Мировое производство алюминия, меди, цинка и свинца
ОГЛАВЛЕНИЕ
1 Современное состояние производство и потребление алюминия
1.1 Характеристика сырья для получения алюминия
1.2 Производство глинозема из отходов сжигания угля
2 Способы получения глинозема из золошлаков
2.1 Характеристика золошлаков
2.2 Способы переработки
Литературный обзор
Современное состояние производство и потребление алюминия
Алюми́ний — элемент 13-й группы периодической таблицы химических элементов (по устаревшей классификации — элемент главной подгруппы III группы), третьего периода, с атомным номером 13. Обозначается символом Al (лат. Aluminium). Относится к группе лёгких металлов. Наиболее распространённый металл и третий по распространённости химический элемент в земной коре (после кислорода и кремния).
Простое вещество алюминий — лёгкий парамагнитный металл серебристо-белого цвета, легко поддающийся формовке, литью, механической обработке. Алюминий обладает высокой тепло- и электропроводностью, стойкостью к коррозии за счёт быстрого образования прочных оксидных плёнок, защищающих поверхность от дальнейшего взаимодействия.
История алюминия как металла
История промышленности цветных металлов, как и история многих других типов промышленности нашего века, отличается своим стремлением к постоянному развитию и ускорению. Сегодня вряд ли можно встретить человека, который не был бы знаком по крайней мере с некоторыми из применений алюминия и его сплавов. В нашей современной жизни алюминий уже играет такую значительную роль, что трудно себе представить, как всего 100 лет назад этот метал все еще был относительной редкостью.
Превосходные антикоррозийные свойства чистого алюминия проявляются, прежде всего, благодаря его сродству к кислороду; что дает возможность получать очень тонкую, но при этом очень прочную оксидную пленку, которая покрывает поверхность, когда только что отрезанный кусок металла вступает в контакт с атмосферой. Это оксидное покрытие играет значительную роль при изготовлении любого защитного покрытия для металлов. Это является основой наиболее стойкого к коррозии защитного покрытия, а именно: группы покрытий, которые производятся с помощью процесса анодного окисления в любом из ее многочисленных проявлений. В этом случае естественная пленка подвергается значительному утолщению и укрепляется с помощью электрохимических средств.
С другой стороны, прочность естественной оксидной пленки является весьма неблагоприятным фактором при производстве защитных покрытий другого типа, как, например, покрытия на основе гальванопокрытия, и, хотя и в меньшей степени, органические защитные покрытия, так как пленку приходится удалять или трансформировать для успешного производства альтернативного покрытия. При этом возникает необходимость в создании неких новых технологий.
Алюминий является металлом, обладающим сильными электроотрицательными свойствами и сильным сродством к кислороду; такой вывод можно сделать вследствие большого количества тепловой энергии, которая выделяется при формировании его оксидов. По этой причине, даже несмотря на то, что это – один из 6-и самых распространенных на земле металлов, алюминий до 19 века находился в полной изоляции.
Окись алюминия (Al2O3) была известна, еще в 18-ом веке, а первые неудачные попытки выделить металл были сделаны сэром Хэмпри Дэви в 1807, когда выделение щелочных металлов сделало возможным производство сильного восстановителя. Однако, только в 1825 ДанишВоркер, успешно получил порошок алюминия путем восстановления обезвоженного хлорида алюминия с амальгамой натрия; а два года спустя, Ф. Волер заменил в этом процессе амальгаму калием, и в промежутке с 1827 по 1847 годы так же открыл и перечислил многие из его химических и физических свойств. Однако много лет прошло, прежде чем данный металл смог поступить в коммерческое производство.
Отцом промышленности цветных металлов можно, вероятно, считать французского ученого Генри Сэйнт Клер Девиль, который в 1850 году усовершенствовал метод Волера путем замены калия натрием и использования двойного хлорида натрия и алюминия в качестве источника металла, таким образом выводя производство алюминия на коммерческий уровень; стоимость металла при этом все еще оставалась сопоставимой со стоимостью золота.
Дальнейший прогресс в производстве алюминия связан с открытием электролитического метода получения металла из руды, открытого Робертом Бансеном, а затем и Девильем.
В 1885 братья Кауль произвели первые сплавы алюминия, содержащие железо и медь. Это произошло вскоре после изобретения динамо машины, которая значительно понизила стоимость электроэнергии, в результате чего Геральт и Холл получили независимые американский и французский патенты на производство алюминия электролитическим способом из окиси алюминия и расплавленного криолита (AlF3NaF). Таким образом, производство алюминия в Европе сосредоточилось вокруг первой фабрики в Ньюхаузене, тогда как процесс, разработанный Холлом начал применятся в США в Питсбурге. Современное производство алюминия начинается с минерального боксита, который содержит примерно 25% алюминия. Он преобразовывается в окись алюминия путем воздействия раствором натрия хлорида под давлением, затем полученная очищенная окись алюминия добавляется к расплавленной смеси криолита и флюорита. Эта смесь подвергается электролизу в боксе с углеродным анодами, затем расплавленная смесь выпускается из нижней части бокса.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
{\displaystyle {\mathsf {AlCl_{3}+3K\rightarrow 3KCl+Al}}}По применению алюминий занимает второе место после стали, в настоящее время он широко используется в самых различных областях. 7,5 % земной коры занимает алюминий. Используется алюминий благодаря разнообразию его свойств, как в чистом виде, так и в комбинации с другими элементами. Такого прогресса алюминий добился менее, чем за 100 лет. Еще в 1882 году алюминий считался редким материалом, производство которого в год составляло всего 2 тонны во всем мире. По объему производства алюминий опередил прочие цветные металлы в конце тридцатых годов, а по количеству в тоннах – в шестидесятых годах прошлого столетия.
|
|
|
Мировое производство первичного алюминия в 1900 составило около 6700 тонн, которое обеспечивали всего пять стран (США, Швейцария, Франция, Германия и Великобритания). К 1916 году производство достигло 100 000 тонн, прирост составил 700 000 тонн к 1939 году; в 1943 году в разгар второй мировой войны уровень производства достиг отметки два миллиона тонн. Этот рекорд удалось повторить лишь в 1952 году. В пятидесятые и шестидесятые годы прошлого столетия имел место стремительный рост производства. Несмотря на некоторый спад в семидесятые годы, согласно данным, опубликованным мировым бюро по статистике металлов, в 1995 году производство алюминия составило 19.5 миллионов тонн, то есть в десять раз увеличилось по сравнением с 1952 годом. К 1994 году количество производителей возросло до 43.
Согласно данным Ассоциации Алюминия в Вашингтоне, мировое производство первичного алюминия возросло с 19673000 тон в 1995 году до 21427000 тонн в 1997 году. Данные о производстве первичного алюминия издаются также Международным Институтом первичного алюминия (IPAI). Необходимо отметить, что эти цифры ниже, чем данные прочих источников, так как информация IPAI основана исключительно на данных производителей первичного алюминия и не включают данные независимых источников.
Таким образом, в соответствии с IPA1, производство составило 17342000 тонн в 1995 году, 19479000 тонн в 1997 году и 19949000 тонн в 1998 году. Как ожидается, производство должно возрасти.
Мировое производство алюминия, меди, цинка и свинца
Основные страны-производители по состоянию на 1996 год показаны в Таблице
| 1996 | 1997 | |
| Северная Америка США Канада | 5 859 900 3 577 222 2 282 000 | 5 930 000 3 603 000 2 327 000 |
| Европа, включая СНГ Германия Норвегия Россия | 6 499 000 576 500 874 000 2 800 000 | 6 697 000 575 000 919000 2 906 000 |
| Латинская Америка Бразилия | 2018000 1 185000 | 2122000 1 200 000 |
| Океания Австралия | 1 656 000 1 372 000 | 1 800 000 1 495 000 |
| Азия Китай | 3 61 1 000 1 780 000 | 3 808 000 2 000 000 |
Очевидно, что расположение заводов изменяется. Как показано в таблице ниже производство алюминия в США значительно снизилось, в то время, как Латинская Америка, Азия, Австралия и Африка увеличили производство данного металла.
Значительный рост отмечается в Западной Европе в семидесятые годы благодаря доле Западной Германии. В 1992 общий импорт из стран СНГ привел к созданию большого резерва на складах. Это вызвало стремительный рост цен на алюминий и закрытию многих заводов в Западной Европе, поэтому с 1992 по 1994 год отмечается резкий спад производства алюминия в Германии. С 1995 года наметился плавный рост производства
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 988; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!