مراحل تولید آلومینیوم

مراحل تولید آلومینیوم

مراحل تولید آلومینیوم : در بسیاری از کشورهای اروپایی این فلز را مانند ایران به نام، آلومینیوم می‌خوانند ولی در آمریکا و کانادا به اسم آلومینم خوانده می‌شود که هر دو تلفظ صحیح می‌باشد. در تاریخچه نام گذاری این فلز در فرهنگ لغت ابتدا به نام آلومییوم (بر وزن عناصر جدول تناوبی) بوده که در اثر گذشت زمان به آلومنیوم تغییر کرده‌است. به‌طور کلی دو نوع آلومنیوم وجود دارد که از دو طریق می‌توانیم تولید کنیم:

  1. روش تولید آلومینیوم اولیه (Primary production)
  2. روش ثانویه (secondary production)

مراحل تولید آلومینیوم

روش اولیه تولید آلومینیوم

مراحل تولید آلومینیوم : روش اولیه تولید آلومینیوم اولیه شامل ۵ بخش اساسی می‌باشد که در ادامه به توضیح هر قسمت پرداخته می‌شود.

۱- استخراج سنگ معدن

استخراج از سنگی به نام بوکسیت صورت می‌گیرد.

در بوکسیت اکسید آلومینیوم،هیدروکسید آلومینیوم و… بسیاری ناخالصی‌های دیگر وجود دارد که مطلوب ما برای تولید آلومینیوم نمی‌باشند.

فرایند استخراج از سنگ بوکسیت، یکی از کثیف‌ترین فرایندهای استخراج می‌باشد.

زیرا این سنگ در مناطق خوش آب و هوا (جنگل‌ها) مانند : آمریکای جنوبی،جنگل‌های آمازون،جنوب هند و… وجود دارد.

بوکسیت از هوازدگی سنگ‌هایی مانند گرانیت و بازالت که حاوی مقادیر زیادی از آلومیینیم هستند، ایجاد می‌شود.

۲ – پالایش

بعد از مرحله استخراج، بوکسیت به پالایشگاه آلومینا برده می‌شود. آلومینا، اکسید آلومینیوم است و تفاوت آلومینا با اکسید این است که آلومینا بسیار خالص تر می‌باشد. ناخالصی‌های موجود عبارتند از:

وجود ۳ الی ۲۵ درصد آهن
وجود سیلیس
وجوداکسید تیتانیوم

۳ – فرایند خالص سازی

برای خالص سازی از سود سوز آور (NaOH) استفاده می‌کنند.

به این صورت که، پودر بوکسیت را در دمای بالا به داخل محلول سودِ سودآور در فشار بالا حدود ۴ اتمسفر می‌ریزند و اجازه می‌دهند واکنش اتفاق بیفتد در این فرایند تنها جزئی از بوکسیت که وارد واکنش می‌شود آلومینیوم است.

به این فرایندdigestion می‌گویند.

بعد از این فرایند وارد مرحله بعدی که مخزن‌های بسیار بزرگی وجود دارد می‌شود.

در این مخزن‌ها دمای محلول را پایین می‌آورند و اجازه می‌دهند تمام عناصر ته‌نشین شوند و تنها آلومینیوم ترکیب شده روی سطح باقی می‌ماند.

بعد از خارج کردن ناخالصی‌ها و انجام واکنش به صورت برعکس (فشار پایین + دما پایین)، اکسید آلومنیوم ایجاد می‌شود که به صورت پودرمرطوب می‌باشد. این پودر مرطوب را درون کوره‌های بلند که عموماً به صورت افقی هستند می‌ریزند و همزمان با حرارت دادن همراه با شیب ملایمی که کوره دارد، پودر خشک شده و خالص اکسید آلومینیوم از انتهای کوره خارج می‌شود.

همین پودر ماده اولیه تولید آلومینیوم می‌باشد.

۴ – اضافه کردن کریولیت

در این مرحله باید مقداری کریولیت به پودر بدست آمده بیفزاییم ، کریولیت، دمای ذوب آلومنیا را پایین می‌آورد. برای تهیه کریولیت، اکسیدآلومنیوم را با ترکیباتش واکنش می‌دهند و کریولیت بدست می‌آید.

۵ – احیاء

عمل احیاء در کارخانه‌های بسیار بزرگ صورت می‌گیرد و اغلب این کارخانه‌های عظیم در نزدیکی دریا احداث می‌گردند و علت این امر دسترسی راحت به مواد اولیه که اغلب توسط کشتی حمل می‌شوند، می‌باشد.

مصرف انرژی بسیار بالایی دارند این کارخانه‌ها، در این کارخانه‌های واحدهای خاصی در ایعاد ۸متر در ۴ متر در ۱ متر، تکرار می‌شوند؛ که هر کدام سلول‌های الکترولیز هستند.

در این دیگ‌ها واکنش الکترولیز اتفاق می‌افتد.

به این صورت که جریان الکتریکی وارد می‌شود و از طریق آند و کاتد به محلول حاوی کریولیت و اکسید آلومینیوم انرژی الکتریکی داده می‌شود و این انرژی باعث می‌شود در کاتد، یون احیاء شود و همچنین در آند، اکسیژن احیاء شود.

با توجه به دمای بالا، قابلیت رسانایی برق و… دارای جنس گرافیت می‌باشند.

مشکل اساسی این آندها این است که به دلیل وجود کربن، اکسیژن و دمای بالا، کرین با اکسیژن واکنش می‌دهد و خارج می‌شود، و پس مدتی این آندها تمام می‌شوند.

روش ثانویه تولید آلومینیوم

مراحل تولید آلومینیوم :روش تولید دیگر آلومینیوم که به روش ثانویه (secondary production)، شناخته شده می‌باشد.

این روش منبع مهمی از تولید آلومنیوم می‌باشد.

در این روش از ضایعات قطعات آلومینیوم و بازیافت این قطعات برای تولید استفاده می‌شود.

تولید آلومینیوم ثانویه فقط ۵ درصد از انرژی مصرفی در روش اولیه تولید را می‌خواهد و به خاطر همین موضوع همواره مورد توجه زیاد قرار می‌گیرد، علاوه بر کاهش چشم گیر مصرف انرژی در این روش نسبت به روش اولیه تولید آلومینیوم، هر یک کیلوگرم آلومینیوم تولیدی به این روش معادل صرفه جویی ۸ کیلوگرم بوکسیت و ۴ کیلوگرم مواد شیمیایی دیگر است.

این فرایند شامل ۵مرحله، ۱ – جمع‌آوری ۲ – مرتب‌سازی ۳ – بازفرآوری ۴ – نورد کردن ۵ – تبدیل، می‌باشد

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Call Now Button