Прикреплённый файл - производство алюминия, новая технология

Производство алюминия, новая технология.

  Карботермическое восстановление алюминия представляет собой альтернативный процес получения алюминия, использующий химическую реакцию восстановления в реакторе. Карботермические процессы требуют гораздо меньшего физического пространства, чем процесс электролитического восстановления Хола-Эру, Процес получения алюминия  карботермическим восстановлением в качестве замены процессу Хола-Эру привёл бы к уменьшению потребления электроэнергии. Договременные оценки говорят, что карботермический процесс мог бы понизить потребность в энергии более чем на 30%. Карботермический процесс получения алюминия устранил бы также выбросы в атмосферу перфторуглеродов.

  По мнению многих авторов метод электротермического восстановления перспективнее электролизного, поскольку он базируется на переработке алюмосиликатного сырья которого значительно больше, чем бокситов, требует меньших затрат на подготовку сырья. В то же время способ электротермического восстановления обладает рядом недостатков, которые сдерживают его широкое применение. Наблюдается повышенное образование  карбита алюминия, жидких шлаков, нарушение динамики шихты и продуктов востановления, Кроме этого, необходимость добавок окислов кремния или железа для предотвращения образования карбида алюминия, в стандартной технологии карботермического восстановления алюминия из окисла, требует дополнительных технологий отделения алюминия от других компонентов получаеиого сплава при необходимости получения чистого алюминия.

   Автор предлагает новую технологию получения алюминия. Суть её в следующем. Восстановление алюминия осуществлять не углеродом, а окисью углерода. Известно,что окись углерода СО  является  очень активным восстановителем.

   Предлагается окись углерода производитьв специальном внешним газогенераторе и подавать в под электролизёра. А для увеличения времени контакта окиси углерода  с расвором, в электролизёре утанавливаются, ряд тарелок с углублением в нижней части, для задержки движения газа  СО.  Тарелки устанавливаются на подставки, закрепленные в угольной подине ванны. Тарелки и подставки изготавливаются из огнеупорного, химически стойкого, не электропроводного материала, например, карбида кремния. При этом высота электролизёра увеличивается до 0,8 м,

   Процесс осуществляется следующим способом. В ванную, футерованную углеродистой массой или графитовыми блоками,загружают криолит, расплавляют его в дуговом режиме и доводят до жидкотекучего  состояния. Затем в ванну загружают шихту, состоящую иэ смеси оксидов алюминия и кремния. Совместное восстановление оксодов алюминия и кремния осуществляют при температуре 1000-1100 градусов, включающем формирование реакционного объема расплава на основе фторидов металлов, наложение на расплав постоянного электрического тока. Графитовые электроды, погруженные в расплав, восстанавливают растворенные в расплаве криолиты оксида алюминия и кремния при потоянном токе 50-100 кА. Параллельно идёт восстановление оксидов алюминия и кремния окисью углерода.

                                                  AL₂O₃   +   3 CO  =   2 AL  +   3 CO₂ 

                                                      Si O₂  +  2 CO  =  Si  +  2CO₂   

    Образующийся металлический сплав опускается на подину печи.Поскольку в расплаве отсутствует свободный углерод, образование карбида алюминия не происходит.