Kurs işi alüminium və onun ərintilərinin neft-kimya maşınqayırmasında tətbiqi

FƏSİL I.ALMİNİUM HAQQINDA

1.1.Alminium istehsalı

Alüminium ilk dəfə Danimarka fiziki Hans Ersted tərəfindən 1825-ci ildə boksitdən alınmışdır. 1854-cü ildə fransız alimi Henri Etenom Sent-Kler Devilem ilk dəfə alüminiumu sənaye üsulu ilə almışdır. O, 1855-1890-ci illər ərzində 200 ton alüminium metalı əldə etmişdir.

Artıq 100 ildən artıq müddətdir ki, alüminium istehsalında elektroliz üsulundan istifadə etməklə Eru-Xolla texnologiyası tətbiq olunur. Bu üsul böyük həcmdə yüksək təmiz tərkibli alüminium istehsal edilməsi ilə yanaşı, qiymətin də dəfələrlə aşağı düşməsinə təsir göstərir.

II Dünya müharibəsindən sonra alüminium istehsalı sürətlə artmağa başlamışdır. 1939-cü ildə 620 min ton olduğu halda, 1943-cü ildə artaraq 1,9 mln. ton olmuşdur.

1956-cı ildə dünya üzrə 3,4 mln. ton, 1965-ci ildə 5,4 mln. ton, 1980-cı ildə 16,1 mlnş ton, 1990- cı ildə isə 18 mln. ton alüminium istehsal olunmuşdur. 20-ci əsrin sonları 21-ci əsrin əvvələrində alüminium istehsalında sürətli artım başlamışdır. Belə ki, Beynəlxalq Alüminium İnstitutunun məlumatına əsasən 2007- ci ildə alüminium istehsalı 37,41 mln. ton, 2012-ci ildə 47,78 mln. ton, 2013-cü ildə isə 51,2. mln ton olmuşdur. İstehsalın artımı ilə əlaqədar alüminium istehsal müəssisələrinin də sayı çoxalmışdır.

Alüminium istehsalında əsas xammal alüminium filizlərdir: Boksitlər, nefelinlər, alunitlər, kaolinlər.

Bunlardan ən əhəmiyyətlisi boksitlərdir - dünyada istehsal olunan alüminiumun 95%-i boksitdən alınır.

Alüminium istehsalı texnologiyası iki prosesdən ibarətdir: alüminium-oksidin alınması və alüminium-oksiddən (gil-torpaq).

Təbiətdə yayılmasına görə alüminium digər metallar arasında birinci yeri tutur. Yer qabığında onun miqdarı 8,5%-dir. Alüminium ağ rəngli metal olub, D. İ. Mendeleyevin elementlərin dövri sistem cədvəlində 13-cü yerdə durur. O, aşağıdakı fiziki-kimyəvi xassələrlə xarakterizə olunur: xüsusi çəkisi 2,7 q/sm³, ərimə temperaturu 660⁰C. O, yaxşı plastiklik, korroziyaya davamlılıq, elektrik və istilikkeçirmə xassələrinə malikdir. Mexaniki xassələri yüksək deyil: dartılmada möhkəmlik həddi 90-120 Mpa, bərkliyi 20-40. Təzyiq altında yaxşı emal olur, tökmə xassələri isə pisdir.

Təmiz alüminium elektrik maşınqayırmasında, onun digər metallarla ərintiləri isə təyyarə qayırmada və s. sahələrdə tətbiq olunur. Alüminium saf halda tapılmır, başlıca olaraq, oksidlər şəklində rast gəlinir. Alüminium filizləri yalnız, daxilində alüminium-oksidinin (Al₂O₃) miqdarı çox olan, həm də yer qabığının səthində iri kütlələr əmələ gətirən süxurlar ola bilər. Belə süxurlara boksidlər, nefelinlər, alunitlər və kaolinlər ( gillər ) aiddir. Ən mühüm alüminium filizi boksitlərdir. Onlar alüminium və dəmir hidroksidlərindən silisium 4-oksiddən, kalsium və magnezium birləşmələrindən və s. ibarətdir. Son zamanlar nefelinlər və alunitlərdən istifadə edilməyə başlanılmışdır. Alüminium istehsalının texnologiyası 2 əsas prosesdən ibarətdir: filizdən alüminium-oksidinin alınması və alüminium oksidindən xalis alüminiumun alınması. Alüminium oksidinin alınması üsulları 3 qrupa bölünür: qələvi üsulları, turş üsulları və elektrotermik üsulları. Ən çox yayılmış üsul K. İ. Bayyerin yaş qələvi üsuludur. Bu üsulla işlədikdə boksiti əvvəlcə xırdalayır, üyüdür və bəzən qurudurlar, sonra avtoklavlarda (ağzı hermetik qapanan polad qablarda) 250⁰C temperaturda və 25-30 atm. təzyiq altında natrium-hidroksid məhlulunda həll etməklə alüminium-oksidini çıxarırlar. Avtoklavlar kəskin buxarla qızdırılır. Bu üsulla alınan alüminium-oksiddən 99%-ə yaxın Al₂O₃ olur.

Alüminium dəmirdən sonra müasir texnikada ən geniş tətbiq olunan metaldır. Alüm- iniumun mühüm xassələri-fiziki sıxlığı - 2700 kq/m³ (demire nisbətən 3 dəfə yüngüldür) və yaxşı elektrik keçiriciliyi (3410⁴ Om^-1sm^-1) onun geniş istifade olunmasına təminat vermişdir. Alüminiumun ərimə temperaturu 660°C, qaynama temperaturu ~2500°C-dir. Bundan başqa alüminium yüksək istilik keçirmə və istilik tutumlu, üzvü turşulara kimyəvi dözümlülük və azot turşusu təsirinə yaxşı müqavimət göstərmək qabiliyyətinə malikdir. Al havada tez bir müddətdə oksidləşir, nazik oksid örtüyü əmələ gətirir və dəmirdən fərqli olaraq oksigeni metalın içinə buraxmır. O, parametri a = 0,404 nm olan səthi mərkəzləşmiş kub kristal qəfəsli metaldır. Mexaniki

xassələri yüksək deyil: dartılmada möhkəmlik həddi - 90 ...120 MPa, bərkliyi 200...400 MPa, lakin yüksək plastikliyə malikdir və bunun sayəsində ondan çox nazik təbəqələr yaymaq mümkündür. Təmiz alüminium kəs- mə ilə çətin emal olunur, həmçinin xətti oturması nisbətən böyükdür (1,8%).

Müasir alüminium istehsalı dörd müstəqil prosesi əhatə edir: alüminium oksidinin (AI2O3) istehsalı, kriolitin (Na3AIF₆) və başqa ftorlu duzların alınması, elektrod istehsalı və alüminiumun elektroliz üsulu ilə alınması. Bunlardan əsasları filizlərdən təmiz alüminium oksidinin və ondan metalik alüminiumun alınma prosesləridir.