Производство Алюминия (стр. 6 из 6)
Возможность глубокой очистки алюминия от примеси в основном обусловлена тем, что вероятность образования субсоединений алюминия значительно больше вероятности образования субсоединений примеси.
ТАБЛИЦА 1.5
РЕЗУЛЬТАТЫ МАСС-СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА И ИЗМЕРЕНИЙ R293 К/R4,2 К АЛЮМИНИЯ КАСКАДНОЙ ЗОННОЙ ПЛАВКИ. [9]
| Число каскадов |  | Содержание примесей, ×10–4 % | |||||
| Si | Fe | Mg | Mn | Ti | сумма | ||
| Исходный | 18,3 | 0,210 | <0,103 | 0,89 | <0,061 | 0,069 | 1,544 |
| A999 | |||||||
| 2 | 36,5 | <0,062 | <0,103 | 0,006 | <0,061 | 0,017 | 0,460 |
| 2 | 38,0 | <0,062 | <0,103 | 0,006 | <0,061 | 0,017 | 0,460 |
| 2 | 39,5 | 0,073 | <0,103 | 0,045 | <0,061 | 0,07 | 0,563 |
| 3 | 32,0 | 0,204 | <0,103 | 0,006 | <0,061 | 0,017 | 0,502 |
| 3 | 30,0 | 0,073 | 0,100 | 0,006 | 0,020 | 0,07 | 0,480 |
| 3 | 32,0 | 0,052 | 0,100 | 0,006 | 0,061 | 0,07 | 0,500 |
| 4 | 40,0 | <0,021 | <0,103 | 0,006 | 0,061 | 0,07 | 0,472 |
| 4 | 30,5 | 0,031 | 0,100 | 0,006 | 0,061 | 0,07 | 0,479 |
| 5 | 34,0 | 0,104 | <0,060 | 0,006 | 0,061 | 0,017 | 0,459 |
| Примечания: 1. Сумма примесей дана с учетом других примесей, содержание которых во всех образцах составляло, ×10–4 %: <0,071 Cu; <0,038 Cr; 0,048 Zn; 0,017 Na; 0,037 V. 2. При подсчете суммы примесей принимали их максимальное значение, равное пределу чувствительности анализа, например <0,061 считали как 0,061. | |||||||
Содержание примесей, в алюминии, дистиллированном через субфторид, находится в обратной зависимости от массы получаемых слитков. В слитках массой 1,5-1,7 кг суммарное содержание примесей (Si, Fe, Cu, Mg) составляет 11ּ10–4 %, а содержание газов 0,007 см3/100 г. Удельное остаточное сопротивление (ρ○) при температуре жидкого гелия для такого металла составляет (1,7÷2,0)ּ10–10 Омּсм. Дистилляция алюминия через субфторид имеет ряд недостатков (сравнительно небольшая производительность, недостаточно глубокая очистка от магния и др.), поэтому способ не получил промышленного развития.
Разработаны также способы получения алюминия особой чистоты электролизом комплексных алюминийорганических соединений, отличающиеся составом электролита. Например, в ФРГ применяют способ электролиза 50%-ного раствора NaFּ2Al (C2H5)3 в толуоле. Рафинирование проводят при 100°С, напряжении на электролизере 1,0-1,5 В и плотности тока 0,3-0,5 А/дм2 с использованием алюминиевых электродов. Катодный выход по току 99%. Электрохимическим рафинированием в алюминийорганических электролитах существенно снижается содержание марганца и скандия, которые практически не удаляются при зонной очистке. Недостатками указанного способа являются его низкая производительность и высокая пожароопасность.
Для более глубокой очистки алюминия и получения металла чистотой 99,99999% и более можно использовать комбинирование указанных выше способов: электролиз алюминийорганических соединений или возгонку через субфторид с последующей зонной плавкой полученного алюминия. Например, многократной зонной очисткой алюминия, полученного электролизом алюминийорганических соединений, удается получить металл особой чистоты с содержанием примесей, ×10–9 %: Fe 50; Si <500; Cu 10; Mg 30; Mn5; Ti <500; Cr 20; Zn <50; Co <1; Ag <5; Sb <1 и Se 3.
Применение
Сочетание физических, механических и химических свойств алюминия определяет его широкое применение практически во всех областях техники, особенно в виде его сплавов с другими металлами. В электротехнике алюминий успешно заменяет медь, особенно в производстве массивных проводников, например, в воздушных линиях, высоковольтных кабелях, шинах распределительных устройств, трансформаторах (электрическая проводимость алюминия достигает 65,5% электрической проводимости меди, и он более чем в три раза легче меди; при поперечном сечении, обеспечивающем одну и ту же проводимость, масса проводов из алюминия вдвое меньше медных). Сверхчистый алюминий употребляют в производстве электрических конденсаторов и выпрямителей, действие которых основано на способности окисной пленки алюминия пропускать электрический ток только в одном направлении. Сверхчистый алюминий, очищенный зонной плавкой, применяется для синтеза полупроводниковых соединений типа AIII BV, применяемых для производства полупроводниковых приборов. Чистый алюминий используют в производстве разного рода зеркал отражателей. Алюминий высокой чистоты применяют для предохранения металлических поверхностей от действия атмосферной коррозии (плакирование, алюминиевая краска). Обладая относительно низким сечением поглощения нейтронов, алюминий применяется как конструкционный материал в ядерных реакторах.
В алюминиевых резервуарах большой емкости хранят и транспортируют жидкие газы (метан, кислород, водород и т. д.), азотную и уксусную кислоты, чистую воду, перекись водорода и пищевые масла. Алюминий широко применяют и оборудовании и аппаратах пищевой промышленности, для упаковки пищевых продуктов (в виде фольги), для производства разного рода бытовых изделии. Резко возросло потребление алюминия для отделки зданий, архитектурных, транспортных и спортивных сооружений.
В металлургии алюминий (помимо сплавов на его основе) — одна из самых распространённых легирующих добавок в сплавах на основе Cu, Mg, Ti, Ni, Zn и Fe. Применяют алюминий также для раскисления стали пред заливкой её в форму, а также в процессах получения некоторых металлов методом алюминотермии. На основе алюминия методом порошковой металлургии создан САП (спечённый алюминиевый порошок), обладающий при температурах выше 300°С большой жаропрочностью.
Алюминий используют в производстве взрывчатых веществ (аммонал, алюмотол). Широко применяют различные соединения алюминия.
Производство и потребление алюминия непрерывно растет, значительно опережая по темпам роста производство стали, меди, свинца, цинка.
2DIN (DeutschIndustrienorm) — промышленный стандарт ФРГ.