3.4.2. Сырье для получения алюминия

Алюминий — наиболее распространенный металл в земной коре (8,05 %, в пересчете на Al₂O₃ - ~ 15 %); в чистом виде он не встречается, зато минералов, содержащих алюминий, очень много, их больше 250. Наиболее распространены в природе соединения с кислородом

Наиболее распространенными, имеющих промышленное значение или перспективных в будущем являются следующие, табл. 1.

Таблица 1. Наиболее распространенные минералы алюминия

Минерал	Формула	Al2O3, %
Корунд	Al2O3	100,0
Диаспор,бемит	Al2O3*H2O	85,0
Гидраргилит	Al2O3* 3 H2O	71,0
Кианит	Al2O3* SiO2	63,0
Каолинит	Al2O3 *2SiO2* 2 H2O	39,5
Алунит	K2SO4*Al2(SO)4*4Al (OH)2	37,0
Нефелин	(Na,K)2O *Al2O3* 2SiO2	32,3 – 35,9

Корунд, нефелин, алунит

каолинит

Основным сырьем для получения алюминия служат бокситы.

Бокситы (Al₂O₃ *n H₂O) - сложная горная порода, которая содержит алюминий в виде гидроокисей. Кроме того, в бокситах всегда присутствуют окиси и гидроокиси железа, кремнезем в виде кварца, каолинита, а также карбонат кальция, окись титана и др. Внешний вид и химический состав бокситов очень непостоянен. Качество бокситов определяется коли­чеством окиси алюминия и содержанием кремнезема, вредной примеси, затрудняющей получение алюминия.

Рис. 1. Боксит

Химический состав бокситов изменяется в очень широких пределах, так содержание оксида алюминия (глинозема) колеблется от 35 до 60 %; оксида кремния (кремнезема) от десятых долей до 25 %, оксида железа от 2 до 40 %, оксида титана от следов до 11 %. По внешнему виду бокситы похожи на глину. Они могут иметь различные цвета от белого до темно –красного. Плотность в зависимости от их пористость колеблется от 1200 до 3500 кг/ м³. Важнейшими характеристиками, определяющими качество бокситов, является отношением содержания оксида алюминия к содержанию оксида кремния. Чем выше кремневый модуль, т.е. чем больше содержание оксида алюминия и меньше оксида кремния, тем выше качество боксита.

На Украине качественного глиноземсодержащего сырья весьма мало. Поэтому алюминиевая промышленность базируется на импортных, в основном Гвинейских бокситах.

Для получения алюминия недостаточно иметь только алюминиевую руду; требуется еще другой вид сырья - плавиковый шпат для полу­чения криолита и других фтористых солей, необходимых в производстве алюминия.

Нужны также чистые углеродистые материалы для полу­чения анодной массы и других электродных изделий, без которых невозможно электролитическое производство алюминия. Нельзя его осуществить и без большого расхода электрической энергии. Таким об­разом, современное производство алюминия складывается из четырех самостоятельных процессов:

производства глинозема,

получения кри­олита,

электродного производства

электролитического получения алюминия.

Часть электролитического алюминия подвергают дополнительному рафинированию.

На рис. 2 приведенная схема получения чистого алюминия: является типо­вой и лежит в основе практически всей мировой алюминиевой промышленности.

Рис.2 . Принципиальная технологическая схема получения алюминия