chất của nhôm oxitα-Al2O3 còn gọi là corunđum, ở dạng không màu hoặc màu của các tạp chất. Nhôm oxit nguyên chất khi nóng chảy cũng tạo thành α-Al2O3. tất cả các lọai nhôm hroxit khi nung đến 1200oC đều biến thành α-Al2O3.•Corunđum có tính bền hóa học rất lớn, không hòa tan trong axit cũng như không hòa tan trong kiềm; ngoài ra nó không hút ẩm. Chính do tính chất này nên α-Al2O3 có giá trò trong điện phân nhôm Không gặp γ-Al2O3 trong thiên nhiên. Khi khử nước của hragilit hoặc của bơmit sẽ được γ-Al2O3. γ-Al2O3 dễ hòa tan trong axit cũng như trong kiềm và dễ hút ẩm. Phöông phaùp BayerPhöông phaùp Bayer Phương pháp Bayer về thực chất là phương pháp dùng dung dòch NaOH để hòa tách bôxit ở nhiệt độ và áp suất cao, do Karl Josef Bayer, người o, phát minh vào năm 1887. Hình 3.2. trình bày sơ đồ tóm tắt phương pháp Bayer sản xuất nhôm oxit. Các khâu chủ yếu của lưu trình này gồm: hòa tách bôxit; khuấy phân hóa dung dòch natri aluminat; nung nhôm hroxit; cô đặc dung dòch cái và costic hóa.Cơ sở của phương pháp Bayer là phản ứng thuận nghòch:•Al(OH)3 + NaOH NaAlO⇄2 + 2H2O (3.1)•Trong điều kiện hòa tách quặng bôxit bằng dung dòch natri hroxit, phản ứng xảy ra theo chiều từ trái sang phải, tức là nhôm chuyển vào dung dòch ở dạng natri aluminat. Khi phân hóa dung dòch thu được, cân bằng phản ứng dòch chuyển theo chiều ngược lại và xảy ra phản ứng thủy phân dung dòch aluminat tạo thành nhôm hroxit kết tủa dạng tinh thể. Hòa tách bôxitHòa tách bôxitNhôm oxit trong bôxit phần lớn ở dạng ngậm nước (hroxit) khi hòa tách sẽ tác dụng với NaOH để tạo thành natri aluminat theo các phản ứng sau:•Al2O3.H2O + 2NaOH = 2NaAlO2 + 2H2O (3.2)•Al2O3.3H2O + 2NaOH = 2NaAlO2 + 4H2O (3.3)Sắt oxit trong bôxit không tác dụng với NaOH nên nằm lại trong bã.Silic oxit tác dụng với NaOH tạo thành natri silicat hòa tan vào dung dòch theo phản ứng:•SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O (3.4)Natri silicat lại tác dụng với natri aluminat tạo thành natri alumosilicat:•2NaAlO2 + 2Na2SiO2 + 4H2O → Na2O.Al2O3.2SiO2.2H2O + 4NaOH (3.5)Khi hòa tách, caolinit trong bôxit tác dụng với NaOH theo phản ứng:•Al2O3.2SiO2.2H2O + 2NaOH = Na2O.Al2O3.2SiO2.2H2O + H2O (3.6)Hợp chất natri alumosilicat ngậm nước (Na2O.Al2O3.2SiO2.2H2O) không hòa tan trong dung dòch NaOH, ở dạng rắn, lẫn vào cặn đỏ. Hàm lượng SiO2 trong bôxit càng lớn thì lượng mất mát kiềm và nhôm càng nhiều. Vì vậy phương pháp Bayer chỉ áp dụng được với các lọai quặng có hàm lượng SiO2 thấp (thông thường áp dụng khi môđun silic ≥ 10). . LUYỆN VÀ TÁI SINH LUYỆN VÀ TÁI SINH NHÔMNHÔM Nguyên liệu luyện nhôm và phương Nguyên liệu luyện nhôm và phương pháp sản xuất. 8-Vấu tai Điều kiện hòa táchĐiều kiện hòa tách-270 mắt sàng chiếm 70%Bơmit: 15 0-2 30Diaspo:23 0-2 451,3 3-3 ,529 0-3 00 -2 70 mắt sàng chiếm 65%9 5-1 051120 0-3 00
