Àëþìèíèé
Ñòðàíèöà 2

8 Al + 3 Få3Î4 = 9 Få + 4 Àl2O3

Ïðîöåññ âîññòàíîâëåíèÿ ìåòàëëîâ èç èõ îêñèäîâ àëþìèíèåì íàçûâàåòñÿ àëþìîòåðìèåé. Àëþìîòåðìèåé ïîëüçóþòñÿ ïðè ïîëó÷åíèè íåêîòîðûõ ðåäêèõ ìåòàëëîâ, êîòîðûå îáðàçóþò ïðî÷íóþ ñâÿçü ñ êèñëîðîäîì (íèîáèé, òàíòàë, ìîëèáäåí, âîëüôðàì è äð.), à òàêæå äëÿ ñâàðèâàíèÿ ðåëüñîâ. Åñëè ñ ïîìîùüþ ñïåöèàëüíîãî çàïàëà ïîäæå÷ü ñìåñü ìåëêîãî ïîðîøêà àëþìèíèÿ è ìàãíèòíîãî æåëåçíÿêà Få3Î4 (òåðìèò), òî ðåàêöèÿ ïðîòåêàåò ñàìîïðîèçâîëüíî ñ ðàçîãðåâàíèåì ñìåñè äî 3500 °Ñ. Æåëåçî ïðè òàêîé òåìïåðàòóðå íàõîäèòñÿ â ðàñïëàâëåííîì ñîñòîÿíèè.

Ïîëó÷åíèå

. Âïåðâûå àëþìèíèé áûë ïîëó÷åí âîññòàíîâëåíèåì èç õëîðèäà àëþìèíèÿ ìåòàëëè÷åñêèì íàòðèåì:

ÀlÑl3 + 3 Nà = 3 NàÑl + Àl

 íàñòîÿùåå âðåìÿ åãî ïîëó÷àþò ýëåêòðîëèçîì ðàñïëàâëåííûõ ñîëåé â ýëåêòðîëèòè÷åñêèõ âàííàõ (ðèñ. 46).  êà÷åñòâå ýëåêòðîëèòà ñëóæèò ðàñïëàâ, ñîäåðæàùèé 85-90 % êðèîëèòà — êîìïëåêñíîé ñîëè 3NàF·ÀlF3 (èëè Nà3ÀlF6) è 10-15 % ãëèíîçåìà — îêñèäà àëþìèíèÿ Àl2O3. Òàêàÿ ñìåñü ïëàâèòñÿ ïðè òåìïåðàòóðå îêîëî 1000 °Ñ.

Ïðè ðàñòâîðåíèè â ðàñïëàâëåííîì êðèîëèòå ãëèíîçåì âåäåò ñåáÿ êàê ñîëü àëþìèíèÿ è àëþìèíèåâîé êèñëîòû è äèññîöèèðóåò íà êàòèîíû àëþìèíèÿ è àíèîíû êèñëîòíîãî îñòàòêà àëþìèíèåâîé êèñëîòû:

ÀlAlÎ3 Û Àl3+ + ÀlO33-

Êðèîëèò òàêæå äèññîöèèðóåò:

Na3AlF6 Û 3 Nà+ + ÀlF63-

Ïðè ïðîïóñêàíèè ÷åðåç ðàñïëàâ ýëåêòðè÷åñêîãî òîêà êàòèîíû àëþìèíèÿ è íàòðèÿ äâèæóòñÿ ê êàòîäó — ãðàôèòîâîìó êîðïóñó âàííû, ïîêðûòîìó íà äíå ñëîåì ðàñïëàâëåííîãî àëþìèíèÿ, ïîëó÷àåìîãî â ïðîöåññå ýëåêòðîëèçà. Òàê êàê àëþìèíèé ìåíåå àêòèâåí, ÷åì íàòðèé, îí âîññòàíàâëèâàåòñÿ â ïåðâóþ î÷åðåäü. Âîññòàíîâëåííûé àëþìèíèé â ðàñïëàâëåííîì ñîñòîÿíèè ñîáèðàåòñÿ íà äíå âàííû, îòêóäà åãî ïåðèîäè÷åñêè âûâîäÿò.

Àíèîíû AlO33- è ÀlF63- äâèæóòñÿ ê àíîäó — ãðàôèòîâûì ñòåðæíÿì èëè áîëâàíêàì. Íà àíîäå â ïåðâóþ î÷åðåäü ðàçðÿæàåòñÿ àíèîí ÀlO33-

4 ÀlÎ33- - 12 å- = 2 Àl2Î3 + 3 O2

Ðàñõîä ãëèíîçåìà âñå âðåìÿ âîñïîëíÿåòñÿ. Êîëè÷åñòâî êðèîëèòà ïðàêòè÷åñêè íå ìåíÿåòñÿ, ëèøü íåçíà÷èòåëüíûå åãî ïîòåðè ïðîèñõîäÿò âñëåäñòâèå îáðàçîâàíèÿ íà àíîäå òåòðàôòîðèäà óãëåðîäà ÑF4.

Ýëåêòðîëèòè÷åñêîå ïðîèçâîäñòâî àëþìèíèÿ òðåáóåò áîëüøèõ çàòðàò ýëåêòðîýíåðãèè (íà ïîëó÷åíèå 1 ò àëþìèíèÿ ðàñõîäóåòñÿ îêîäî 20 000 êÂò·÷ ýëåêòðîýíåðãèè), ïîýòîìó àëþìèíèåâûå çàâîäû ñòðîÿò âáëèçè ýëåêòðîñòàíöèé.

Ïðèìåíåíèå

. Àëþìèíèé èñïîëüçóåòñÿ î÷åíü øèðîêî. Èç íåãî èçãîòîâëÿþò ôîëüãó, ïðèìåíÿåìóþ â ðàäèîòåõíèêå è äëÿ óïàêîâêè ïèùåâûõ ëðîäóêòîâ. Àëþìèíèåì ïîêðûâàþò ñòàëüíûå è ÷óãóííûå èçäåëèÿ â öåëÿõ ïðåäîõðàíåííÿ èõ îò êîððîçèè: èçäåëèÿ íàãðåâàþò äî 1000 °Ñ â ñìåñè àëþìèíèåâîãî ïîðîøêà (49 %), îêñèäà àëþìèíèÿ (49 %) è õëîðèäà àëþìèíèÿ (2 %). Ýòîò ïðîöåññ íàçûâàåòñÿ àëèòèðîâàíèåì.

Àëèòèðîâàííûå èçäåëèÿ âûäåðæèâàþò íàãðåâàíèå äî 1000 °Ñ, íå ïîäâåðãàÿñü êîððîçèè. Ñëëàâû àëþìèíèÿ, îòëè÷àþùèåñÿ áîëüøîé ëåãêîñòüþ è ïðî÷íîñòüþ, ïðèìåíÿþòñÿ â ïðîèçâîäñòâå òåïëîîáìåííûõ àïëàðàòîâ, â ñàìîëåòîñòðîåíèè è ìàøèíîñòðîåíèè.

Îêñèä àëþíèíèÿ Àl2O3

. Ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé áåëîå âåùåñòâî ñ òåìïåðàòóðîé ïëàâëåíèÿ 2050 °Ñ.  ïðèðîäå îêñèä àëþìèíèÿ âñòðå÷àåòñÿ â âèäå êîðóíäà è ãëèíîçåìà. Èíîãäà âñòðå÷àþòñÿ ïðîçðà÷íûå êðèñòàëëû êîðóíäà êðàñèâîé ôîðìû è îõðàñêè. Êîðóíä, îêðàøåííûé ñîåäèíåíèÿìè õðîìà â êðàñíûé öâåò, íàçûâàþò ðóáèíîì, à îêðàøåííûé ñîåäèíåíèÿìè òèòàíà è æåëåçà â ñèíèé öâåò — ñàïôèðîì. Ðóáèí è ñàïôèð ÿâëÿþòñÿ äðàãîöåííûìè êàìíÿìè.  íàñòîÿùåå âðåìÿ èõ äîâîëüíî ëåãêî ïîëó÷àþò èñêóññòâåííî.

Ñòðàíèöû: 1 2 3

Ñìîòðèòå òàêæå

Ñàìîîðãàíèçàöèÿ èîí-ïðîâîäÿùèõ ñòðóêòóð ïðè ïðîòåêàíèè ýëåêòðîõèìè÷åñêèõ ïðîöåññîâ íà ôàçîâûõ ïåðåõîäàõ, âêëþ÷àþùèõ ñåðîñîäåðæàùèå êîìïîíåíòû
Àêòóàëüíîñòü òåìû äèññåðòàöèè. Òåìà äèññåðòàöèîííîé ðàáîòû îòíîñèòñÿ ê ýëåêòðîõèìèè òâåðäîãî ñîñòîÿíèÿ, âõîäÿùåé êàê ñîñòàâíàÿ ÷àñòü â èîíèêó òâåðäîãî òåëà (ÈÒÒ) -ðàçäåë íàóêè, âîçíèêøèé ...

Ïðîåêò ðåêòèôèêàöèîííîé óñòàíîâêè íåïðåðûâíîãî äåéñòâèÿ äëÿ ðàçäåëåíèÿ ñìåñè ìåòèëîâûé - ýòèëîâûé ñïèðò
Ðåêòèôèêàöèÿ - ìàññîîáìåííûé ïðîöåññ, êîòîðûé îñóùåñòâëÿåòñÿ â áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ â ïðîòèâîòî÷íûõ êîëîííûõ àïïàðàòàõ ñ êîíòàêòíûìè ýëåìåíòàìè (íàñàäêè, òàðåëêè), àíàëîãè÷íûìè èñïîëüçóåìûìè ...

Íàíîòåõíîëîãèÿ. Ïåðñïåêòèâû ðàçâèòèÿ
...