TIỂU LUẬN
CÁC QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT CƠ BẢN
--------***---------
LUYỆN NHÔM
Nhóm thực hiện
Trịnh quang Vinh
Hoàng Thị Lưu
Chu Văn Thiện
Đoàn Thanh Tuấn
PHẦN I
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TÌNH HÌNH LUYỆN NHÔM HIỆN
NAY TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM
I.
TÌNH HÌNH SẢN XUẤT NHÔM TRÊN THẾ GIỚI HIỆN NAY
I.1 Giới thiệu chung về nhôm
Nhôm là một kim loại mềm, nhẹ với màu xám bạc ánh kim mờ, vì có một lớp
mỏng ôxi hóa tạo thành rất nhanh khi nó để trần ngoài không khí. Tỷ trọng
riêng của nhôm chỉ khoảng một phần ba sắt hay đồng; nó rất mềm (chỉ sau
vàng), dễ uốn (đứng thứ sáu) và dễ dàng gia công trên máy móc hay đúc; nó
có khả năng chống ăn mòn và bền vững do lớp ôxít bảo vệ. Nó cũng không
nhiễm từ và không cháy khi để ở ngoài không khí ở điều kiện thông thường
Tổng quát
Tên, Ký hiệu, Số Nhôm, Al, 13
Phân loại kim loại yếu
Nhóm, Chu kỳ, Khối 13, 3, p
Khối lượng riêng, Độ cứng 2.700 kg/m³, 2,75
Bề ngoài màu trắng bạc
Tính chất nguyên tử
Khối lượng nguyên tử 26,981538 đ.v.
Bán kính nguyên tử (calc.) 125 (118) pm
Bán kính cộng hoá trị 118 pm
Cấu hình electron [Ne]3s23p1
e- trên mức năng lượng 2, 8, 3
Trạng thái ôxi hóa (Ôxít) 3 (lưỡng tính)
Cấu trúc tinh thể hình lập phương
Tính chất vật lý
Trạng thái vật chất rắn
Điểm nóng chảy 933,47 K (1.220,58 °F)
Điểm sôi 2.792 K (4.566 °F)
Trạng thái trật tự từ thuận từ
Thể tích phân tử 10 ×10-6 m³/mol
Nhiệt bay hơi 293,4 kJ/mol
Nhiệt nóng chảy 10,79 kJ/mol
Áp suất hơi 100.000 Pa tại 2.792 K
Vận tốc âm thanh 5.100 m/s tại 933 K
Thông tin khác
Độ âm điện 1,61 (thang Pauling)
Nhiệt dung riêng 897 J/(kg·K)
Độ dẫn điện 3,774x107 /Ω·m
Độ dẫn nhiệt 237 W/(m·K)
Năng lượng ion hóa
1. 577,5 kJ/mol
2. 1.816,7 kJ/mol
3. 2.744,8 kJ/mol
4. 11.577 kJ/mol
5. 14.842 kJ/mol
6. 18.379 kJ/mol
7. 23.326 kJ/mol
8. 27.465 kJ/mol
9. 31.853 kJ/mol
10. 38.473 kJ/mol
11. 42.647 kJ/mol
12. 201.266 kJ/mol
13. 222.316 kJ/mol
I.2 Lịch sử ngành Sản xuất nhôm
Mặc dù nhôm là nguyên tố phổ biến trong vỏ trái đất (8,1%), nó lại hiếm ở
dạng tự do và đã từng được cho là kim loại quí có giá trị hơn vàng (Người ta
nói rằng Napoleon III của Pháp có các bộ đồ ăn bằng nhôm dự phòng cho
những người khách quý nhất của ông. Những người khách khác chỉ có bộ đồ
ăn bằng vàng). Vì thế nhôm là kim loại tương đối mới trong công nghiệp và
được sản xuất với số lượng công nghiệp chỉ khoảng trên 100 năm.
Khi mới được phát hiện nhôm rất khó tách ra khỏi các loại đá có chứa nó. Vì
toàn bộ nhôm của Trái Đất nằm trong các hợp chất nên nó là kim loại khó
nhận được nhất. Lý do là nhôm bị ôxi hóa rất nhanh và ôxít nhôm là một hợp
chất cực kỳ ổn định, không giống như gỉ sắt, nó không bị bong ra.
Người khởi nghiệp
Vào cuối thế kỷ thứ XIX, nhôm là thứ kim loại quí, còn hiếm hơn cả bạc.
Tổng lượng nhôm sản xuất ở Mỹ vào năm 1884 chỉ có 125 pound (01 pound
tương đương 450 gram). Tại Trường Cao đẳng Oberlin ở Bang Ohio, Giáo sư
Frank Jewett đã chỉ cho các sinh viên thấy một mẩu nhôm nhỏ và nói với họ
rằng, bất cứ người nào có thể tìm ra được phương pháp sản xuất một cách
kinh tế thứ kim loại quí này thì người đó sẽ trở nên giàu có. Charless Martin
Hall là một trong số những sinh viên đó. Say mê với các mẩu kim loại từ khi
mới 12 tuổi, Hall đã nung nấu trong lòng khát vọng sản xuất nhôm và ông đã
biến ngôi nhà kho bằng gỗ nhỏ đằng sau vườn nhà mình thành một phòng thí
nghiệm thô sơ để hàng ngày vùi mình vào đó nghiên cứu.
Tài liệu tham khảo
Suốt trong thời gian học và sau khi tốt nghiệp, Hall liên tục miệt mài với các
thí nghiệm trong nhà kho và đã tự chế tạo được một nồi nấu kim loại bằng
cacbon để phục vụ việc tạo ra ôxít nhôm-alumina. Đầu năm 1886, ông đổ đầy
dung dịch cryolite có chứa alumina (Al2O3) vào nồi nấu kim loại đó và cho
dòng điện chạy qua. Kết quả là ông thu được một đống lổn nhổn những chất
đông cứng, ông để cho chúng nguội đi, sau đó dùng búa đập vụn ra. Trong
đám bụi bốc lên có thấy một vài mảnh nhôm nguyên chất.
Điện phân nhôm tiêu tốn một lượng điện rất lớn, chi phí điện đã chiếm 25%
giá thành; để làm chảy 1 tấn nhôm cần khoảng 13,5 - 18,5 MWh để tách nhôm
ra khỏi oxi trong alumina; mức tiêu thụ thấp nhất là 13.500 kWh/tấn nhôm ở
nhà máy điện phân nhôm Moral của BHP ở Mozambic, cao là 16.292 Kwh/tấn
nhôm ở nhà máy Bratsk ở Nga. Vì vậy, sản xuất nhôm chỉ đem lại hiệu quả
khi giá điện thấp < 3 US cent/kWh. Để có được giá thành hạ, các công ty
thường có nhà máy điện riêng, hầu hết là thuỷ điện như Alcan có tới 11 nhà
máy thuỷ điện với tổng công suất 4.156 MW, Alcoa tự sản xuất được 25%
lượng điện cho sản xuất
Tái chế nhôm
Sự tái chế nhôm từ các phế thải đã trở thành một trong những thành phần quan
trọng của công nghiệp luyện nhôm. Việc tái chế đơn giản là nấu chảy kim loại,
nó rẻ hơn rất nhiều so với sản xuất từ quặng. Việc tinh chế nhôm tiêu hao
nhiều điện năng; việc tái chế chỉ tiêu hao khoảng 5% năng lượng để sản xuất
ra nó trên cùng một khối lượng sản phẩm. Một thực tế phổ biến cho đến đầu
thập niên 1900 là việc tái chế nhôm là không mới. Tuy nhiên, nó là lĩnh vực
hoạt động trầm lắng cho đến tận những năm cuối thập niên 1960 khi sự bùng
nổ của việc sử dụng nhôm để làm vỏ của các loại đồ uống cuối cùng đã đưa
việc tái chế nhôm vào trong tầm chú ý của cộng đồng. Các nguồn tái chế
nhôm bao gồm ô tô cũ, cửa và cửa sổ nhôm cũ, các thiết bị gia đình cũ,
contener và các sản phẩm khác.
I.3 Tình hình sản xuất và sử dụng nhôm hiện nay trên thế giới
Tình hình sản xuất nhôm từ năm 2000 đến hết năm 2007 trên
thế giới: ( Số liệu của IAI )
Tình hình sản xuất 8 tháng đầu năm 2008 :
Như vậy Bắc Mỹ và Châu Âu vẫn dẫn đầu về sản xuất nhôm hiện nay.
II.
TÌNH HÌNH SẢN XUẤT NHÔM TẠI VIỆT NAM HIỆN NAY
II.1 Phân bố quặng nhôm và tình hình sản xuất trong nước
Việt Nam là quốc gia có nguồn năng lượng dồi dào với nhiều mỏ quặng
bauxite, là cơ hội rất tốt cho việc phát triển năng lượng mới và các dự án kim
loại, tạo ra một chu trình sản xuất từ bauxite đến sản phẩm nhôm và hợp kim.
Tuy nhiên hiện tại, Việt Nam chưa có ngành công nghiệp nhôm riêng với quy
mô lớn.
II.2 Một số nhà máy luyện nhôm và sản xuất thành phẩm nhôm l ớn ở
Việt Nam
II.2.1 Nh à máy luyện nhôm Bảo Lâm-Lâm Đồng( trực thuộc Tổng công ty
khoáng sản Việt Nam thuộc Tập đoàn Công nghiệp Than và Khoáng sản Việt
Nam )
Công suất : 600.000 tấn/năm.
Dự kiến bắt đầu hoạt động năm 2009
II.2.2 Nhà máy nhôm Asia Vina – Taiwan (thuộc Công ty Thương mại
tổng hợp Quảng Bình)
Nhà máy nhôm Asia Vina - Taiwan là một trong 5 doanh nghiệp hàng đầu ở
Việt Nam kể cả doanh nghiệp có hơn 100% vốn nước ngoài và liên doanh về
sản xuất các loại nhôm thanh định hình đạt tiêu chuẩn chất lượng quốc tế, có
sức cạnh tranh cao. Nhà máy hiện có 3 dây chuyền công nghệ hiện đại sản
xuất các loại nhôm thanh, 2 hệ thống mạ hoàn thiện sản phẩm, hệ thống đúc
nhôm để nấu lại toàn bộ dư liệu trong quá trình sản xuất, vừa triệt để tiết kiệm
nguyên liệu đắt tiền, vừa làm cho nhà máy giảm thiểu phế thải đến mức cao
nhất, cùng với các máy kiểm tra độ cứng của thanh nhôm, độ dày lớp mạ sản
phẩm và hệ thống kiểm tra cơ, lý hoá của sản phẩm đạt yêu cầu chính xác cao.
Công suất : Từ 3.500 đến 3.700 tấn sản phẩm/ năm
Ngoài ra còn rất nhiều các cơ sở đúc nhôm và chế tạo nhôm thành phẩm
nhỏ l ẻ.
Tham khảo :
- http://www.world-aluminium.org
PHẦN II
NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT NHÔM
Quá trình luyện nhôm đi từ các sản phẩm quặng nhôm nghèo (boxit-nhôm tồn tại
dưới dạng Al2O3 trong phức hoặc đơn chất) hoặc từ nhôm phế liệu.
Quặng nhôm do các khoáng nhôm tạo thành, có khoảng hơn 250 loại khoáng
nhôm khác nhau nhưng thường được sử dụng nhiều 8 loại sau:
Tên khoáng vật
Công thức hóa học
Corundum
Diaspo, bơmit
Spinel
Hydraogilit, ghipxit
Kianit, antalunit, silimanit
Caolinit
Alunit
Nephelin
Al2O3
Al2O3. H2O (AlOOH)
Al2O3. MgO
Al2O3. 2H2O; Al(OH)3
Al2O3. SiO2
Al2O3. 2SiO2.2H2O
K2SO4.Al2(SO4)3.4Al(OH)3
(Na,K)2O.Al2O3. 2SiO2
Hàm lượng
(%)
100
85
71
65,4
63
39,5
37
32,3 – 35,9
Al2O3
Trong các loại quặng, Boxit là quặng nhôm quan trọng nhất, trong boxit nhôm
tồn tại dưới dạng diaspo, bơmit, hydraghilit, ghipxit và đôi khi cả caolinit và
corundum. Thành phần hóa học của quặng bôxit dao động khá lớn:
Al2O3:
35-60%
Fe2O3:
2-40%
SiO2:
0,5-25%
TiO2:
vết – 11%
Để đánh giá chất lượng quặng nhôm, người ta đánh gia thông qua chỉ tiêu gọi là
modun silic µ SiO2 = tỷ số lượng Al2O3/SiO2. tỷ số này càng cao quặng càng tốt.
phẦN III
Quy tr×nh s¶n xuÊt nh«m
I.Kh¸i qu¸t vÒ c«ng nghÖ s¶n xuÊt Nh«m
-N¨m 1886, Hall ngêi Mü vµ Heroult ngêi Ph¸p ®ång thêi ph¸t
minh ra ph¬ng ph¸p ®iÖn ph©n nh«m trong dung dÞch muèi
nh«m nãng ch¶y. Tõ ®ã ®Õn nay,Al ®îc s¶n xuÊt víi quy m«
c«ng nghiÖp, s¶n lîng t¨ng lªn kh«ng ngõng,Al trë thµnh kim lo¹i
®îc sö dông ngµy cµng réng r·i. Cã thÓ nãi, ph¬ng ph¸p ®iÖn
ph©n Nh«m trong m«i trêng nãng ch¶y chiÕm ®Þa vÞ chñ yÕu
trong c«ng nghÖ s¶n xuÊt nh«m. Sau ®©y lµ lu tr×nh s¶n xuÊt
nh«m hiÖn nay:
II. SẢN XUẤT NHÔM OXIT
Cã 2 ph¬ng ph¸p s¶n xuÊt nh«m oxit chñ yÕu:
- Ph¬ng ph¸p Baye
- Ph¬ng ph¸p KiÒm thiªu kÕt
II.1.Ph¬ng ph¸p Baye
- Ph¬ng ph¸p Baye thùc chÊt lµ ph¬ng ph¸p dïng dung dÞch
NaOH ®Ó hoµ t¸ch b«xit ë nhiÖt ®é cao vµ ¸p suÊt,do K.I.Baye
ngêi Aã ph¸t minh vµo n¨m 1887. Sau ®©y lµ s¬ ®å tãm t¾t
ph¬ng ph¸p Baye s¶n xuÊt nh«m oxit :
NaOH
Boxit
CaO
Hoµ t¸ch
¤t«cla
Bïn
quÆng
C«
®Æc vµ
costic
ho¸
Dung
dÞch c¸i
L¾ng
läc
dd
NaAlO2
KhuÊy ph©n
ho¸
Al(OH)3
Nung
Al2O3
MÇm
Al(OH)3
C¸c kh©u chÝnh cña qu¸ tr×nh s¶n xuÊt Nh«m «xit gåm :
1.Hoµ t¸ch b«xit
2.KhuÊy ph©n ho¸ dung dÞch NaAlO2
3.Nung Nh«m hy®r«xit
4.C« ®Æc dung dÞch c¸i vµ costic ho¸.
II1.1.Hoµ t¸ch b«xit:
- B«xit sau khi nghiÒn nhá trén vµo víi KiÒm cho vµo
¤t«cla(thiÕt bÞ hoµ t¸ch). Trong ¤t«cla x¶y ra t¸c dông cña
dung m«i víi c¸c thµnh phÇn cña b«xit.
- Nh«m «xit trong b«xit phÇn lín ë d¹ng ngËm níc(hi®r«xit) khi
hoµ t¸ch sÏ t¸c dông víi NaOH t¹o natri aluminat theo ph¶n øng
sau :
Al(OH)3 + NaOH + aq = NaAl(OH)4 + aq
AlOOH + NaOH + aq = Na Al(OH)4 + aq
- S¾t «xit kh«ng t¸c dông víi NaOH nªn n»m l¹i trong b·, Silic
«xit t¸c dông víi NaOH t¹o ra Natri silicat hoµ tan vµo dung
dÞch theo ph¶n øng:
SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O
- Natri silicat l¹i t¸c dông víi Natri aluminat t¹o thµnh natri
alumosilicat :
Na2SiO3 + NaAl(OH)4 + aq = Na2O.Al2O3.mSiO2.nH2O + NaOH
- Hîp chÊt Natri alumosilicat ngËm níc kh«ng tan trong NaOH ë
d¹ng r¾n, lÉn vµo cÆn ®á.
- Ph¶n øng trªn cã Ých lµ khö SiO2 trong dung dÞch nhng cã
h¹i lµ g©y mÊt m¸t KiÒm vµ Al. Hµm lîng SiO2 trong b«xit
cµng lín th× hµm lîng mÊt m¸t kiÒm vµ Al cµng nhiÒu => ph-
¬ng ph¸p Baye chØ ¸p dông cho c¸c lo¹i quÆng cã hµm lîng
SiO2 thÊp.
- HiÖu suÊt cña qu¸ tr×nh hoµ t¸ch phô thuéc vµo nhiÒu
nh©n tè : NhiÖt ®é, thêi gian, nång ®é dung dÞch, tØ sè r¾n
láng, b¶n chÊt quÆng.
II.1.2.KhuÊy ph©n ho¸ dung dÞch natri aluminat.
- Sau l¾ng läc dung dÞch natri aluminat ®îc ®em ®i khuÊy
ph©n ho¸. Dung dÞch nµy ph©n ho¸ t¹o ra nh«m hi®r«xit
theo ph¶n øng sau:
Na AlO2 + H2O -> Al(OH)3 + NaOH
- VÒ c¬ chÕ th× qu¸ tr×nh ph©n ho¸ sÏ ®îc chia lµm 2 giai
®o¹n :
+ T¹o mÇm Al(OH)3
+ Ph¸t triÓn mÇm
- NÕu n©ng cao tØ sè costic th× qu¸ tr×nh t¹o mÇm sÏ ngõng.
Khi tØ sè costic cao h¬n n÷a th× qu¸ tr×nh sÏ diÔn ra theo
chiÒu ngîc l¹i, tøc lµ t¹o ra natri aluminat. V× vËy ph¶i khèng
chÕ nång ®é kiÒm thÝch hîp. Gi¶m nång ®é kiÒm sÏ cã lîi
cho qu¸ tr×nh khuÊy ph©n ho¸.NhiÖt ®é còng cã t¸c dông víi
qu¸ tr×nh khuÊy ph©n ho¸, nÕu gi¶m nhiÖt ®é th× qu¸
tr×nh khuÊy ph©n ho¸ sÏ x¶y ra nhanh, nhng c¸c h¹t Al(OH)3
kÕt tinh sÏ nhá, kh«ng cã lîi cho viÖc läc röa sau nµy.
- Trong thùc tÕ s¶n xuÊt, cÇn cho thªm Al(OH)3 vµo ®Ó lµm
mÇm. Sè mÇm Al(OH)3 cho vµo b»ng kho¶ng 1,5-2,5 lÇn träng
lîng Al2O3 cã trong dung dÞch.
- Môc ®Ých cña khuÊy lµ lµm cho nång ®é dung dÞch ®ång
®Òu vµ h¹t tinh thÓ lu«n ë tr¹ng th¸i l¬ löng.
- Sau khi khuÊy ph©n ho¸, dung dÞch cã tØ sè costic lµ 3,63,7.KÕt tinh xong ®a Al(OH)3 ®i ph©n cÊp. Lo¹i Al(OH)3 cã cì
h¹t lín ®em ®i röa vµ nung, cßn lo¹i h¹t nhá cho quay l¹i mÇm
kÕt tinh cho qu¸ tr×nh sau. Dung dÞch c¸i sau khi khuÊy
ph©n ho¸ ®îc ®em ®i c« ®Æc vµ costic ho¸.
II.1.3.Nung Al(OH)3
Môc ®Ých cña viÖc ®em nung lµ lµm mÊt níc cña Al(OH)3 ®Ó
thu ®îc Al2O3 theo ph¶n øng:
2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O
II.1.4.C« ®Æc dung dÞch c¸i vµ costic ho¸
- Sau khi läc, lÊy Al(OH)3 ra, dung dÞch c¸i cßn l¹i chñ yÕu
chøa NaOH, nhng nång ®é thÊp, kh«ng ®¸p øng ®îc yªu cÇu
cña dung dÞch tuÇn hoµn. V× vËy ®em c« ®Æc ®Ó n©ng
nång ®é lªn 300 g/l th× dõng l¹i.Trong qu¸ tr×nh vËn hµnh,
mét lîng CO2 trong kh«ng khÝ t¸c dông víi NaOH trong dung
dÞch t¹o ra Na2CO3. Khi c« ®Æc sÏ kÕt tinh ra Na2CO3, ®em
läc t¸ch Na2CO3 ra. Sau ®ã dïng Ca(OH)2 ®Ó costic ho¸ theo
ph¶n øng:
Na2CO3 + Ca(OH)2 = 2NaOH + CaCO3
- Sau ®ã l¾ng läc, th¶i b·, dung dÞch ®em dïng l¹i.
Mét sè u nhîc ®iÓm cña ph¬ng ph¸p nµy:
-¦u ®iÓm: Lu tr×nh ®¬n gi¶n, chÊt lîng s¶n phÈm tèt, gi¸
thµnh h¹.
-Nhîc ®iÓm: ChØ thùc hiÖn víi quÆng b«xit cã hµm lîng SiO2
thÊp míi cã lîi vÒ mÆt kinh tÕ.
II.2. Ph¬ng ph¸p KiÒm thiªu kÕt
Khi hµm lîng SiO2 trong quÆng cao, dïng ph¬ng ph¸p Baye
®Ó s¶n xuÊt sÏ kh«ng cã lîi vÒ mÆt kinh tÕ do lµm mÊt m¸t
nh«m «xit vµ kiÒm. Ph¬ng ph¸p kiÒm thiªu kÕt cho phÐp chÕ
biÕn mét c¸ch hîp lÝ c¸c lo¹i quÆng cã hµm lîng Silic cao.
Thùc chÊt cña ph¬ng ph¸p lµ ®em hçn hîp B«xit - Na2CO3 vµ
®¸ v«i nung ë nhiÖt ®é cao, kÕt qu¶ lµ nhËn ®îc s¶n phÈm
thiªu kÕt chøa natri aluminat. Sau ®ã hoµ t¸ch thiªu kÕt phÈm
trong níc, natri aluminat hoµ tan ë d¹ng dung dÞch, c¸c hîp chÊt
kh¸c n»m l¹i ë d¹ng cÆn b·. Läc t¸ch b· thu ®îc dung dÞch
aluminat th«. Sau khi khö Silic sÏ thu ®îc dung dÞch aluminat
s¹ch.§em cacbon¸t ho¸ b»ng khÝ CO2 sÏ thu ®îc Al(OH)3. Sau khi
nung Al(OH)3 ë 12000 C sÏ ®îc Al2O3.Lu tr×nh s¶n xuÊt Al2O3 b»ng
ph¬ng ph¸p kiÒm thiªu kÕt gåm c¸c kh©u chÝnh sau: Thiªu kÕt,
hoµ t¸ch thiªu kÕt phÈm, khö silic, cacbonat ho¸, nung.
§¸ v«i
Xay
nghiÒn
X«
®a
B«xit
Xay
nghiÒn
Phèi
liÖu
Thiªu
kÕt
NgiÒn thiªu kÕt
phÈm
Hoµ
t¸ch
L¾ng
läc
CÆn
®á
Khö silic
L¾ng
läc
dd
NaAlO2s¹c
h
Cacbonat
ho¸
Al(OH)3
dd c¸i
Nung
C«
®Æc
Al2O3
II.2.1.Thiªu kÕt:
- Môc ®Ých: biÕn nh«m oxit trong quÆng boxit thµnh natri
aluminat (NaAlO2) dÔ tan trong dung dÞch níc, cßn l¹i SiO2
trong b«xit t¹o canxisilicat (2CaOSiO2) khã tan.
- Cho boxit, dd Na2CO3,CaCO3 cïng håi liÖu vµo m¸y nghiÒn,
sau ®ã ph©n tÝch thµnh phÇn ho¸ häc cña nguyªn liÖu ®·
nghiÒn ®iÒu chØnh cho phï hîp víi yªu cÇu thiªu kÕt,bïn
quÆng nµy chøa 70% níc, dïng má phun vµo lß thiªu kÕt.Bïn
liÖu sau khi vµo lß ®îc gia nhiÖt, tr¶i qua c¸c vïng khö níc,
nung nãng, lµm nguéi.T¹i vïng thiªu kÕt,phèi liÖu tr¶i qua c¸c
bíc sau:
Bíc 1:thiªu kÕt ë nhiÖt ®é thÊp, x¶y ra c¸c ph¶n øng:
Na2CO3 + Fe2O3 = Na2O.Fe2O3 + CO2
Na2CO3 + SiO2 = Na2O.SiO2 + CO2
Na2CO3 +Al2O3 = Na2O.Al2O3 + CO2
- NÕu ë nhiÖt ®é thÊp cã thÓ t¹o Na2O.Al2O3.SiO2
Bíc 2:thiªu kÕt ë nhiÖt ®é cao, x¶y ra c¸c ph¶n øng sau:
Na2O.Fe2O3 + Al2O3 = Na2O.Al2O3 + Fe2O3
Na2O.SiO2 + 2CaO + Al2O3 = Na2O.Al2O3 + 2CaO.SiO2
Na2O.Al2O3.SiO2 + 4CaO = Na2O.Al2O3+ 2(2Na2O.SiO2)
II.2.2.Hoµ t¸ch thiªu kÕt phÈm
- S¶n phÈm thiªu kÕt sau khi nghiÒn nhá ®îc ®a ®i hoµ ®a
®i hoµ t¸ch.
- Môc ®Ých lµ chuyÓn natri aluminat tõ pha r¾n vao dd níc,
cßn t¹p chÊt kh¸c vÉn ®Ó ë pha r¾n t¸ch khái dung
dÞch,dung m«i hoµ t¸ch cã thÓ lµ níc,dd kiÒm lo·ng, dd natri
aluminat lo·ng.
- Khi hoµ t¸ch thiªu kÕt phÈm x¶y ra c¸c qu¸ tr×nh sau:
+ natri aluminat hoµ tan vµo dung dÞch
+ natri ferit bÞ ph©n huû theo ph¶n øng:
Na2O.Fe2O3 + H2O = Fe2O3 + 2NaOH
- S¾t oxit n»m l¹i trong cÆn, Natri ferit thuû ph©n lµm t¨ng lîng NaOH cã lîi cho qu¸ tr×nh hoµ t¸ch.
- 2CaO.SiO2 thùc tÕ kh«ng hoµ tan, nhng nÕu thêi gian hoµ
t¸ch kÐo dµi, nång ®é dung dÞch ®Ëm ®Æc, nhiÖt ®é hoµ
t¸ch cao th× canxi silicat còng b¾t ®Çu ph¶n øng víi dung
dÞch kiÒm vµ qu¸ tr×nh sÏ phøc t¹p.
- Mét sè natri silicat t¹o thµnh còng tan vµo trong dung dÞch
v× vËy cÇn ®em dung dÞch ®i khö SiO2
II.2.3.Khö Silic
- Sau hoµ t¸ch ®îc dung dÞch Aluminat th«, v× trong dung
dÞch cßn nhiÒu SiO2. V× vËy cÇn khö SiO2 tríc khi kÕt tinh
Al(OH)3.
- Qu¸ tr×nh khö silic cña dung dÞch dÞch natri aluminat tiÕn
hµnh trong otocla t¬ng tù nh ¤t«cla dïng ®Ó hoµ t¸ch b«xit
theo ph¬ng ph¸p Baye. NhiÖt ®é khö SiO2 kho¶ng
1700C.Ph¶n øng chñ yÕu cña qu¸ tr×nh khö SiO2:
Na2O.Al2O3 +2(Na2O.SiO2) +4H2O= 4NaOH
+Na2O.Al2O3.2SiO2.2H2O
Sau khi khö SiO2 ®a dung dÞch ®i l¾ng läc, kÕt tña ®a vÒ
trén cïng quÆng vµ ®em ®i thiªu kÕt. Dung dÞch c¸i ®em
cacbonat ho¸.
- Xem thêm -