Timföldgyártás.

Slides:



Advertisements
Hasonló előadás
2010. július 8. Sopron Hidrológiai Társaság
Advertisements

13. CSOPORT (iIIa CSOPORT)
ötvözetek állapotábrája
Galvánelemek és akkumulátorok
Fémtechnológia Venekei József mk. alezredes.
Elektronikai technológia 2.
Pufferek Szerepe: pH stabilitás, kompenzálás, kiegyenlítés a külső hatásokkal szemben. Puffer rendszerek pH-ja jelentős mértékben „stabil”, kisebb mennyiségű.
A hidrogén (hydrogenium, hydrogen, vodonik, водород)
Készítette: Hokné Zahorecz Dóra 2006.december 3.
Rézcsoport.
Anyagtechnológia alapjai I.
Kohászat Fémek előállítása Alapanyag tisztítása
Ipar, közlekedés környezetgazdálkodása/2
Gáz-folyadék fázisszétválasztás
Szilikátok gyakorlati jelentősége
Bauxit Alumínium Székely Géza Imre.
Bevezetés a vasgyártás technológiai folyamataiba
Folyadékok vezetése, elektrolízis, galvánelem, Faraday törvényei
A nyersvasgyártás betétanyagai:
Vörösiszapok kezelése és hasznosítása
CITROMSAV FELDOLGOZÁSA
© Gács Iván (BME) 1/15 Energia és környezet Kéndioxid és kéntrioxid kibocsátás, csökkentésének lehetőségei.
Érckörforgások az óceáni kéreg és a tenger között.
12 Elektromos korrózióvédelem
Tartalom A periódusos rendszer felfedezése
Az alumínium.
Kénsav H2SO4.
Révai Miklós Gimnázium és Kollégium Győr
Az anyag tulajdonságai és változásai
Helyettesítési reakció
Kerámiák feldolgozása
Alapanyagok gyártása Fémkohászat Vas- és acélgyártás
Vasgyártás Bui Tommy.
Redoxi-reakciók, elektrokémia Vizes elektrolitok
A diasor csak segédanyag, kiegészítés az előadáshoz!
A HIDROGÉN.
Bórcsoport elemei.
Platinacsoport elemei
Mangáncsoport elemei.
Anyagtechnológia alapjai I.
Előgyártási technológiák
Kőműves anyagismeret Agyagtermékek.
Kohászat Fémek előállítása Alapanyag tisztítása
Kohászat Fémek előállítása Alapanyag tisztítása
Az elemek lehetséges oxidációs számai
Sav bázis egyensúlyok vizes oldatban
Anyagtechnológia alapjai I.
Az olvasztó felső részében megkezdődik a salakképző anyagok bomlása:
METALLOGRÁFIA (fémfizika) A fémek szerkezete.
Alapanyagok gyártása Fémkohászat Vas- és acélgyártás
Tartalom Anyagi rendszerek csoportosítása
© Gács Iván (BME) 1/16 Energia és környezet Kéndioxid kibocsátás és csökkentésének lehetősége.
Könnyűfémek Sűrűségük < 4,5 kg/dm3 Legfontosabb könnyűfémek:
Színesfémek és ötvözeteik.
23. Szappanfőzés.
A kénsav és sói 8. osztály.
A kalcium és a magnézium
Forrasztás.
Munkafüzet feladatainak megoldása 29.old.- 31.old.
Acélgyártás.
Bányaművelés és környezet
A Föld vízkészlete.
Vízlágyítás. Ca HCO 3 - Ca 2+ + H 2 O + CO 2 + CO 3 2- CaCO 3 képződés Túl sok CO 2 a vízben --> agresszív CO 2 Túl kevés CO 2 a vízben --> CaCO.
Elektrokémiai fogalmak
Helyük a periódusos rendszerben Felhasználásuk Közös tulajdonságaik Kivételek Szabadon mozgó elektronfelhő Fémes kötés.
A Vas. Általános tudnivalók Elemi állapotban szürkésfehér színű rendszáma a periódusos rendszerben 26 jól alakítható,nem amfoter fém 1538 °C-on olvad.
Gyártási folyamatok Alapanyagok gyártása Fémkohászat Vas- és acélgyártás.
Az elektrolízis.
Kell ez nekem....? A szén és vegyületei.
A minta-előkészítés műveletei
Előadás másolata:

Timföldgyártás

Nyersanyagok Bauxit minősítése: Nyersanyag: bauxit – agyagásványok, kaolin, nefelin Bauxitásványok: hidrargillit (gibbsit): γ-Al(OH)3 böhmit γ-AlO(OH) NaOH old. diaszpor: α-AlO(OH)· H2O + szennyezések: SiO2, Fe2O3, TiO2 / Ca, Mg, Mn, Zn, Ga, In, szerves anyagok Bauxit minősítése: Modulus(hányados): M = 25 – 30: igen jó minőség Mmin= 10 Al2O3-tartalom Legalább 40%

A Bayer-eljárás szerinti timföldgyári technológia elvi vázlata

Timföldgyártás Bayer-eljárás: lényege az érc alumínium-oxid- tartalmának kioldása, miközben egyéb alkotórészei változatlanok maradnak. Előkészítés durva aprítás pörkölés (3-400 °C, szerves anyag roncsolás) őrlés (száraz, nedves) → 0,05 – 0,15 mm Feltárás Feltáró oldat: 30%-os NaOH, ~ 10% Al(OH)3 tartalom Al2O3 ∙ 3H2O + 2NaOH 2NaAlO2 + 4H2O SiO2 Na2O ∙ Al2O3 ∙2SiO2 oldhatatlan (opál!) TiO2 NaHTiO3 oldhatatlan t: 160- 180 °C, p: 5-10 bar, berendezés autokláv(sor) Termék: 30% NaAlO2 oldat, + vörösiszap (szuszpenzió)

Timföldgyártás Vörösiszap elválasztása Aluminátlúg kikeverése Az aluminátlúg hígitása Ülepítés (Dorr-féle ülepítő) Mosás Termékek: aluminátoldat és vörösiszap (mosás, elhelyezés) Aluminátlúg kikeverése NaAlO2 + 2 H2O = Al(OH)3 + NaOH hígítás (4-5-szörös) oltókristály adagolás ( ~ 40%) Szűrés, mosás Vákuum-dobszűrővel szűrés, majd vizes mosás Termékek: timföld-hidrát + anyalúg ~ 12% NaOH + 5 % Al(OH)3

Timföldgyártás Izzítás – kalcinálás Lúgbepárlás A dobszűrőről lekerülő tiszta timföld-hidrátot forgó csőkemencében 1200-1300°C-on izzítják. Termék: timföld (max. 0.3%Na2O és 0.1% összes kén, néhány század vagy ezred % egyéb szennyeződés) Lúgbepárlás Körfolyamati lúgok tisztítása Bayer-eljárás: 5% SiO2 tartalom felett a bauxit már nem dolgozható fel ezzel az eljárással A feltárásnál a SiO2 nátrium-alumínium-szilikátok formájában a vörösiszapba jut: Al2O3- és NaOH-veszteség

Alumíniumgyártás A timföld (Al2O3) olvadáspontja 2050°C, ezért nem jöhet számításba ömledékének elektrolízise. Jól elvégezhető az elektrolízis, ha a timföldet megolvasztott kriolitban (Na3AlF6) oldják. 18.5% timföldet tartalmazó eutektikus elegy 935°C-on olvad meg. A gyakorlatban a timföld koncentrációját 6-10% között tartják, mert ennél több már nagyon lassan oldódik fel. Ilyen összetétel mellett 950-970°C- ra van szükség a megolvasztáshoz. A megolvadt alumínium a sűrűsége következtében alul helyezkedik el az elektrolizáló kádban.

Alumíniumgyártás Indifferens elektródok között a timföld elektrolízise az alábbi reakció szerint megy végbe: Al2O3 = 2Al + 1.5O2 A szénanóddal az oxigén reagál, így CO és CO2 távozik a rendszerből. Bontási feszültség: Timföld bontási feszültsége:                                                     1.7 V Az elektrolitban fellépő fesz. esés:                                       1.6-1.7 V Feszültségesés a sínekben, csatlakozásoknál…:                     0.8-1.0 V                                                                                        4.1-4.4 V A bevezetett energia fele fordítódik a felmelegítésre és a megolvasztásra, a berendezés melegen tartására. 1 t alumínium 1,9 t timföld, 45-50 kg NaF + AlF3 560 kg anódszén, 16 MWh elektromos energia, 6 munkaóra Termék: 99,5-99,9% tisztaságú Al

Alumíniumgyártás Az elektolizáló cella szerkezete: Külső váza rendszerint vasköppeny Bélése tűzálló téglából készül, amibe szénből és kevés szurokból álló masszát döngölnek. Ez hő hatására tömör szénbéléssé sül össze. Ez a katód, amibe rézrúddal vezetik az áramot. Az anód, felfüggeszett szénrudakból áll, melyet fokozatosan süllyesztenek a kádba a fogyásnak megfelelően. A cella lehet egy vagy többanódos. Az anód pótlására. Régebben megszakították az elektrolízist és új anódot függesztettek fel, de ezzel nagyon romlott a művelet hatásfoka. Södeberg-elektród: a szénanódot a fémköpenybe csúsztatják időnként lefelé, ugyanakkor a köpenybe, az anód tetején friss anódmasszát döngölnek, ami később lefelé haladva a kemence melegének hatására tömören összesül az anóddal.

Az elektrolizáló cella szerkezete (a) kád vasköpeny; (b) tűzálló téglából épített bélés; (c) szénből készült katód; (d) áramvezetés a katódhoz; (e) az anód alumínium köpenye; (f) anód; (g) az egyhelyben álló köpeny; (h) az anód felfüggesztése; (i) az anódba süllyesztett áramvezető vastüskék; (j) a gázharang az anódgázok levezetésére szolgáló csővel, amihez égő csatlakozik a gázok elégetésére. A kád alján összegyűlt alumíniumot vagy szivornyával, vagy vákuumüst segítségével veszik ki.

Vas- és acélgyártás

Alapanyagok Vasérc Salakképző anyag: Tüzelőanyag: koksz (szén) Levegő: Vasérc -> meddő kőzet -> salak Többnyire mészkőt vagy dolomitot használnak Tüzelőanyag: koksz (szén) Redukálóanyag Hőt fejleszt Levegő: Hőszükséglet biztosítása Forrószél

Nyersvas gyártása

Acélgyártás Lényeg: a nyersvasban ötvöződött széntartalom csökkentése (1,7% alá) Elégetik a szenet a nyersvasban Ezután hőkezelik, majd más fémekkel ötvözik

Acélgyártás Az alapanyagokat egy nagyméretű, tűzálló béléssel ellátott „olvasztótégelybe”, a konverterbe adagolják. A fő betétanyagok, a folyékony nyersvas és a szilárd acélhulladék salakképző és salakfolyósító adalékanyagokkal együtt kerülnek a konverterbe. A felső nyíláson át, az úgynevezett lándzsán keresztül oxigént fúvatnak be, majd magas hőfokon megtörténik az oxidáló olvasztás, amelynek végterméke a nyersacél. A fúvatás során a beadagolt nyersanyagok karbontartalmának 99 százaléka kiég, a szilíciumtartalom teljes mértékben oxidálódik a mangán- és foszfortartalom egy részével együtt, és megtörténik a kéntelenítés is.