Boksyt jest podstawowym surowcem wykorzystywanym do produkcji aluminium. Ten gliniasty minera\u0142 sk\u0142ada si\u0119 z wodorotlenk\u00f3w glinu, takich jak gibbsyt, boehmit i diaspora, kt\u00f3re powsta\u0142y w wyniku intensywnych proces\u00f3w wietrzenia laterytowego.<\/p>\n
Ruda boksytu jest najpierw kruszona i myta, a nast\u0119pnie rozpuszczana w gor\u0105cym roztworze sody kaustycznej, znanym jako \"zielony roztw\u00f3r\". Po przeniesieniu tego zielonego roztworu do wysokich zbiornik\u00f3w z wodorotlenkiem glinu dodawanym w celu wytr\u0105cenia sta\u0142ego hydratu tlenku glinu w miar\u0119 obni\u017cania temperatury, zbiorniki z osadnikiem mog\u0105 by\u0107 r\u00f3wnie\u017c wykorzystywane do przyspieszenia krzepni\u0119cia.<\/p>\n
W du\u017cych zak\u0142adach przemys\u0142owych ca\u0142a magia tkwi w procesie Bayer. To tutaj chemia przemys\u0142owa nabiera kszta\u0142tu, przekszta\u0142caj\u0105c surowce w produkty przynosz\u0105ce korzy\u015bci spo\u0142ecze\u0144stwu. Ten wieloetapowy proces wykorzystuje r\u00f3\u017cne urz\u0105dzenia do filtracji i separacji, a tak\u017ce wi\u0105\u017ce si\u0119 z trosk\u0105 o \u015brodowisko; jego produkty uboczne, takie jak czerwone b\u0142oto, wymagaj\u0105 starannego post\u0119powania przed utylizacj\u0105.<\/p>\n
Ruda boksytu jest przetwarzana przy u\u017cyciu roztworu sody kaustycznej i trawiona w podwy\u017cszonym ci\u015bnieniu i temperaturze w celu wydobycia rozpuszczalnych warto\u015bci tlenku glinu, tworz\u0105c rozcie\u0144czony roztw\u00f3r glinianu sodu i nierozpuszczaln\u0105 \u017cr\u0105c\u0105 pozosta\u0142o\u015b\u0107 znan\u0105 jako czerwone b\u0142oto. Ten materia\u0142 ogniotrwa\u0142y wymaga specjalnego traktowania, poniewa\u017c mo\u017ce zawiera\u0107 metale ci\u0119\u017ckie, zwi\u0105zki alkaliczne i zwi\u0105zki fenolowe; st\u0105d jego klasyfikacja jako odpad niebezpieczny przez lokalne organy regulacyjne.<\/p>\n
Roztw\u00f3r sody kaustycznej jest nast\u0119pnie przepuszczany przez seri\u0119 wysokich na sze\u015b\u0107 pi\u0119ter zbiornik\u00f3w str\u0105caj\u0105cych, do kt\u00f3rych dodawane s\u0105 kryszta\u0142y hydratu tlenku glinu, kt\u00f3re rosn\u0105, przyci\u0105gaj\u0105c do siebie wszystkie cz\u0105steczki wody w roztworze i tworz\u0105c bia\u0142e cia\u0142o sta\u0142e wodorotlenku glinu, kt\u00f3re b\u0119dzie p\u00f3\u017aniej wykorzystywane w procesie wytapiania Hall-Heroult do produkcji aluminium.<\/p>\n
Przefiltrowany i wyp\u0142ukany tlenek glinu jest nast\u0119pnie poddawany dalszej obr\u00f3bce w celu usuni\u0119cia wszelkich pozosta\u0142o\u015bci sody kaustycznej i innych zanieczyszcze\u0144 przed suszeniem, a nast\u0119pnie podgrzewany w celu usuni\u0119cia nadmiaru wilgoci spowodowanej krystalizacj\u0105 poprzez kalcynacj\u0119 - niezb\u0119dny etap.<\/p>\n
Bezwodny tlenek glinu wytwarzany podczas jego przetwarzania staje si\u0119 natychmiast gotowy do u\u017cycia, a nast\u0119pnie jest formowany w r\u00f3\u017cne formy przy u\u017cyciu metod takich jak prasowanie na sucho, prasowanie izostatyczne, formowanie rolkowe, formowanie wtryskowe i\/lub procesy odlewania \u015blizgowego. Po uformowaniu mo\u017ce by\u0107 wytwarzany w postaci odlew\u00f3w arkuszy i pr\u0119t\u00f3w, a tak\u017ce izostatycznie prasowanych materia\u0142\u00f3w izolacyjnych i uszczelniaj\u0105cych stosowanych w r\u00f3\u017cnych ga\u0142\u0119ziach przemys\u0142u - przy czym wi\u0119kszo\u015b\u0107 produkcji s\u0142u\u017cy do cel\u00f3w metalurgicznych, podczas gdy pozosta\u0142a cz\u0119\u015b\u0107 znajduje zastosowanie w zastosowaniach specjalistycznych lub jako chemikalia z niego otrzymywane.<\/p>\n
Charles Martin Hall rozpocz\u0105\u0142 badania nad metodami produkcji aluminium w 1880 roku. Odkry\u0142, \u017ce u\u017cycie pr\u0105du elektrycznego przez tlenek glinu spowodowa\u0142o jego rozpad na tlen i metal aluminium, a kolejnym odkryciem Halla by\u0142o to, \u017ce roztw\u00f3r kriolitu mo\u017ce rozpu\u015bci\u0107 ten materia\u0142 i uwolni\u0107 jego cenne w\u0142a\u015bciwo\u015bci; w ten spos\u00f3b powsta\u0142 proces elektrolityczny Halla-Heroulta, kt\u00f3ry sta\u0142 si\u0119 podstawow\u0105 drog\u0105 do produkcji pierwotnego aluminium do 1908 roku.<\/p>\n
Wytapianie aluminium wymaga sta\u0142ych i du\u017cych ilo\u015bci energii elektrycznej. K\u0105piel kriolitowa musi pozostawa\u0107 w idealnej temperaturze roboczej, aby umo\u017cliwi\u0107 ci\u0105g\u0142\u0105 produkcj\u0119, a nadmiar aluminium, kt\u00f3ry gromadzi si\u0119 na katodzie, jest okresowo odsysany i wysy\u0142any do du\u017cych piec\u00f3w podtrzymuj\u0105cych, gdzie mo\u017cna usun\u0105\u0107 zanieczyszczenia, doda\u0107 pierwiastki stopowe, a nast\u0119pnie odla\u0107 do wlewk\u00f3w.<\/p>\n
Aby proces ten by\u0142 ekonomicznie op\u0142acalny, konieczne jest zarz\u0105dzanie szybko\u015bci\u0105 podawania tlenku glinu do k\u0105pieli kriolitowej w celu utrzymania sta\u0142ego st\u0119\u017cenia w optymalnym zakresie. Wiele czynnik\u00f3w, w tym wielko\u015b\u0107 cz\u0105stek i mieszanie, mo\u017ce mie\u0107 wp\u0142yw na ten czynnik.<\/p>\n
Przeprowadzaj\u0105c analiz\u0119 dyfrakcji rentgenowskiej k\u0105pieli kriolitowej, mo\u017cna \u0142atwo kontrolowa\u0107 ilo\u015bci obecnego wapnia i magnezu. Niestety, ta technika rentgenowska ma kilka wad, kt\u00f3re ograniczaj\u0105 jej dok\u0142adno\u015b\u0107: obejmuj\u0105 one trudno\u015bci z analiz\u0105 wzoru proszku, a tak\u017ce nak\u0142adanie si\u0119 analizy piku p\u00f3\u0142morficznego kriolitu NaCaAlF6 z pikami analitycznymi chiolitu i weberytu; trudno jest odr\u00f3\u017cni\u0107 neiboryt od neiburytu tylko za pomoc\u0105 tej metody rentgenowskiej!<\/p>\n
Huty wykorzystuj\u0105 systemy dyfrakcji wysokoci\u015bnieniowej do dok\u0142adnego monitorowania temperatury k\u0105pieli kriolitowej w czasie rzeczywistym i przewidywania momentu jej zamarzni\u0119cia - oba te elementy s\u0105 niezb\u0119dne w ich procesie. Ponadto system ten mo\u017ce wykrywa\u0107 zanieczyszczenia w\u0119glowe - kt\u00f3re stanowi\u0105 zagro\u017cenie dla zdrowia pracownik\u00f3w nara\u017conych na ich dzia\u0142anie w kopalniach, odlewniach i fabrykach - a tak\u017ce wtr\u0105cenia mineralne, takie jak piryt lub kalcyt, kt\u00f3re wskazuj\u0105 na zanieczyszczenia w samym tlenku glinu.<\/p>\n
Aluminium mo\u017ce by\u0107 wydobywane (po nieekonomicznych kosztach) z niekt\u00f3rych glin, ale wi\u0119kszo\u015b\u0107 produkcji pochodzi z wydobycia i rafinacji boksytu do tlenku glinu (tlenku glinu). Tlenek glinu s\u0142u\u017cy nast\u0119pnie jako surowiec do produkcji aluminium; ten energoch\u0142onny proces zu\u017cywa du\u017ce ilo\u015bci energii elektrycznej. Na dzie\u0144 dzisiejszy globalna produkcja tlenku glinu szybko si\u0119 rozwija, wykorzystuj\u0105c odmiany technologii procesowej Bayer (chocia\u017c trudniejsze boksyty o wysokiej zawarto\u015bci diaspor mog\u0105 wymaga\u0107 innych odmian).<\/p>\n
Drobno zmielony boksyt jest \u0142\u0105czony pod ci\u015bnieniem w komorach fermentacyjnych z gor\u0105cymi roztworami sody kaustycznej (NaOH) w celu rozpuszczenia minera\u0142\u00f3w zawieraj\u0105cych aluminium - gibbsytu, bohmitu i diaspory - w przesyconym roztworze glinianu sodu, znanym jako ciecz robocza. Reaktywna krzemionka obecna w roztworze musi r\u00f3wnie\u017c zosta\u0107 wyeliminowana poprzez dalsze przetwarzanie w celu utworzenia zawiesiny czerwonego b\u0142ota, zwanej r\u00f3wnie\u017c \"szlamem tlenku glinu\", przed przepompowaniem do szczelnych zap\u00f3r, kt\u00f3re zawieraj\u0105 nieprzepuszczalne materia\u0142y, aby zapobiec wyciekom i zanieczyszczeniu otaczaj\u0105cego \u015brodowiska.<\/p>\n
Garnki redukcyjne \u0142\u0105cz\u0105 tlenek glinu (z resztkami sody kaustycznej) z w\u0119glem, tworz\u0105c stopiony elektrolit, a pr\u0105d elektryczny przep\u0142ywa przez ten elektrolit, rozrywaj\u0105c wi\u0105zania chemiczne mi\u0119dzy aluminium i tlenem w tlenku glinu, uwalniaj\u0105c w ten spos\u00f3b tlen, przy czym aluminium ostatecznie osadza si\u0119 na dnie jako metal anodowy, podczas gdy dwutlenek w\u0119gla unosi si\u0119 jako metal katodowy.<\/p>\n
W wysokich zbiornikach str\u0105caj\u0105cych roztw\u00f3r hydratu tlenku glinu jest dalej oddzielany od sody kaustycznej poprzez dodanie niewielkich ilo\u015bci drobnego krystalicznego proszku tlenku glinu do ciek\u0142ego roztworu, co powoduje jego wytr\u0105cenie w postaci twardych glinokrzemianowych cia\u0142 sta\u0142ych hydratu tlenku glinu, kt\u00f3re mo\u017cna nast\u0119pnie przefiltrowa\u0107, umy\u0107 i wysuszy\u0107 do postaci bia\u0142ego proszku znanego jako \"kalcynowany tlenek glinu\".<\/p>\n
Ten proszek tlenku glinu mo\u017ce by\u0107 formowany w r\u00f3\u017cne produkty przy u\u017cyciu r\u00f3\u017cnych technik - na przyk\u0142ad prasowania na sucho, izostatycznego i na gor\u0105co, odlewania \u015blizgowego lub odlewania ta\u015bmowego - z lub bez dodawania dodatkowych materia\u0142\u00f3w (spoiw lub tworzyw termoplastycznych) w celu u\u0142atwienia produkcji i proces\u00f3w produkcyjnych, takich jak formowanie wtryskowe lub wytwarzanie cienkich pod\u0142o\u017cy do obwod\u00f3w mikroelektronicznych. Ponadto jego zastosowanie jako wype\u0142niacza pomaga poprawi\u0107 w\u0142a\u015bciwo\u015bci izolacyjne ceramiki.<\/p>\n
Pozosta\u0142o\u015bci boksytu mog\u0105 by\u0107 dalej przetwarzane za pomoc\u0105 kalcynacji, kt\u00f3ra polega na wprowadzeniu ich do pieca obrotowego, gdzie zostan\u0105 wystawione na dzia\u0142anie wysokich temperatur w celu usuni\u0119cia pozosta\u0142ej wody i pierwiastk\u00f3w zwi\u0105zanych chemicznie, wytwarzaj\u0105c produkt w postaci proszku tlenku glinu, kt\u00f3ry nadaje si\u0119 do formowania kszta\u0142t\u00f3w lub wykorzystania jako surowiec w zastosowaniach ceramicznych.<\/p>\n
Reakcje generuj\u0105ce ciep\u0142o s\u0105 katalizowane przez gor\u0105c\u0105 sod\u0119 kaustyczn\u0105 (NaOH). Reagenty r\u00f3\u017cni\u0105ce si\u0119 sk\u0142adem - na przyk\u0142ad \u0142\u0105cz\u0105ce diaspor\u0119 z gibbsytem - mog\u0105 by\u0107 r\u00f3wnie\u017c dodawane w celu kontrolowania profili temperaturowych i wytwarzania r\u00f3\u017cnych gatunk\u00f3w tlenku glinu.<\/p>\n
Podczas gdy wi\u0119kszo\u015b\u0107 produkcji tlenku glinu trafia do przemys\u0142u wytopu aluminium, istnieje znacz\u0105cy rynek specjalistycznych tlenk\u00f3w glinu wykorzystywanych jako materia\u0142y ogniotrwa\u0142e i ceramika techniczna. Te specjalistyczne produkty charakteryzuj\u0105 si\u0119 drobnymi, krystalicznymi strukturami o bardzo wysokiej powierzchni w\u0142a\u015bciwej, dzi\u0119ki czemu s\u0105 odporne na korozj\u0119; dodatkowo posiadaj\u0105 w\u0142a\u015bciwo\u015bci izolacyjne, wysoki poziom wytrzyma\u0142o\u015bci i stabilno\u015b\u0107 termiczn\u0105, co czyni je nieocenionymi elementami projekt\u00f3w budowy piec\u00f3w.<\/p>\n
Inne zastosowania tlenku glinu obejmuj\u0105 produkcj\u0119 ceramiki, takiej jak materia\u0142y ogniotrwa\u0142e, materia\u0142y \u015bcierne i no\u015bniki katalizator\u00f3w. Spoiwa mog\u0105 by\u0107 cz\u0119sto zawarte w proszku; na przyk\u0142ad tworzywa termoplastyczne do cz\u0119\u015bci formowanych wtryskowo s\u0105 podgrzewane i mieszane z tlenkiem glinu przed spaleniem podczas proces\u00f3w ch\u0142odzenia. Innym zastosowaniem odlewania ta\u015bmowego jest mieszanie go z ciecz\u0105 organiczn\u0105 w celu wytworzenia cienkich pod\u0142o\u017cy dla obwod\u00f3w mikroelektronicznych.<\/p>\n
W przeciwie\u0144stwie do innych materia\u0142\u00f3w ceramicznych, kt\u00f3re s\u0105 zwykle mi\u0119kkie i kruche, a zatem nie s\u0105 w stanie wytrzyma\u0107 napr\u0119\u017ce\u0144 udarowych lub rozci\u0105gaj\u0105cych podczas pracy, tlenek glinu jest twardy, trwa\u0142y i ma niski wsp\u00f3\u0142czynnik rozszerzalno\u015bci - idealne w\u0142a\u015bciwo\u015bci dla \u0142o\u017cysk i uszczelek. Niestety, jego drobnoziarnista struktura mo\u017ce prowadzi\u0107 do wad os\u0142abiaj\u0105cych, takich jak p\u0119kanie i dezintegracja, gdy jest poddawany napr\u0119\u017ceniom udarowym lub nadmiernemu napr\u0119\u017ceniu rozci\u0105gaj\u0105cemu.<\/p>\n
Kalcynacja to przemys\u0142owa metoda ogrzewania stosowana w celu uzyskania chemicznej separacji materia\u0142\u00f3w sta\u0142ych poprzez odparowanie wody, ulatnianie zanieczyszcze\u0144 i rozk\u0142ad utleniaj\u0105cych cz\u0119\u015bci masy. Kalcynacja jest od dawna stosowana jako skuteczny spos\u00f3b produkcji bezwodnego tlenku glinu; produkcji p\u0142yt \u015bciennych z odpad\u00f3w gipsowych; ekstrakcji rutylu o wysokiej czysto\u015bci z anatazu do produkcji rutylu o wysokiej czysto\u015bci, a tak\u017ce do innych cel\u00f3w przemys\u0142owych.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Bauxite is the primary raw material used to manufacture aluminium. This clay-like mineral comprises alu-hydroxides such as gibbsite, boehmite and […]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[3],"tags":[],"class_list":["post-671","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/artehistoria.net\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/671","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/artehistoria.net\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/artehistoria.net\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/artehistoria.net\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/artehistoria.net\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=671"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/artehistoria.net\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/671\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":672,"href":"https:\/\/artehistoria.net\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/671\/revisions\/672"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/artehistoria.net\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=671"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/artehistoria.net\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=671"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/artehistoria.net\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=671"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}