Как добывают алюминий

Процесс добычи алюминия начинается с извлечения бокситового рудника. Боксит – это минерал, который содержит главные источники алюминия – бокситовые руды. После извлечения бокситовые руды тщательно очищаются от примесей и затем перерабатываются для получения сырья для производства алюминия.

Основной метод переработки бокситовых руд в алюминий – процесс Байера. Этот процесс был разработан немецким химиком Карлом Байером в 1887 году и до сих пор является основным методом в промышленности. В рамках процесса Байера, бокситовая руда сначала превращается в гидроксид алюминия путем обработки ее раствором натрия гидроксида. Затем гидроксид алюминия превращается в оксид алюминия, который называется алюминий гидроксидом.

Далее алюминий гидроксид подвергается процессу обжига, в результате которого он превращается в оксид алюминия, известный как алюминий оксид или алюминия. Этот годится для дальнейшего использования в процессе электролиза, в рамках которого происходит окончательное получение чистого металла — алюминия.

Процесс электролиза – самый важный и сложный этап производства алюминия. Во время электролиза оксид алюминия плавится и используется в качестве электролита. Затем на анодном стержне происходит окисление оксид-ионов, что приводит к выделению свежего алюминия на катоде. Процесс электролиза требует большого количества энергии, поэтому электролиты обязательно перерабатываются для повторного использования.

Таким образом, процесс добычи алюминия, начиная от извлечения руды до электролиза, представляет собой сложную и трудоемкую технологию производства. Однако высокие результаты и прочность алюминия оправдывают все усилия, внесенные в его добычу и производство.

Сырье и подготовительные работы

Первым этапом подготовки бокситов является их дробление до мелкого состояния. Затем мелкие куски бокситов перемалываются до получения порошка. Полученный порошок бокситов смешивается с водой и образует суспензию. Суспензия проходит через ряд фильтров и отстаивается для удаления твердых частиц и примесей.

После отстаивания суспензия подвергается плавке в специальных печах при высокой температуре. При этом происходит окислительное превращение бокситов в оксид алюминия. Полученный оксид алюминия, также известный как алюминиевая глина, представляет собой белый порошок, имеющий текстуру глины.

Далее алюминиевая глина подвергается процессу обогащения. На этом этапе осуществляется удаление примесей и других нежелательных компонентов. Обогащенная алюминиевая глина готова к дальнейшим процессам, которые приведут к получению чистого алюминия.

Бокситовая руда: добыча и обогащение

Добыча бокситовой руды обычно осуществляется открытым способом. Для этого рудник создает разрезы, где за счет взрывов и механического разрушения выемки разработанные участки. Затем руда транспортируется на специальные обогатительные фабрики, где осуществляется ее обогащение.

На обогатительных фабриках руда проходит через несколько этапов обработки. Сначала она измельчается до мелкого состояния, после чего проходит вспенивание с помощью специальных химических реагентов. Это позволяет отделять боксит от примесей и создавать концентрат, содержащий до 70% алюминия.

Полученный концентрат подвергается дальнейшему обогащению и очистке, чтобы удалить оставшиеся примеси и улучшить качество конечного продукта – алюминия. После этого концентрат отправляется на алюминиевые заводы, где производится процесс электролиза и получение алюминия.

Таким образом, бокситовая руда проходит сложный процесс добычи и обогащения, чтобы стать сырьем для производства алюминия. Этот процесс требует высокой технологичности и соблюдения экологических норм.

Обжиг боксита и получение глинозема

Перед обжигом боксита происходит его дробление и сортировка по крупности, чтобы обеспечить равномерное нагревание материала. Далее боксит подвергается обжигу в специальных печах при температуре около 1500 градусов Цельсия.

Под воздействием высокой температуры оксиды алюминия и железа в боксите реагируют и превращаются в алюминия глинозем (оксид алюминия, Al₂O₃). Во время обжига происходит также выделение газовых продуктов, таких как вода и углекислый газ.

Полученный в результате обжига боксита глинозем имеет вид пылистого порошка. Для его дальнейшей обработки и превращения в металлический алюминий, глинозем пропускают через ряд процессов, включая жидкостную экстракцию, осаждение и кристаллизацию.