Công nghệ sản xuất nhôm

Tài liệu "Công nghệ sản xuất nhôm" giới thiệu về công nghệ sản xuất nhôm. Tìm hiểu về quy trình sản xuất nhôm phổ biến. Trình bày về thành phần, tính chất của các loại hợp kim nhôm. Mời các bạn cùng tham khảo tài liệu để hiểu rõ nội dung nhé.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Công nghệ sản xuất nhôm SẢN XUẤT NHÔM NHÔM Lớp oxit bảo vệ • Nhẹ (Light weight), dẻo, có màu Nhôm trắng bạc, tính dẫn điện và dẫn nhiệt cao. • Tính chống ăn mòn khá tốt trong không khí → anode hoá • Nhôm nguyên chất có độ bền thấp, thường chỉ sử dụng để làm dây điện hay dụng cụ gia đình. • Hợp kim hóa, độ bền sẽ được nâng cao đáng kể. • Dễ nấu chảy và đúc: Tn/c = 660ºC, Tsôi= 2493 ºC. SẢN XUẤT NHÔM SẢN XUẤT NHÔM OXIT SẢN XUẤT NHÔM OXIT 1. Quặng Bauxite được nghiền nhỏ và làm sạch. 2. Quặng Bauxite được trộn với NaOH nóng tạo dung dịch Na[Al(OH)4]. 3. Tạp chất không hòa tan được lọc bỏ là bùn đỏ hay đuôi quặng được lọc bỏ. 4. Dung dịch Na[Al(OH)4] được làm lạnh và hydroxit nhôm ở dạng hòa tan lắng xuống. 5. Khi được nung nóng lên tới 1050 °C (quá trình canxit hóa), hydroxit nhôm phân rã vì nhiệt trở thành alumina và giải phóng hơi nước: 2 Al(OH)3 → Al2O3 + 3 H2O SẢN XUẤT NHÔM KIM LOẠI 2Al2O3→ 4Al + 3O2 Cực dương bằng ống hút Al lỏng Hỗn hợp Al2O3 và than chì criolit rắn + Cực âm bằng than chì Hỗn hợp Al203 và criolit nóng chảy Al nóng chảy Sơ đồ bể điện phân nhôm oxit nóng chảy SẢN XUẤT NHÔM KIM LOẠI - Cryôlit là hỗn hợp của các AlF3, natri và canxii (Na3AlF6). - Các điện cực trong điện phân ôxít nhôm làm từ cacbon. Khi quặng bị nóng chảy, các ion của nó chuyển động tự do. Phản ứng tại catot mang điện âm là: Al3+ + 3e- → Al Ở đây các ion nhôm bị biến đổi (nhận thêm điện tử). • Nhôm kim loại sau đó chìm xuống và được đưa ra khỏi lò điện phân. • Tại cực dương (anot) ôxy dạng khí được tạo thành: 2O2- → O2 + 4e- • Cực dương cacbon bị ôxi hóa bởi oxy. Cực dương bị hao mòn dần và phải được thay thế thường xuyên, do nó bị tiêu hao do phản ứng: O2 + C → CO2 TẠO HÌNH NHÔM HỢP KIM NHÔM 1. Biến dạng (Wrought alloys): thường phải qua gia công biến dạng, có độ dẻo cao. 2. Đúc (Cast alloys): có độ chảy loãng cao, thường là hợp kim cùng tinh. HỢP KIM NHÔM HK NHÔM BIẾN DẠNG KHÔNG HÓA BỀN ĐƯỢC BẰNG NHIỆT LUYỆN – Al-Mg (5000): • Mg từ 3-8%, rất nhẹ. • Độ bền mỏi cao, tính đàn hồi tốt, chống ăn mòn trong khí quyển tốt. • Sử dụng nhiều trong công nghiệp ôtô và xây dựng. – Al-Mn(3000): • Mn từ 1-1.6%. • Tính chất gần giống nhôm sạch. • Cơ tính, tính chịu hàn, chịu ăn mòn, độ dai va đập tốt hơn nhôm nguyên chất. NHÓM HÓA BỀN ĐƯỢC BẰNG NHIỆT LUYỆN • Hóa bền bằng tôi và hoá già (age hardening). • Độ bền khá cao, tương đương độ bền của nhóm thép cacbon xây dựng. • Ba hệ hợp kim chính là Al-Cu (2000), Al-Zn (7000), Al-Mg-Si (6000),còn gọi là Đuara. • Đuara có độ bền riêng rất cao, gấp từ 2-3 lần độ bền riêng của thép. HỢP KIM NHÔM 1. Biến dạng 2. Đúc HỢP KIM NHÔM ĐÚC • Thông dụng nhất là hợp kim Al-Si có thành phần ở gần khoảng cùng tinh (Silumin - 4000). • Có đầy đủ yêu cầu của hợp kim đúc: độ chảy loãng, khả năng điền đầy khuôn tốt, hệ số co ngót thấp... • Gồm: silumin đơn giản và silumin phức tạp. Giản đồ pha hệ Al-Si CÂU HỎI 1.Trình bày quy trình sản xuất alumina từ quặng bauxit? 2. Trình bày quy trình sản xuất nhôm từ alumina? 3. So sánh thành phần và tính chất của hợp kim nhôm đúc và hợp kim nhôm biến dạng? 4. Trình bày thành phần và tính chất các nhóm hợp kim nhôm có khả năng hóa già?