+7 (495) 664-43-64

 

Производство первичного алюминия в мире

Содержание:

1) Первичный алюминий в природе

2) История получения первого чистого алюминия

3) Начало химического производства первичного алюминия

4) Промышленное производство алюминия электролитическим способом

 

 

 

1. Нахождение алюминия в природе.

 

В природе алюминий не содержится в чистом виде. Максимальный размер крупинок найденный на земле достигал 100 микрон. Так же были найдены частицы первичного алюминия на Луне: грунт взятый в пробах содержал три крупинки, размерами 0,1, 0,16 и 0,22 мм. Однако в виде химических соединений это третий по распространенности элемент в земной коре, после кислорода и кремния. По разным оценкам специалистов концентрация может достигать 8,15%.

В природе алюминий включен в химический состав очень многих минералов, таких как сапфир, рубин, полевой шпат, изумруд, аквамарин и другие. Чаще всего человеком первичный алюминий добывается из бокситов и глиноземов. Так же незначительная концентрация алюминия растворена в воде. Читать подробнее.

 

2. История получения первичного алюминия.

 

Первые попытки получения этого металла были предприняты еще в 18 веке. Так, Лавуазье сделал предположение, что квасцовая земля, или иначе - квасцовая земля, есть ничто иное как оксид алюминия, неизвестного на тот момент времени металла.

В начале 19 века, с появлением электричества, начались различные опыты с электролизом, позволяющим расщепить более сложные соединения на более простые. Английский химик Гемфри Дэви в 1808 году с помощью электролиза смог выделить чистый натрий и калий. И тогда же он приступил к задаче выделения чистого нового металла, который он назвал алюминием.

В начале своих опытов Дэви пропустил электрический ток через воду. В результате этого на концах двух проволочек выделялись кислород и водород. Таким же образом под действием тока разлагался и раствор едкого натра. Затем ученый решил заменить одну из проволочек слоем жидкой ртути. Дэви заметил что в этом случае газ перестал выделяться, а на ртути появился налет неизвестного ранее металла. Так был получен чистый натрий, а впоследствии и калий.

Дэви экспериментировал и с глиноземом, получив ничтожное количество первичного алюминия. На сегодняшний день все компании используют тот же метод которым его получил в 1808 году Дэви.

Следующим серьезным этапом в промышленном производстве первичного алюминия можно назвать опыты профессора Ханса Кристиана Эрастеда в 1824 году. Нагревая глинозем в хлорной атмосфере он заместил кислород в соединении хлором, а затем воздействуя на полученное соединение амальгамой калия (соединения ртути и калия) получил амальгаму алюминия. При нагревании ртуть испарялась, а перед профессором оставался первичный алюминий.

На протяжении столетия множество людей пытались повторить опыты Эрстеда, но потерпев неудачу, оставляли эти попытки. И лишь в 1921 году были выведены правила получения первичного алюминия данным способом: хлорид алюминия необходим в большом избытке, в то время как амальгама требуется с низким содержанием калия.

 

 

3. Начало промышленного производства первичного алюминия химическим способом.

 

В 1854 году, в Париже, французский физик, профессор нормальной школы Анри-Этьенн Сент-Клер Девиль доложил Парижской академии наук о усовершенствовании метода получения первичного алюминия, предложенный Вёлером. Вместо хлорида алюминия он стал использовать двойную соль алюминия с хлоридом натрия, более устойчивую к окислению. Так же соединение плавилось при более низкой температуре. Таким образом первичный алюминий можно было получить при более низких затратах. Так же Девиль разработал первую промышленную установку, использую которую в 1856 году было открыто первое промышленное производство первичного алюминия на заводе Тиссье в Руане. Производительность завода составляла не более двух килограммов, а стоимость составляла около 300 франков (Для примера - аренда комнаты в Париже в то время составляла 20 франков, а на 100 франков могла безбедно существовать небольшая семья целый месяц). Однако спросом металл не пользовался и производство было убыточным.

 

В 1857 году производство было перенесено в небольшой городок Салендре. В 1872 году завод выработал 1800 килограмм первичного алюминия. Сырьем для производства была алюминиевая руда, добывавшаяся неподалеку в местечке Les Baux, благодаря которому бокситы (bauxite) и получили своё название. При таких объемах стоимость первичного алюминия снизилась до 100 франков за килограмм. Что любопытно - в 1855 году на Всемирной Парижской выставке, где были представлены несколько слитков алюминия, было высказано мнение что алюминий непригоден для массового использования. Однако труды Девиля заинтересовали Наполеона III, который выделил субсидию на исследования. Его интерес обуславливался использованием первичного алюминия для нужд армии. Так, например орлы, украшающие древки знамен были отлиты из алюминия, металла, значительно легче чем серебро.

 

В 1888 году, вслед за Францией свое алюминиевой производство запустила и Англия. Неподалеку от Бирмингема химик Карл Фридрих Кастнер построил завод работающий по методу Девиля. Однако он пересмотрел некоторые технологические процессы и удешевил себестоимость алюминия в два раза.

 

 

4. Промышленное производство алюминия электролитическим способом.

 

В 1854 году Бунзен построил электролитический аппарат для получения первичного алюминия. Электролиз проходил при температуре 200 градусов цельсия а в качестве электролита использовался двойной хлорид алюминия и натрия. Алюминий выделялся в виде очень мелких кристаллов. Затем температура повышалась и они сплавлялись в крупные капли, переплавлявшиеся в слитки. Однако в промышленных масштабах этим способом наладить производство пока было невозможно, ввиду отсутствия в то время необходимого источника электричества, необходимого при электролизе.

В 1870 году с изобретением динамо машины, способной вырабатывать необходимое количество тока и созданием техники трехфазного переменного тока в 1889 году появились предпосылки для внедрения промышленного электролитического способа производства первичного алюминия методом электролиза. Однако еще одним немаловажным препятствием для массового производства первичного алюминия было отсутствие ванн, способным выдерживать длительное воздействие горячих расплавов солей.

В 1878 году немецкий электротехник Эрнст Вернер Сименс применил для нагрева электролита электрическую дугу, позволяющую нагревать раствор получая максимальную температуру внутри электролизера и наименьшую на стенках, при этом прокрывающуюся коркой из затвердевшего электролиза. предотвращающего коррозию стенок ванны.

Однако электролитический способ производства первичного алюминия, применяемый сейчас был изобретен в 1886 году, причем одновременно, независимо друг от друга французским ученым Полем-Луи Тессен Эру и американским инженером Чарльзом Мартином Холлом.

В 1889 году Эру приступил к созданию завода по производству первичного алюминия неподалеку от Гренобля. Годом спустя завод произвел 40 тонн алюминия, через пять лет, в 1895 году на заводе Эру производилось уже 450 тонн металла. На выплавку одного килограмма затрачивалось 42 кВт/ч.

Одновременно с Эру запатентовал свои изобретения и Холл. Первый свой завод он запустил в 1888 году недалеко от Питтсбурга . В 1893 году на заводе ежедневно производилось 500 кг первичного алюминия, в 1894 году уже одна тонна.

 

Купить первичный алюминий в чушках >>

Купить алюминиевый профиль и алюминиевые заготовки >>

Купить алюминиевые порошки и пудры >>

 

 

 

Алюминий России - порошковая металлургия, чистый алюминий и его сплавы

+7 (495) 664-43-64

E-mail: zakaz@a1um.ru

ООО "Атрейд"

ИНН 9729140073

ОГРН 1177746947036

 

Отправка формы…

На сервере произошла ошибка.

Форма получена.

Форма обратной связи:

Перейти в мобильную версию сайта