Как производится алюминий
21.03.2018
По масштабам производства и потребления алюминий занимает первое место в мире среди всех цветных металлов, и второе – по объему добычи и переработки в металлургии в общем, уступая лидерство только стали. Спектр применения алюминия поражает своей масштабностью: сегодня практически нет отрасли промышленности, где не используются алюминиевые изделия. Согласно статистике International Aluminium Institute, более половины производства этого металла приходится на Китай, далее идут страны Персидского Залива, Восточной и Центральной Европы, Северной Америки и Азии. Примечательно, что алюминий является преобладающим металлом на Земле, но при этом он отсутствует в природе в чистом виде. Объясняется такой факт высокой степенью химической активности атомов алюминия, которые с легкостью вступают в соединения с другими элементами. Каким же образом производится «добыча» алюминия, из которого и изготавливают впоследствии профили, трубы, радиаторы охлаждения и т.д.?
Этапы производства
Получение алюминия базируется на использовании высоких электрических мощностей, поэтому металл перерабатывающие заводы располагаются поблизости крупных источников электроэнергии – например, поблизости гидроэлектростанций, которые не загрязняют экосистему. Производство металла состоит из трех ключевых этапов:
- Добывание бокситов (руды с содержанием алюминия). Алюминиевых руд существует несколько разновидностей, но главным сырьем выступают именно бокситы – горная порода, имеющая в составе оксид алюминия с добавкой других металлов. Качественные бокситы состоят более чем на 50% из оксида алюминия. Мировые запасы данной руды находятся в регионах тропического и субтропического климата: в Гвинее, Бразилии, Ямайке, Индии и Австралии сосредоточено около 73% бокситов.
- Превращение бокситов в глинозем (оксид алюминия). Главный метод получения глинозема – использование экономичного метода Байера (был открыт более столетия назад, но не теряет актуальности и по сегодняшний день).
- Получение чистого металла благодаря применению электролиза – оксид алюминия распадается на составляющие частицы под влиянием электричества. Но, для того, чтобы превратить глинозем в металл, необходима еще одна составляющая – криолит (редко встречающийся минерал группы природных фторидов).
Электролизный цех
Электролизные цеха заводов по производству алюминия уникальны: как правило, это несколько корпусов прямоугольной формы, протяженностью более 1 км. Внутри в ряд установлены десятки электролизных ванн с подключением к электрической сети. Постоянное напряжение на электродах каждой ванной не превышает 4-6 вольт, при этом сила тока превышает 300-400кА. Как уже говорилось, электричество в данном процессе выступает главным компонентом — все процессы цехов механизированы, работников здесь немного.
