Aluminium - Polski Serwis Naukowy

Aluminium – glin o czystości technicznej, zawierający różne ilości zanieczyszczeń, zależnie od metody otrzymywania. W wyniku rafinacji elektrolitycznej otrzymuje się aluminium zawierające 99,95–99,955% Al. Aluminium hutnicze, otrzymywane przez elektrolizę tlenku glinu w stopionym kriolicie, zawiera 99,0–99,8% Al.

Młyn kulowy to odmiana młyna, w którym funkcję mielników spełniają kule o różnych średnicach, wykonane z twardego materiału o dużej gęstości, takiego jak stal, czy ceramika. Młyny tego typu służą do mielenia na sucho lub mokro surowców średniotwardych i miękkich - stosuje się je do przeróbki rud a także w przemyśle cementowym, ceramicznym i w energetyce (spalanie pyłu węglowego i przygotowanie sorbentu do instalacji odsiarczania spalin).

Proces Halla-Héroulta - podstawowy proces używany do elektrolitycznego otrzymywania aluminium. Opracowany w 1886 roku niezależnie przez C. M. Halla (1863–1914) i P. L. Héroulta (1863–1914).

W odniesieniu do pierwiastka chemicznego (Al, łac. aluminium) stosuje się określenie „glin”. Według niektórych źródeł oraz w mowie potocznej termin „aluminium” odnosi się również do pierwiastka chemicznego (glinu, Al).

Technologia wytwarzania

Aluminium głównie pozyskuje się z boksytu; do wyprodukowania 1 tony aluminium potrzeba 4 ton tej rudy oraz równowartości energetycznej 700 kg ropy naftowej. Urobek z kopalni trafia do zakładu wzbogacania, w którym boksyt przetwarza się w tlenek glinu. Pierwszymi operacjami są:

Wartość opałowa jest to ilość ciepła wydzielana przy spalaniu jednostki masy lub jednostki objętości paliwa przy jego całkowitym i zupełnym spalaniu, przy założeniu, że para wodna zawarta w spalinach nie ulega skropleniu, pomimo że spaliny osiągną temperaturę początkową paliwa.

Wydawnictwa Naukowo-Techniczne (WNT) – polskie wydawnictwo założone w roku 1949 z siedzibą w Warszawie. Do roku 1961 funkcjonowało pod nazwą Państwowe Wydawnictwa Techniczne.

rozdrobnienie rudy do konsystencji piasku w młynie kulowym,

ekstrakcja tlenku glinu w trakcie procesu Bayera, w którym zmielony boksyt miesza się z wapnem palonym i wodorotlenkiem sodu.

Produkt umieszcza się w ciśnieniowych zbiornikach i podgrzewa się do 240 °C, w efekcie czego powstaje glinian sodu. Po odseparowaniu nierozpuszczalnych zanieczyszczeń od glinianu sodu w zbiornikach grawitacyjnych przeprowadza się hydrolizę. W obecności zarodków krystalizacji wytrąca się wodorotlenek glinu, który w procesie kalcynacji przeprowadza się w tlenek glinu.

Ropa naftowa (olej skalny, czarne złoto) – ciekła kopalina, złożona z mieszaniny naturalnych węglowodorów gazowych, ciekłych i stałych (bituminów), z niewielkimi domieszkami azotu, tlenu, siarki i zanieczyszczeń. Ma podstawowe znaczenie dla gospodarki światowej jako surowiec przemysłu chemicznego, a przede wszystkim jako jeden z najważniejszych surowców energetycznych.

Grafit – pospolity i szeroko rozpowszechniony minerał z gromady pierwiastków rodzimych. Stosowany jako naturalny suchy smar. Jest – obok diamentu i fulerytu – odmianą alotropową węgla. Nazwa pochodzi od gr. graphein = pisać, nawiązuje do tradycyjnego zastosowania tego minerału.

W elektrolitycznym procesie Halla-Heroulta tlenek glinu zostaje przetworzony w wolny metal w wyniku:

rozpuszczenia tlenku glinu w elektrolicie, którym jest stopiony kriolit o temperaturze ponad 900 °C,

zanurzenia grafitowej anody do wanny i prowadzenia elektrolizy prądem o natężeniu setek tysięcy amperów.

Powstający metal opada na dno wanny w postaci płynnej i jest sukcesywnie usuwany. Aluminium uzyskane w wyniku elektrolizy trójwarstwowej zawiera 99,9% glinu.

Kalcynowanie, kalcynacja - odmiana prażenia polegająca na ogrzewaniu związku chemicznego poniżej jego temperatury topnienia w celu spowodowania częściowego rozkładu chemicznego tego związku poprzez usunięcie wody (lub innych substancji) z jego sieci krystalicznej, lub przeprowadzenie tego związku do związku prostszego z wydzieleniem lotnych substancji rozkładu.

Czystość substancji – procentowa zawartość wagowa głównej substancji stanowiącej dany produkt, po odjęciu od niej wszystkich zanieczyszczeń towarzyszących jej w tym produkcie. Najczęściej produktem, którego czystość określa się, jest pojedynczy związek chemiczny, ewentualnie może to być ściśle określona mieszanina związków chemicznych (np. roztwór wodny o określonym stężeniu). Stopniowana jest poprzez kolejne rzędy wielkości i służy do klasyfikacji produktów, surowców lub odczynników w celach handlowych lub technologicznych. W przypadku technologii i konkretnych procedur reakcji wymagana może być nie tylko minimalna czystość potrzebna do osiągnięcia zamierzonego efektu, ale na skalę przemysłową również maksymalna – aby nie podrażać kosztów produkcji. Zazwyczaj wraz ze wzrostem czystości substancji, jeszcze szybciej rośnie jej cena, jednak dla różnych substancji koszty uzyskania tej samej czystości mogą być bardzo różne. Np. koszt uzyskania żelaza o czystości 99,9% jest znacznie wyższy od rtęci o czystości 99,9999%.

Zobacz też

stopy aluminium, w tym sekcja: właściwości czystego aluminium

aluminium utwardzane dyspersyjnie

Przypisy

Encyklopedia techniki, tom: Metalurgia. Katowice: Wydawnictwo "Śląsk", 1978, s. 4, 136–138. (pol.)
red. John Daintith (tłum. L. Bendyk, B. Pałys): Słownik Chemii. Warszawa: Prószyński i S-ka, 2000, s. 127-128. ISBN 83 7180 742 2.
praca zbiorowa: Encyklopedia techniki – Chemia. Wyd. 4. Warszawa: Wydawnictwo Naukowo–Techniczne, 1993, s. 271. ISBN 83-204-1312-5.
"Leksykon naukowo-techniczny z suplementem". T. A-O. Warszawa: WNT, 1989, s. 261. ISBN 83-204-0969-1.
Principles of the Hall-Héroult Process