Производство цветных металлов и сплавов

Производство алюминия

Горные породы с высоким содержанием оксида алю­миния (бокситы, нефелины, алуниты, каолины) называ­ются алюминиевыми рудами.

Производство алюминия состоит из двух стадий: по­лучение глинозема и электролиз глинозема с получением металла.

Глинозем из бокситов получают главным образом ще­лочным способом, разработанным К. И. Байером.

Электролиз проводится в специальных устройст­вах— электролизерах (ваннах) с катодным и анодным устройствами. На фундаменте алюминиевой ванны смон­тировано катодное устройство из угольных блоков, в ко­торые вмонтированы стальные токоподводящие стерж­ни. На дне ванны находится расплавленный алюминий, сверху — электролит. Анодное устройство представляет собой широкий угольный анод, погруженный в электро­лит, со стальными токоподводящими штырями.

Чтобы получить алюминий повышенной чистоты, не­обходимо провести рафинирование: электролитическое (трехслойное) или хлором.

Качество первичного алюминия определяется его чис­тотой. По ГОСТу он делится на три группы: особой чис­тоты марки А999 (99,999% Аl); высокой чистоты А995, А99, А97 и А95 (99,995; 99,99; 99,97 и 99,95 % Аl соответ­ственно); технической чистоты А85, А8, А7, А75, А6, А5, А5Е, АО (доля содержания алюминия показывается по аналогии).

Алюминий используется для производства алюминиевых сплавов, а также применяется для раскисления стали и создания ферросплавов.

Производство магния

Главным способом получения магния является элек­тролиз его расплавленных солей.

Сырьем для производства магния служат магниевые руды: хлориды (карналлит MgCl₂ ·KC l· 6H₂O, бишофит MgCl₂ · 6H₂O) и карбонаты (магнезит MgCO₃, доломит СаСО₃ · MgCO₃). Наиболее доступным является карнал­лит, извлекаемый попутно из природных калийных солей. Бишофит получают при переработке карналлита. Прак­тически неисчерпаемы его запасы в морской воде, где в 1 кг воды содержится 1 г магния. В некоторых случаях предприятия работают одновременно на хлоридном и кар­бонатном сырье.

Электролитическое получение магния осуществляют в электролизерах. Электролиз ведется при 700...720°С, при этом обеспе­чивается получение магния в жидком виде и исключается его затвердевание при откачке из ванны. Ванны работа­ют при силе тока до 150 кА, напряжении 5,5 В. При этих условиях преимущественно разлагается MgCl₂. Продук­ты электролитического разложения — ионы хлора — дви­гаются к аноду и создают пузырьки хлора, удаляемые из ванны; ионы магния выделяются на катоде, жидкий маг­ний всплывает на поверхность ванны и удаляется с по­мощью вакуум-ковша.