109745

•    AI(0H)3 + NaOH = NaAI02 + 2 H20

•    AlOOH + NaOH = NaAI02 + H20

-> powstaje glinian sodowy, a krzemionka przechodzi w krzemian sodowy

•    Si02 + 2 NaOH = Na2Si03 + H20

•    Otrzymany glinian sodowy reaguje z krzemianem sodowym i jako glinokrzemian sodowy wytrąca się w postaci osadu.

•    Na20-AI203 • 2Si02 • 2H20

•    Powoduje to nieuchronnie straty zarówno wodorotlenku sodowego jak i tlenku glinu.

•    Autoklawy mają stosunkowo dużą pojemność, do 35 m3, i mogą pracować okresowo lub w sposób ciągły. Uzyskana gęstwa przechodzi do warników, w których następuje gwałtowne ochłodzenie wskutek spadku ciśnienia i intensywnego parowania, w dalszym etapie przechodzi do zgęszczaczy, a następnie do pras filtracyjnych w celu rozdzielenia glinianu sodowego od nierozpuszczalnego osadu zwanego czerwonym szlamem.

•    Osad, którego podstawowym składnikiem jest glinokrzemian sodowy i związki innych metali jest stosowany jako produkt uboczny. Otrzymany klarowny roztwór glinianu sodowego doprowadzany jest do hydrolizerów (cylindryczne zbiorniki), gdzie wydziela się w nich krystaliczny osad wodorotlenku glinowego.

•    NaAI02 + 2 H20 = NaOH + AI(OH)3

•    W celu przyspieszenia procesu wydzielania wodorotlenku glinowego stosuje się tzw. szczepionkę - dodaje się pewną ilość Al(OH)3, przemywa się, a wodorotlenek sodowy po stężeniu wraca jako odczynnik do ługowania nowych partii boksytu.

•    Czysty wodorotlenek glinowy poddaje się następnie kalcynacji, tj. wypalaniu w piecach obrotowych w temperaturze 1200°C. Następuje wówczas odwodnienie wodorotlenku glinowego i powstaje czysty tlenek glinowy (AI203), który powinien mieć jak najmniejszą ilość zanieczyszczeń.

Metoda spiekania otrzymywania AI203

•    Boksyty razem z kamieniem wapiennym rozdrabnia się i miesza w odpowiednim stosunku w młynach kulowych, do których nieprzerwanie dopływa roztwór sody.

•    Uzyskaną gęstwę podaje się do pieca rurowego (średnica 3,5 m i długość do 70 m). Woda odparowuje i osuszony wsad przesuwa się do wylotu pieca ogrzewając równocześnie do temperatury 1200-1300*C.

•    Podczas przechodzenia przez piec, w miarę narastania temperatury tworzy się w wyniku reakcji żelazian sodowy (Na20*Fe203), krzemian sodowy (Na20*Si02), krzemian wapniowy (Ca0*Si02) i glinian sodowy (NaAI02) oraz pewne zawartości innych związków.

•    Po wyjściu z pieca i ochłodzeniu spiek rozdrabnia się, a uchodzące gazy wyzyskuje do dalszej operacji wytrącania AI(OH)3 - karbonizacji

•    Rozdrobniony spiek ługuje się gorącą wodą albo słabym roztworem sody w mieszalnikach lub

metodą przesączania. Podczas ługowania GLINIAN SODOWY przechodzi do roztworu, a krzemian wapniowy i związki żelaza pozostają w osadzie (czerwony szlam). Do roztworu przechodzi również część krzemianu sodowego - powoduje to konieczność odkrzemowania roztworu.

•    Odkrzemowanie osiąga się przez długotrwałe nagrzewanie często z jednoczesnym dodatkiem wapnia. Tym sposobem uzyskuje się trudno rozpuszczalny glinokrzemian sodowy Na20-AI203

•    2Si02 • wytrącany do osadu jako biały szlam.

•    Biały szlam wraca do spiekania, a roztwór glinianu sodowego poddaje się karbonizacji w celu wydzielenia czystego wodorotlenku glinowego. W tym celu przez roztwór przepuszcza się dwutlenek węgla, który w pierwszym etapie zobojętnia wodorotlenek sodu zawarty jeszcze w roztworze. Po zobojętnieniu roztworu znajdujący się w nim glinian sodowy hydrolizuje i wydziela się osad krystalicznego wodorotlenku glinowego.

•    Po zakończeniu karbonizacji oddziela się wodorotlenek glinowy i kakynuje podobnie jak w metodzie Bayera.

ELEKTROLIZA TLENKU GLINOWEGO

•    Podstawowym materiałem do otrzymywania czystego aluminium jest tlenek glinowy o dużej czystości.

•    Niezbędne są też materiały dodatkowe służący do rozpuszczania tlenku glinowego kriolit oraz fluorki sodowy i glinowy, stosowane jako dodatki w celu poprawienia składu elektrolitu.

•    Kriolit (Na3AIF6) może byd naturalny, ale częściej jednak stosuje się syntetyczny. Materiałem dodatkowym są jeszcze bloki węglowe na katody i masa węglowa na anody, która jest odpowiednio kształtowana i spieka się podczas procesu elektrolizy, dlatego też należy ją uzupełniać w sposób ciągły.

Przebieg procesu elektrolizy