1.4.4. Рафінування алюмінію

Розрізняють два види рафінування алюмінію: продування рідкого металу хлором і електролітичне рафінування.

Рафінування хлором очищує алюміній від неметалевих і газоподібних вкраплень. Воно полягає у продуванні алюмінію хлором при температурі 700... 750 °С в закритому ковші протягом 10... 15 хв. Під час цього утворюється газ А1С1₃, який, адсорбую­чись на неметалевих частинках, виштовхує їх на поверхню ме­талу. Хлор захоплює також розчинені в металі гази. Витрата хлору становить 0,1% маси металу, а втрата алюмінію — бли­зько 1%. Після рафінування чистота первинного алюмінію ста­новить 99,85%. Металеві домішки можна вилучити з алюмінію тільки електролітичним рафінуванням.

Електролітичним рафінуванням отримують алюміній ви­сокої чистоти (99,99 %). Алюміній рафінують у електролізній ванні, вугільний під якої є анодом. У верхній частині ванни розташований вугільний катод. Ванна наповнена розплавом, в якому розрізняють три шари:

нижній анодний густиною до 3500 кг/м³;

середній (електроліт) густиною близько 2500 кг/м³;

верхній катодний (рафінований алюміній) густиною 2400 кг/м³.

Температура розплаву підтримується в межах 750...800 °С. В анодному шарі крім алюмінію, що підлягає рафінуванню, є близько 25 % міді, яку додають для збільшення густини. Електроліт складається з хлориду барію ВаС1₂ та інших солей. В електричному полі Алюміній нижнього шару витрачає елек­трони й утворює катіони А1^і++, що рухаються у напрямку верх­нього катодного шару, де вони розряджаються. Внаслідок цьо­го над електролітом нагромаджується рафінований алюміній, який періодично вибирають. Домішки інших металів осідають на дно анодного шару, звідки їх також вибирають. З рафінова­ного алюмінію отримують зливки.

Розділ 1.5 металургія міді

Серед кольорових металів мідь посідає друге місце після алюмінію за обсягом виробництва. Світове виробництво міді в 1900 р. становило близько 0,52 млн т (рис. 1.5.1, табл. 1.5.1), а в 1995 р. воно виросло до 11,83 млн т, тобто збільшилось май­же у 23 рази. Найбільшими виробниками міді є США, Чилі, Японія, КНР, Німеччина, Канада й Росія.

Мідь характеризується високою електро- та теплопровідніс­тю, підвищеними пластичністю й корозійною тривкістю. У чис­тому вигляді мідь широко використовують в електротехніці (до 50 %), а у вигляді сплавів — бронз і латуней — у машинобуду­ванні. Як легувальний елемент мідь входить до складу багатьох сплавів алюмінію.

1.5.1. Руди міді

У рудах мідь перебуває переважно у вигляді хімічних спо­лук: сульфідів, оксидів і карбонатів. Самородна мідь трапля­ється у природі дуже рідко. Вміст міді в рудах коливається від 0,5 до 5 %, решта — пісковики, глина та ін.

До найпоширеніших мідних руд належать: мідний колчедан CuS-FeS, халькозин (мідний блиск) Cu₂S, куприт Си₂0.

Мідні руди здебільш поліметалеві. У їх складі, крім міді, маємо також нікель, цинк, свинець, золото, срібло. Найбільші поклади мідних руд знаходяться на Південному Уралі, в Закав­каззі, Казахстані, Узбекистані, Таймирі, а також в США, Чилі, Конго та багатьох інших країнах.