Из чего обрабатывается алюминий?

Введение

Алюминий является одним из самых распространенных элементов в коре Земли, известный своими легкими и универсальными свойствами. Металл играет решающую роль в различных отраслях промышленности, от аэрокосмической до строительства. Понимание того, как обрабатывается алюминий, важно для оценки его повсеместного присутствия в современных технологиях. Алюминий в основном обрабатывается из бокситовой руды через серию сложных процедур, совместно известных как алюминиевая обработка.

Извлечение бокситовой руды

Путешествие начинается с извлечения боксита, красновато-коричневой осадочной скалы, богатой минералами гидроксида алюминия. Бокситовые отложения в основном встречаются в тропических и субтропических регионах. Добыча полезных ископаемых проводится с помощью методов открытых пит, включая удаление слоев почвы и породы, чтобы получить доступ к руде внизу. Эффективность этой начальной стадии значительно влияет на общую эффективность обработки алюминия .

Уточнение глинозема

После извлечения боксит подвергается процессу Bayer, чтобы превратить его в алюминий (оксид алюминия). Это включает в себя сокрушение боксита и обработку его гидроксидом натрия при высоком давлении и температуре. Алюминиевые соединения растворяются, образуя алюминатный раствор натрия, в то время как примеси оседают как красная грязь. Затем раствор охлаждается, а алюминиевый гидроксид выпадает. Следует кальцинирование, где гидроксид нагревается, чтобы удалить воду, давая чистого глинозем.

Электролиз через процесс Холла-Херулт

Затем изысканный глинозем подчиняется процессу Холла-Херулт для плавки в чистый алюминиевый металл. Алюминия растворяются в расплавленном криолите, снижая его температуру плавления и повышая проводимость. Электрический ток пропускается через раствор, вызывая алюминиевые ионы для мигрирования в катод и уменьшать до расплавленного алюминия, в то время как кислород образуется в аноде. Этот электролитический процесс является энергоемким, но решающим для производства алюминия высокой чистоты.

Кастинг и изготовление

Собранное расплавленное алюминий затем бросается в слитки, заготовки или плиты с помощью различных методов литья. Эти формы служат сырью для процессов изготовления, таких как прокатка, экструдирование и ковация. Такие методы, как обработка алюминия, позволяют формировать металл в продукты для автомобильных деталей, строительных материалов и потребительских товаров.

Переработка и устойчивость

Алюминий очень пригоден для переработки, сохраняя свои свойства на неопределенный срок. Рециркуляция требует только 5% энергии, используемой в первичном производстве, что значительно снижает воздействие на окружающую среду. Промышленности все чаще фокусируются на устойчивой практике обработки алюминия для сохранения ресурсов и сокращения выбросов углерода.

Заключение

От добычи бокситной руды до производства чистого алюминия, обработка алюминия является сложной, но важной частью современной промышленности. Достижения в области технологий продолжают повышать эффективность и экологический след обработки алюминия . Понимание этих процессов подчеркивает важность алюминия в нашей повседневной жизни и мировой экономике.