Kurs işi alüminium və onun ərintilərinin neft-kimya maşınqayırmasında tətbiqi

Alüminium filizləri. Alüminium yer qabığında ən geniş yayılmış (8,8%) metaldır; temiz halda tapılmır, lakin 250-ə qədər mineralın tərkibində müşahidə edilir. Onun sənaye əh- əmiyyətli fılizləri boksidlər (48...60% Al₂0₃, 10 ..30% AI(OH)₃, 1,7% Si0₂, az miqdarda dəmir və s.); kaolinlər - AI₂0₃2Si0₂2H₂0 (20...40% Al₂0₃ və s.); nefelinlər - (Na, K)₂0 AI₂0₃ 2Sİ0₂ (24...34% Al₂0₃ və s.) və mirək- kəb tərkibli alunitlərdən - (Na,K)₂S0₄ AI₂(S0₄)₃2 Aİ2 0₃6H₂0 (22...23% Al₂0₃ və s.) ibarətdir.

Alüminiüm almaq üçün əsas xam material boksidlərdir. Onlar tərkibində hidrooksid- iər olan mürəkkəb dağ süxurlarıdır. Bundan başqa boksidlərin tərkibində dəmir oksidi və hidrooksidi, kvars şəklində alüminium oksidi, kaolinit, həmçinin kalsium karbonatı, titan oksidi və b. olur. Boksidlərin tərkibində Al₂0₃ çoxadıqca və Si0₂ azaldıqca onun keyfiyyəti artır.. Boksidlərdə Al₂0₃-ün miqdarı 60%-ə qədərolur.

Boksidlərdən sonra alunit filizi daha geniş yayılıb. Alunit ehtiyatı üzrə Azərbaycanda Daşkəsən şəhəri yaxınlığındakı Zəylik yatağı Çindəki yataqdan sonra dünya miqyasında ikincidir.

1.2. Alüminim oksidinin alınması

Şəkil 1.1-də verilmiş sxemdən göründüyü kimi alminium almaq üçün əwəlcə təmiz alüminium oksidi almaq lazımdır.

Müasir alüminium sənayesində filizir tipi və onların tərkibindən asılı olaraq bir neçə üsuldan istifadə edilir. Qələviləşdirmə ilə alüminium oksidinin alınma üsullarından dahs geniş yayılmış - bişirmə üsulunu araşdıraq.

Tərkibində 6...8%-dən 17...20%-ə qədər Si0₂ olan boksid və əhəng daşı 20...30 mrr ölçüsünə qədər xırdalanır və şixtədə Al₂0₃ vs Fe₂0₃ hər bir qram-molekuluna bir qram-molekula soda və hər bir qram-molekula Si0₂ üçün iki qram-mol əhəng daşı hesabı ilə hazırlanmış soda məhlulu ilə dozalaşdınlır.

Şəkil 1.1. Alüminium istehsalının ümumi sxemi

Alınmış nəm çixtə kürəli dəyirmanlarda incə üyüdülür və uzunluq ölçüsü 80...150m və diametri 2,5...5m olan kiçik sürətlə dönən boruvari sobaya yüklənir. Alınmış maye pulpa sobanın soyuq qutaracağına verilir, burada temperaturu 400C olan sobadan çıxan qazlarla görüşür.

Nəticədə nəmlik buxarlanır və quru şixtə 1250C temperaturlu qızmar zonaya keçir. Qızdıqcü şixtədə mürekkeb kimyevi proseslər gedır, onlardan ən mühümləri:

Na₂C0₃+Aİ203= Na₂0 Al₂0₃+C0₂;

2Si0₂+2Ca0=2Ca0 Si0₂.

Sobadan alınmış bişmiş material soyudulur, xırdalanır ve avtoklavda qatı soda meəhlulunda qəlevileşmeyə uğradılır. Avtoklav diametri 1,6...2,3 m və hündürlüyü 8 m olan qapaqlarla hermetik bağlana bilən metal gövdəli silindr şəklindədir. Avtoklava 8... 12 atm təzyiqli və 250°C temperaturlu buxar verilir. Avtoklavda alüminium hidrooksidi yeyici natr- ium hidrooksidlə reaksiyaya girir:

Al₂0₃ 3H₂0+2Na0H=Na₂0 AI₂0₃+4H₂0.

Natrium alüminat məhlulu (Na₂0AI₂0₃) pulpa şəklində sonrakı emala göndərilir.

Filizin tərkibindəki dəmir, titan və kalsium oksidləri həll olmur və avtoklavda çöküntü şəklində ayrıiır. Zərərli aşqar Sİ0₂ qələvi mənlulda həll olur:

Sİ0₂+2Na0H= Na₂0 Sİ0₂ +H₂0.

Sonradan onun kənarlaşdınlması mürəkkəbləşir və məhluldakı natrium alüminatla reaksiyaya girərək çöküntü verir:

2(Na₂0 Si0₂)+Na₂0 AI₂0₃+4H₂0= Na₂0 Al₂0₃ Si0₂ 2H₂0+4Na0H

Sonuncu reaksiyadan göründüyü kimi Si02-nin kənarlaşdırılması Al₂0₃ və NaOH-in sərfini artırır. Avtoklavdakı pulpa süzgəcdən keçirildikdən sonra çökdürücü silindrik çənlərə tökülür və burada yavaş-yavaş uzun müddət qarışdırılır; nəticədə alüminat məhlulundan alüminium hidrooksidi aynlır. Bu prosesin getməsi üçün çökdürücüyə katalizator - kristallik alüminium hidrooksidi əlavə edilir. Çöküntünün ayrılma reaksiyası

Na₂0 AI₂0₃+4H₂0->2Na0H+2AI(0H)₃
üzrə gedir. Alınmış alüminium hidrooksidi təmiz yuyulur, süzgəcdən keçirilir və sonuncu əməliyyata - közərdilməyə (kalsinasiya pros- esi) göndərilir. Bunun üçün istifadə edilən uzunluq ölçüsü 50...70 m, diametri 2,5.. 3,5 m olan və 1...2 dövr/deq sürətlə dönən maili sobaya hidrooksid yüklənir, tədriclə 200°C tem- peraturlu zonadan 1200°C temperaturlu zonaya hərəkət etdirilir və reaksiyası

2AI (0H)₃->AI₂0₃ +3H₂0

üzrə təmiz Al₂0₃ alınır. Bayer üsulu ilə apan- lan prosesdə Al₂0₃-ün çıxışı 90%-ə qədər olur.