1. Загальна характеристика

Алюмінієва промисловість - це галузь кольорової металургії, яка виробляє алюмiнiй. За обсягами виробництва (розпочате в к. Х1Х ст.) алюміній сьогоднi займає перше місце серед ycix кольорових металiв. Алюміній має високу електро- i теплопровідність (поступаючись серед технiчних металiв лише срiблу i мiдi) i застосовується як провідниковий матерiал для деталей електричних пристроїв.

Алюміній – найбільш поширений метал у природі, вiн входить до складу більш як 250 мiнералiв. Найбільш важливi алюмiнiєвi руди - боксити, нефеліни, алунiти. Основна руда - це боксити, гірські породи складного складу, які мiстять гiдрати AlO(OH), Al(OH)₃ та iн. Якість бокситiв тим вища, чим менший в них вмiст звичайного домішку - кремнезему SiO₂ (0,5-15 %).

Внаслідок високої корозійної стiйкостi алюмiнiєвi сплави використовують в хiмiчнiй та харчовій промисловостi, для побутових виробiв. Алюмiнiєвi деформiвнi сплави (дуралюміни та iн.) - важливi конструкційні матерiали в авiацiйнiй та інших галузях технiки, алюмiнiєвi ливарнi сплави широко застосовують в машинобудуваннi. Менше при виробництвi алюмiнiю використовують нефеліни (K, Na)₂OAl₂O₃2SiO₂ та алуніти K ₂ SO₄ Al₂ (SO₄) ₃ 4Al(OH) ₃.

Сучасне виробництво алюмінію складається з двох основних процесів: отримання глинозему Al₂O₃ з бокситiв та отримання металевого алюмінію шляхом електролiзу розплавленого глинозему. Глинозем отримують лужним, електротермiчним та іншими способами. Найбiльш поширеним є лужний спосiб, розроблений в кінці Х1Х ст. К.Г.Байєром.

Стадії технологiчного процесу отримання глинозему :

• підготовка бокситу (подрiбнення його);

• вилуження або варіння отриманої пульпи в автоклавах у присутності луги (NaOH) пiд тиском;

• розбавлення, згущення та фiльтрацiя;

• викручення;

• кальцинацiя.

Існує також cnociб спiкання та електротермiчний.

Для отримання металевого алюмiнiю проводять електролiз глинозему в електролiзерах - ваннах з рiзними пристроями анодної частини. Але отриманий електролiзом первинний алюміній мiстить домiшки (залiзо, кремній, частки глинозему та iн.), що погiршують його якостi, i тому піддається рафiнуванню.

Способи рафiнування алюмінію:

• рафiнування хлором;

• електролітичне рафiнування (застосовують для отримання алюмінію більш високої чистоти);

• рафiнування через субсполуки (вихід - також метал високої чистоти).

Технічно чистий алюмiнiй має вiдносно невисоку температуру плавлення (657°С), незначну міцність, низьку твердiсть, але дуже високу пластичніть. Через низьку мiцнiсть та незначну зміцнюваність при пластичнiй деформації в холодному станi технiчно чистий алюміній як конструкційний матерiал використовують порiвняно рiдко. Однак в результаті сплавлення алюмiнiю з магнієм, мiддю, цинком та деякими іншими елементами вдається отримати алюмiнiєвi сплави високої мiцностi, малої густини, з добрими технологічними властивостями.

За технологічними ознаками алюмiнiєвi сплави, як i iншi металевi сплави, подiляють на деформiвнi та ливарнi. Деформiвнi алюмiнiєвi сплави - високопластичнi, жаромiцнi, здатні зварюватися, легко пiддаються штампуванню, витяжці та iншим видам деформування. Їх подiляють на незмiцнюванi та зміцнювані термiчною обробкою.

Механiчнi властивостi незміцнюваних термiчною обробкою деформiвних алюмiнiєвих сплавiв полiпшують легуванням (мiддю, магнiєм, цинком, марганцем, кремнієм i хромом) i загартовуванням змiцнених термiчною обробкою сплавiв - легуванням, гартуванням i старінням (природним або штучним) та додатковим загартовуванням.

До деформiвних належать сплави на основi систем Al-Mg, Al-Mg-Si (авiалi), Al-Mg-Si-Cu, Al-Cu- Mg-Mn (дуралюмiни) тощо. З таких сплавiв виготовляють листи, плити, труби, профілі, дріт.

Ливарнi алюмiнiєвi сплави вiдзначаються рiдкотекучiстю, невисокою лінійною усадкою, не схильнi до утворення раковин, тріщин тощо. Основнi легуючi елементи таких сплавiв - кремній, мідь, марганець, титан, нiкель i цирконiй. Найпоширенiшi ливарнi сплави - тi, що мiстять 4-13% Si, iнодi до 23% Si (силуміни). З ливарних алюмiнiєвих сплавiв виготовляють фасонне литво (у піщаних формах, кокілях, за виплавлюваними моделями, під тиском). Алюмiнiєвi сплави застосовують в авiацiйнiй, суднобудiвнiй, приладобудiвнiй, автомобiльнiй, електротехнічній та iнших галузях промисловостi, а також у будiвництвi [11].

Алюмінієва промисловiсть тiсно пов'язана з іншими провiдними галузями народного господарства (машинобудiвна, хiмiчна, харчова та iн.). В країнах СНД алюмiнiєву промисловiсть створено за роки довоєнних п'ятирiчок. Iї розвитковi сприяли iндустрiалiзацiя та електрифікація, вiдкриття багатьох родовищ сировини - бокситів, нефелiнiв, алунiтiв [9].

Алюмінієва промисловiсть потребує великої кількості електроенергії, що зумовлює розмiщення заводiв поблизу потужних електростанцiй. Найважливiшими напрямами технічного прогресу в алюмiнiєвiй промисловості є iнтенсифiкацiя технологiчних процесiв, створення ефективних конструкцій електролiзерiв з верхньою підводкою струму та попередньо обпаленими анодами, пiдвищення комплексностi використання сировини, створення безвідходного виробництва, подальше використання АСУ, розширення асортименту напiвфабрикатiв з алюмінію та ін. [2].