Технология конструкционных материалов. Мутылина И.Н. - 35 стр.

3,5 МПа и концентрации щелочи 250­300 г/л. При выщелачивании образуется алюминат на­
трия: Al2O3+2NaOH +3H2O=Na2O∙А12О3+4Н2О.
       Для очистки алюмината натрия пульпу разбавляют, промывают водой и направляют в
чаны­сгустители для фильтрования. Затем производят разложение алюмината натрия:
Nа2О∙Аl2О3+4Н2О=2NаОН+2Аl(ОН)3↓ и обезвоживание Аl(ОН)3 путем прокаливания при
1200°С во вращающихся печах или в установках с кипящим слоем гидрата окиси алюминия:
2Аl(ОН)3=Аl2О3+ 3Н2О. На 1 т глинозема расходуется 2­2,5 т боксита.
       Для получения металлического алюминия проводят электролиз глинозема в ваннах
из стального кожуха, облицованного внутри углеродными блоками. В кладку пода ванны
вмонтированы катодные шины. Анодом является вертикально установленный угольный элек­
трод, нижняя часть которого погружена в электролит – расплав из глинозема Аl2О3 (8­10 %) и
криолита Na3AlF6. При электролизе электролит нагревается до рабочей температуры 950­
950°С. В результате электролиза происходит распад молекул криолита и глинозема:
Na3AlF6→3Na++AlF; A12O3→Al3++AlO. На катоде разряжаются катионы алюминия:
Аl3++Зе→Аl, и, таким образом для получения металлического алюминия расходуется только
глинозем. Его периодически догружают в ванну. Отрицательно заряженные анионы АlO
направляются к аноду, и в результате процесса 2А1О+6е→А12О3+1,5О2 образуется глинозем,
а кислород тратится при постепенном сгорании угольных анодов. Расплавленный алюминий
скапливается на дне ванны, и его периодически удаляют.
       Для получения 1 т алюминия расходуется 2 т глинозема, 0,6 т угольных анодов, около
0,1 т криолита и 16500­ 18500 кВт/ч электроэнергии.
       Полученный алюминий содержит примеси (железо, кремний), ухудшающие его свой­
ства, и поэтому подвергается рафинированию хлором или электролитическому рафиниро­
ванию.
       Рафинирование хлором заключается в продувке расплавленного алюминия при 700­
750°С хлором в течение 10­15 мин с последующим отстаиванием в ковше в течение 30­45 мин.
После хлорирования получают алюминий чистоты 99,86 %.
       При электролитическом рафинировании получают алюминий особой чистоты (до
99,999 %).
       Алюминий в зависимости от содержания примесей подразделяют на алюминий особой
чистоты (содержание примесей – не более 0,001 %), высокой чистоты (0,005­0,05 %) и техни­
ческой чистоты (0,15­1 %). Технический Al выпускают в чушках массой от 5 до 1000 кг. Его
марки отличаются степенью чистоты.
       Выплавку алюминиевых сплавов производят в электрических и плазменных печах.
Электрические печи сопротивления типа САН имеют ряд преимуществ перед пламенными:
снижение угара, окисления и газонасыщенности металла; высокий КПД; легкость управления
процессом. Современными плавильными агрегатами являются электрические индукционные
печи емкостью до 5 т.
       В качестве шихтовых материалов используют первичный алюминий заданной чистоты,
добавляемый к основному металлу, и отходы производства. Металлическую шихту расплав­
ляют, доводят температуру до 680­700°С, и рафинируют металл хлористыми солями.


                                              35