Алуминиев оксид

Глина - безводен алуминиев оксид AL2O3 - е прах със средните размери на сферичните гранули 50–200 μm. Glinzem се използва широко като основен компонент на Electrofarfor и Ultrafarfor (на базата на корунд) и като независим материал за производството на високо напрежение, високочестотни изолатори, кондензатори, вакуумни части (предпазители на натриеви лампи, полупроводникови клапани, Доставки на антени, табла за интегрирани схеми и други.).

Производство на глина

Следните минерали и руди служат като суровина за получаване на глина: алунити, каолини, нефелини и боксти. Получаването на глина от руди се извършва по три основни начина: електролитична, киселина и алкална.

Най -често срещаният начин на производството на глина е методът на Байер, австрийски инженер, който е живял и работил в царска Русия на царската Русия. В Русия, в допълнение към получаването на глина от Bauxite от Bayer, се използва и технология за синтероване. Същността на производството на глина по алкален начин според метода на Байер е бързото разлагане на алуминиевите разтвори, когато хидроксидът на алуминия се въвежда в тях.

След това оставащият разтвор се изпарява с интензивно смесване и отново може да разтвори алуминиевия оксид, съдържащ се в боксит.

Производството на глина съгласно този метод се състои от следните операции:

1. Подготовка на букситна руда в специални мелници: раздробяване, смилане, добавяне на каустични алкали и вар
2. Алкали за обработка на бокс
3. Отделяне от червена слуз на алуминиев разтвор чрез измиване
4. Разлагане на воден разтвор на алуминий
5. Освобождаването на алуминиев хидроксид
6. Калциниране (дехидратация) на силициев хидроксид

Използването на този метод на производство на глина ви позволява да получите силно химическо съединение от алуминиев оксид, чието топене се извършва само когато температурата достигне 2050 градуса. Технологията за производство на глина чрез синтероване е следната: рудата се омекотява в пещите, докато се получи твърд алуминий, който след това се извлича с разтвор на сода или вода.

Полученият разтвор на натриев алуминий се разлага от въглероден диоксид, в резултат на което се получава алуминиев хидроксид.

Сухата алкална технология за производство на глина (синтероване) ви позволява да освободите глина от нискостепенни родове, нефелин и алунитни руди. Суровините са синтеровки в пещи, за да се получи твърда форма на алуминия, който се оставя, удебелен, измит и подложен на разделяне. Полученият разтвор се разлага от въглероден диоксид и алуминиев оксид и се получават допълнителни продукти.

Физикохимичните свойства на глината

През последните десетилетия, във връзка с въвеждането на нови видове електролизатори (с изгорени аноди и горен ток -тюх) с капацитет до 500 ka, повишаване на нивото на автоматизация на процеса на електролиза, степента на пречистване От изходящите газове рязко увеличиха изискванията за физическите и минералогичните характеристики на глината. Качеството на получената глина се определя от минималното съдържание на примеси, по -голяма (дисперсия) и фазов състав (α, γ). В момента, у нас и в чужбина, има разделение на Claye, според неговите физични свойства, в прахообразно, пясъчна (пясък) и незаразена глина.

Плътността характеризира степента на изпомпване на глина, а ъгълът на естествената наклона и насипната маса е способността на глината към образуването на добър топлинен слой върху електролитната кора.

Скоростта на разтваряне е най -важният показател за качеството на глината. Индустриалният опит показва, че тесен диапазон от частици с форма на глина +45–100 μm с изместване с размер по-близо до 100 микрона, а съдържанието α-AL2O3 не е повече от 10 % (останалите γ-AL2O3) осигурява добра поддръжка и задоволителна скорост на разтваряне на глина в електролит. Твърде малка глина в преминаването и натоварването в баня за електролиза, твърде голяма глинена земя бавно се разтваря в електролита, се утаява в долната част на банята и образува седименти-коири.

Има GOST за Clayzer (виж. таблица. Десет.1), според който стоковият алуминиев оксид трябва да има минималното съдържание на вредни примеси: Fe2O3, SiO2, Na2o, K2O, CAO, P2O5, ZnO и др.

Примеси на алкални метали разлагат криолит-клани-земна стопилка:

3K2O+2alf3 = 6kf+al2O3, alf3 е най -скъпият компонент на криолит. При разлагане на ALF3, криолитно съотношение във банята също се променя, което допълнително води до промяна в топлинния капацитет на електролита и температурата на топенето му, става необходимо да се регулира постоянното регулиране на състава на електролита и увеличава консумацията на консумация на консумация на консумация на консумация на консумация на консумация на консумация на консумация на консумация на консумация на консумация на консумация на консумация на консумация на консумация на консумация на консумация на консумация на консумация на консумация на консумация на консумация на консумация на консумация на консумация на консумация на консумация на консумация на консумация на консумация на консумация на консумация на консумация на консумация на консумация на консумация Флуороли за производство на 1 тон алуминий.

Вредна примес е наличието на влага (p.P.P.) В глинесто-измерение водата в разточеността на стопилката и H2 се освобождава на катода вместо Al. В допълнение, H2O взаимодейства с електролит: 2 (NNAF*ALF3) + 3H2O = AL2O3 + 6HF + 2NNAF, водородният флуорид (HF) е много променлив и вреден за здравето и екологичния газ.

Стойността на p.P.P. 0,8–1,0 % съответства на 25-30 % от съдържанието на αAL2O3 (за TVP), което отговаря на консумацията на флуоридни соли от 100 kg на 1 тона A1. Стойността на p. P.P. Около 0,4 % съответства на 60–80 % от съдържанието на α-AL2O3, което отговаря на консумацията на флуоридни соли от 30–40 kg на 1 тона A1. Първите числа отговарят на практиката на местните алуминиеви фабрики.

Метални оксиди с по -ниско напрежение на разлагане от Al2O3, FEO, Fe2O3 SiO2, TiO2, V2O5 и др., които влизат в електролита с глина, по време на електролиза, се разлагат електрохимично с освобождаването на алуминий за замърсяване на метали върху катода. Възможен е курсът на реакции между тези оксиди и метален или разтворен алуминий с образуването на Al2O3 - текущият изход се намалява. Примеси на титан, ванадий, хром и манган значително намаляват електрическата проводимост на алуминия и следователно те са особено нежелателни за метала, използван в електрическата промишленост.

Примесата на P2O5 присъства в малки количества в глина, е един от вредните. Фосфор намалява корозионната устойчивост на алуминий и увеличава зачервяването му дори при малки концентрации. В допълнение, наличието на R2O5 в електролита подобрява топенето на влага, което води до лошо разделяне на пяната, увеличаване на електролитния електролит и нарушение на технологиите.

Съдържанието на примесите в глината се определя почти изцяло от чистотата на първоначалния хидроксид, но при използване на барабанни пещи, влошаване на качеството на Al2O3 (повишено съдържание на SiO2 и Fe2O3) поради абразия и/или унищожаване на облицовката в облицовката в облицовката в облицовката в облицовката в облицовката в облицовката в облицовката в облицовката в облицовката в облицовката в облицовката в облицовката в облицовката в облицовката в облицовката в облицовката в облицовката в облицовката в облицовката в облицовката в облицовката в облицовката в облицовката в облицовката в облицовката в облицовката в облицовката в облицовката в облицовката в облицовката в облицовката в облицовката в облицовката в облицовката в облицовката в облицовката в лигавица площта на високите температури.

При електролитично производство А1 гранулометричният състав е важен - дисперсията на получения алуминиев оксид.

Една много съмнителна легенда казва, че един ден на римския император Тиберий (42 g. BC. E. - 37 g. н. E.) Човек дойде с метална, немигаща купа. Твърди се, че материалът на купата е получен от глина (Al2O3) и следователно е трябвало да бъде алуминий. Страхувайки се, че такъв глинен метал може да обезцени златото и среброто, Тиберий само в случай на заповед на човек да отсече главата си. Разбира се, тази история е трудно да се повярва: местният алуминий не се намира в природата и по времето на Римската империя не би могло да има технически средства, които да позволят алуминий от неговите съединения.

Дисперсията, подобно на химичния състав, се определя предимно от дисперсията на първоначалния хидроксид. В по -малка степен това зависи от условията на изстрелване по време на калцификация. В целия температурен диапазон дехидратацията на хидроксид и кристализация първо γ-AL2O3, а след това частично α-AL2O3 върви със запазването на размера и формата на оригиналния хидроксид. С повишаване на температурата над 1050 ° C за KS пещи (врящ слой) и 1200 ° C - за барабани, както и с увеличаване на скоростта на нагряване, псевдоморфозата и появата на по -голям брой малки частици се унищожават. Има и известно смилане на алуминиев хидроксид по време на дехидратацията му, главно в температурния диапазон от 200–400 ° C. Това смилане е по -силно, толкова по -голяма е скоростта на нагряване на хидроксид.

Фазовият състав на глината (съотношение γ-AL2O3 и α-AL2O3) зависи предимно от температурата и продължителността на изстрела. Увеличаването на времето на изстрелване в зоната с висока температура, както и повишаване на максималната температура на калцификация, води до увеличаване на съдържанието на αAL2O3.

В GOST няма изисквания за съдържанието на α-al2O3 (виж. таблица. Десет.1), в същото време, стойността на p е задължително посочена.P.P. Както показват проучванията, стойността на p. P.P. ≤ 1 % съответства на съдържанието на α-AL2O3 ≥ 25 % за барабанните пещи и 5-10 % за пещите на кипещия слой (CS).

Фазовият състав на глината определя скоростта на разтваряне в електролита. Модификацията на γ-AL2O3 е по-добре разтворена в криолит-клани-земен стопилка, отколкото α-Al2O3. С криолитна връзка (до.O.) = 3.0 Разтворът на разтваряне γAL2O3 е по-висок от този на α-AL2O3, 1,2 пъти и при до.O. = 2.4 Тази скорост вече е 2 пъти по -висока.
В Русия, в повечето вътрешни глинени растения, Клейзмът в химическия състав отговаря на съвременните изисквания. По отношение на физическите характеристики, тя може да се дължи на глината на прахообразност. Американските растения получават и използват пясъчна глина. Европейските и японските фабрики използват прахообразна, частично пясъчна и неинфектирана глина.

Топлината на образуването на глина

Алуминий на безводен оксид&Срамежлива много силна връзка. Топлината на неговото образование&Срамежливи-по-висока е топлината на образуването на основните примеси, влизайки&Shy-Shars в алимид. Това обстоятелство ви позволява да различавате алуминиевия оксид от рудите като такива (под формата на корон&Срамежливи--да) или под формата на шлака, възстановяване на пример с въглерод&Shy-Si към елементарно (метално) състояние. Самият алуминиев оксид при тези условия се възстановява в метал&Само срамежлива, само в незначителна степен.

Основните модификации на алуминиевия оксид

В природата може да се намери само тригонална α-модификация на алуминиевия оксид под формата на корунд-минерал и неговите редки ценни сортове (рубин, сапфир и др. Д.). Тя е единствената термодинамично стабилна форма Al2O3. По време на топлинната обработка на алуминиеви хидроксиди около 400 ° С получават кубична γ-форма. При 1100–1200 ° С с γ-модификация, необратима трансформация се осъществява в α-AL2O3, но скоростта на този процес е малка и за завършване на фазовия преход, или наличието на минерализатори, или повишаване на температурата на обработка до 1400 –1450 ° C е необходимо.

Известни са и следните кристални модификации на алуминиевия оксид: кубична η-фаза, моноклинична θ-фаза, шестоъгълна χ-фаза, ортотична κ-фаза. Наличието на δ-фаза остава противоречиво, което може да бъде тетрагонална или ортина.

A substance, sometimes described as β-AL2O3, is actually not pure aluminum oxide, but a number of aluminum and almighty metal metals with the following common formulas: meo • 6al2O3 and ME2O • 11al2O3, where MeO is calcium oxides, barium, stromance and T. Д., и M2O - натриеви оксиди, калий, литий и други алкални метали. При 1600–1700 ° C β-модификацията се разлага в α-AL2O3 и оксид на съответния метал, който се отделя като пара.

Приложение

Clayemetallurgical GOST 30559-98 Това е кристален прах от алуминиев оксид от различни модификации, използвани за производство:

• Електрически изолационни, електрически и радио керамични продукти, специални видове керамика, електрофар за,
• огнеупорни, шлайфащи и абразивни материали;
• високораслени цименти като катализатори и други.

Алуминиевият оксид (Al2O3), като минерал, се нарича корунд. Големи прозрачни корунд кристали се използват като скъпоценни камъни. Поради примеси, корундумът е боядисан в различни цветове: червен корундур (съдържащ хром примеси) се нарича рубин, синьо, традиционно сапфир. Според правилата, приети в бижута, сапфирът се нарича кристален α-оксиден алуминий от всякакъв цвят, с изключение на червено. В момента кристалите на бижута Корунд се отглеждат изкуствено, но естествените камъни все още се оценяват по -високо, въпреки че не се различават по външен вид. Корундът се използва и като огнеустойчив материал. Останалите кристални форми се използват като правило като катализатори, адсорбенти, инертни пълнители във физическите изследвания и химическата индустрия.

Керамиката, базирана на алуминиевия оксид, има висока твърдост, рефрактерни и антифрикуващи свойства, а също така е добър изолатор. Използва се при горелки на лампи за изпускане на газ, субстрати на интегрални вериги, при заключващи елементи от керамични тръбопроводи, в протези и др. Д.