Производство алюминия в России

{"document": [{"text": [{"type": "attachment", "attributes": {"presentation": "gallery"}, "attachment": {"caption": "", "contentType": "image/jpeg", "filename": "loon-image-original.jpeg", "filesize": 824120, "height": 2240, "pic_id": 751530, "url": "/files/article_image/2023/11/12/loon-image-original.jpeg", "width": 3600}}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Металлургическая промышленность с каждым годом наращивает производство алюминия и сплавов, на его основе. Это связанно с постоянным повышением спроса на металл, вследствие его свойств, например: легкость, прочность, высокая коррозийная стойкость, высокая электропроводимость. Обладая такими ценными качествами, алюминий широко используется в самых различных сферах: машиностроение, строительство здании и сооружении, производство товаров для дома и спорта, электротехническая промышленность и другие."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Одним из крупнейших производителей алюминия в Российской федерации, является компания «РУСАЛ»."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "РУСАЛ — ведущая компания мировой алюминиевой отрасли, крупнейший производитель алюминия с низким углеродным следом. Для выпуска более 90% алюминия компании используется электроэнергия из возобновляемых источников, а внедрение инновационных и энергосберегающих технологий позволяет снижать выбросы парниковых газов на всех производственных этапах. Это позволило РУСАЛу одному из первых в мире начать производство «зеленого» металла, который компания выпустила на рынок под брендом ALLOW."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {"bold": true}, "string": "Положение в периодической системе и строение атома"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Алюминий находится в главной подгруппе третьей группы периодической системы. Это р-элемент, на внешнем энергетическом уровне атом Al имеет три электрона:... 3s23p1. Графическая электронная формула последнего энергетического уровня:"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "В основном состоянии алюминий проявляет валентность I; при переходе одного s-электрона на 3р-подуровень его валентность в возбужденном состоянии равна трем: В соединениях характерная степень окисления алюминия +3."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Нахождение в природе. Алюминий — самый распространенный металл в природе: его массовая доля в земной коре составляет 7, 45%. Ввиду своей высокой активности алюминий встречается в природе только в виде соединений. Важнейшие природные соединения — алюмосиликаты, бокситы, корунд, криолит, глинозем."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Алюмосиликаты являются наиболее распространенными в земной коре соединениями, содержащими оксиды алюминия, кремния, щелочных и щелочноземельных металлов. К ним относятся нефелин Na2O⋅Al2O3⋅2SiO2 и боксит Аl2O3⋅nН2O (основное сырье для получения алюминия). В природе встречаются также криолит Na3AlF6 и глинозем Аl2O3. Кристаллический оксид алюминия называется корундом. Это очень твердый минерал, по твердости среди природных минералов занимает второе место после алмаза. Корунд также встречается в природе в виде драгоценных камней: рубина (красный цвет ему придает примесь оксидов хрома (II) и (III)) и сапфира (синего цвета за счет примеси оксидов титана и железа)."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {"bold": true}, "string": "Сырье для получения алюминия"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Бокситы — самое распространенное, но не единственное сырье для производства глинозема. Глинозем получают также из нефелина — алюмосиликата натрия и калия. В природе он встречается вместе с апатитом, минералом из группы солей кальция с фосфором, образуя апатито-нефелиновые породы."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Нефелиновые руды Na (K) 2OAl2O3 ∙2SiO2 содержат 21, 0–33, 7% оксида алюминия (Аl2О3), 40–48% оксида кремния (SiO2) и 10–22% оксида натрия (Na2О), который на 10–20% может замещаться оксидом калия (К2О). В качестве примесей могут также присутствовать оксиды кальция, галлия, железа и др."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Россия — единственная в мире использует нефелины в качестве сырья для алюминиевой промышленности, из них выпускается до 15% отечественного алюминия."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": ""}, {"type": "string", "attributes": {"bold": true}, "string": "Физико-химические свойства алюминия"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "По распространённости в земной коре занимает 1-е место среди металлов и 3-е место среди элементов, уступая только кислороду и кремнию. Массовая концентрация алюминия в земной коре, по данным различных исследователей, оценивается от 7, 45 до 8, 14%."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Физические и химические свойства сплавов алюминия послужили поводом к широкому использованию их в качестве конструкционных материалов, снижающих общий вес конструкции без ухудшения прочностных качеств."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Физические свойства. Алюминий не имеет каких-либо уникальных физических свойств, но их сочетание делает металл одним из самых широко востребованных. Твердость чистого алюминия по шкале Мооса равняется трем, что значительно ниже, чем у большинства металлов. Данный факт является практически единственным препятствием для использования чистого металла"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Если внимательно рассмотреть таблицу физических свойств алюминия, то можно выделить такие качества, как:"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Малую плотность (2. 7 г/см3);"}], "attributes": ["bulletList", "bullet"]}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Высокую пластичность;"}], "attributes": ["bulletList", "bullet"]}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Низкое удельное электрическое сопротивление (0, 027 Ом•мм2/м);"}], "attributes": ["bulletList", "bullet"]}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Высокую теплопроводность (203. 5 Вт/ (м•К));"}], "attributes": ["bulletList", "bullet"]}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Высокую светоотражательная способность;"}], "attributes": ["bulletList", "bullet"]}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Низкую температуру плавления (660°С)."}], "attributes": ["bulletList", "bullet"]}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Такие физические свойства алюминия, как высокая пластичность, низкая температура плавления, отличные литейные качества, позволяют использовать данный металл в чистом виде и в составе сплавов на его основе для производства изделий любой самой сложной конфигурации."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {"bold": true}, "string": "Основы процесса электролиза алюминия"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Процесс Эру-Холла является главным в производстве алюминия и состоит в следующем: электрический ток, приходящий с тяжёлой ошиновки, проходит тело анода, через анодные штыри, далее ток проходит через контакт подошвы анода с электролитом, через электролит проходит в металл, а после через уголь-ную падину, по блюмсам, отводится дальше по ошиновке на последовательно подключенный электролизер. Весь этот процесс происходит в ваннах (электролизерах), прямоугольной формы, при температуре примерно 960°. В ванне находятся: в верхнем слое, электролит (криолитоглинозёмный расплав), формирующий рабочее пространство, ниже — расплавленный алюминий, который осаждается на падине электролизера, в следствии растворения глинозема в электролите. Производство алюминия один из самых энергоёмких процессов, примерно половина энергии расходуется с потерей тепла в атмосферу."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "В России используются различные типы электролизеров с обожженными анодами, величина тока, подводимого к электролизеру, определяется конструкцией. В цепь (серию) включаются 140–300 электролизеров, последовательно расположенных соединяемых ошиновкой. Напряжение на ванне меняется в зависимости от конструкции и срока службы. Для электролизеров Содерберга с боковым токоподводом сила тока составляет"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "70–90 кА, с верхним токоподводом 120–170 кА. Современные электролизеры с обожженными анодами работают при силе тока 300–420 кА."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Устройство электролизера. Электролизер включает следующие основные блоки: катодное устройство; анодный узел; систему подвода тока (ошиновка); систему газоотсоса."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "attachment", "attributes": {"caption": "Поперечный разрез алюминиевого электролизёра с самообжигающимся анодом", "presentation": "gallery"}, "attachment": {"caption": "", "contentType": "image/png", "filename": "scale_1200.png", "filesize": 457842, "height": 685, "pic_id": 751558, "url": "/files/article_image/2023/11/12/scale_1200_f3d1vEY.jpeg", "width": 944}}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Основными показателями, эффективности работы электролизёра, являются: производительность ванны, выход по току и удельный расход электроэнергии."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Производительность ванны определяется из закона Фарадея и рассчитывается от количества электричества, которое проходит через ванну, а также выхода по току:"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Al q – электрохимический эквивалент алюминия равен 0, 335575452 г/ (А·ч);"}], "attributes": ["bulletList", "bullet"]}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "I – сила тока, A;"}], "attributes": ["bulletList", "bullet"]}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "τ – время, в течении которого происходит процесс электролиза, час."}], "attributes": ["bulletList", "bullet"]}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Выходом по току называют отношение количества металла, фактически полученного при электролизе, к его количеству, теоретически ожидаемому согласно закону Фарадея (за одинаковое время):"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "m (пр) – масса, полученная практическим путём, определяемая взвешиванием;"}], "attributes": ["bulletList", "bullet"]}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "m (т) – масса металла, полученная теоретическим путем."}], "attributes": ["bulletList", "bullet"]}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Количество электроэнергии затраченной на производство одной единицы массы металла, называется – удельный расход электроэнергий W (Вт·ч/г):"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "η – выход по току;"}], "attributes": ["bulletList", "bullet"]}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Uср – среднее напряжение на электролизере, В."}], "attributes": ["bulletList", "bullet"]}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {"bold": true}, "string": "Выпускаемая продукция"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Алюминий, который производится путем электролиза из глинозема, называют первичным алюминием. В первичный алюминий может добавляться небольшое количество чистого технологического лома. Содержание алюминия в первичном алюминии составляет не менее 99, 7% Первичный алюминий является, как правило, исходным материалом для производства такого вида алюминиевой продукции, как алюминиевые полуфабрикаты — листы, полосы, трубы, профили и т. п. Он является также исходным материалом для литейных сплавов, которые применяются для изготовления особо ответственных изделий, таких как колесные диски и компоненты автомобильных шасси."}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "В литейном цехе производителя первичного алюминия жидкий алюминий подвергают различным видам обработки с тем, чтобы он мог соответствовать установленным техническим требованиям:"}], "attributes": []}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Легирование, то есть добавление легирующих элементов в чистом виде или в виде лигатур, чтобы получить заданный химический состав. Лигатуры могут содержать до 65% легирующих элементов"}], "attributes": ["bulletList", "bullet"]}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Очистка — применение флюсов или фильтров"}], "attributes": ["bulletList", "bullet"]}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Дегазация"}], "attributes": ["bulletList", "bullet"]}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {}, "string": "Разливка в слитки (или, иногда, в фасонные отливки)"}], "attributes": ["bulletList", "bullet"]}, {"text": [{"type": "string", "attributes": {"bold": true}, "string": "Заключение"}, {"type": "string", "attributes": {}, "string": ": Алюминиевая промышленность по масштабам производства и потребления занимает первое место среди подотраслей цветной металлургии. По этим же показателям она второй по важности металлургический сегмент и уступает лишь стали. Меняется уклад экономики, образ жизни, социализируется общество — алюминий соответствует данным тенденциям развития."}], "attributes": []}], "selectedRange": [313, 502]}