Головна » Хоббі та розваги » Руда алюмінієва. Алюмінієва руда: родовища, видобуток Як називається алюмінієва руда

Руда алюмінієва. Алюмінієва руда: родовища, видобуток Як називається алюмінієва руда

алюміній- один з найважливіших конструкційних матеріалів. Завдяки своїй легкості, механічної міцності, високої електропровідності, великий корозійної стійкості він знайшов широке застосування в авіаційній, автомобільній, електротехнічній промисловості, інших галузях сучасної техніки і в побуті. За обсягом виробництва і споживання в світі він займає друге місце серед металів після заліза.

Сировиною для виробництва алюмінію є глинозем, Який отримують з бокситів, нефелінових руд і інших високоглиноземистих порід. Основна алюмінієва руда , Що забезпечує 98% світового виробництва глинозему, - боксити. Росія є єдиною країною в світі, де використовується таке низькоякісне алюмінієву сировину, як нефелінові руди.

Загальні запаси бокситів в 29 країнах світу перевищують 40 млрд т, 95% з них зосереджено в тропічному поясі, в тому числі понад 50% припадає на Гвінею, 40 - на Австралію, Венесуелу, Бразилію, Індію, В'єтнам і Ямайку. Видобувають боксити в 24 країнах в кількості 140 млн т на рік, 80% видобутку припадає на Австралію, Гвінею, Ямайку, Бразилію, Китай та Індію. Щорічне виробництво глинозему в країнах, які видобувають боксити, перевищило 52 млн т, а виплавка первинного алюмінію - 24,5 млн т. За останні рокивиробництво алюмінію зросло більш ніж в 10 разів.

унікальними вважаються місце народженнябокситів з запасами понад 500 млн т, великими і середніми - 500 - 50, дрібними - менше 50 млн т.

Боксити представляють собою залишкову або осадочную породу, що складається з гідроксидів алюмінію, оксидів і гідроксидів заліза, глинистих мінералів і кварцу. За мінеральним складом розрізняють боксити гіббситових, бемітовие, діаспоровие. При цьому відмічено, що в молодих, які не зазнали перетворення, родовищах переважають гіббситових руди, а в більш древніх і перетворених вони змінюються бемітовимі і діаспоровимі.

Всі промислові типи бокситових родовищ є екзогенними утвореннями. Вони підрозділяються на родовища вивітрювання і осадові. Родовища вивітрювання діляться на залишкові латеритні і залишкові перевідкладені, а осадові - на залягають в теригенних формаціях платформних областей і пов'язані з карбонатними формаціями геосинклінальних областей. Характеристика приведена в табл. 1.2.1.

Таблиця 1.2.1 Найголовніші геолого-промислові типи родовищ алюмінію

геолого промисловий тип	Рудоносність формація	рудні тіла	умови залягання	склад руд	приклади родовищ	масштаб, поклади
1. Остаточний латеритними	а) Сучасна кора вивітрювання на древніх сланцях, базальтах і ін.	горизонтальні поклади площею 5-15 км2, потужність до 10-15 м.	приповерхневі на плоских височинах - Боваль; перекриті залозистої кірасою.	Гиббсит, гематит	Боке, Фріа (гвінея)	унікальні до 3 млрд. т.
1. Остаточний латеритними	б) Давня кора вивітрювання на філлітових сланцях і метабазити	Найбільші горизонт. залягають тіла протяжністю до дек. дес. км, потужністю неск.м.	поклади перекриті осадовими породами палеозою, мезозою, кайнозоя, потужність 450-600 м.	Беміт, гиббсит, шаозіт	Вісловское (КМА, Росія)	великі, 80 млн. Т.
2. Залишковий перевідкладеними	молоді мезозойско- кайнозойские песчано- глинисті, що примикають до площ розвитку латеритні кор вивітрювання	галактика, пластообразниє	1-3 горизонту серед пісковиків, глин і ін.	Гиббсит, беміт, гематит, каолініт, сидерит	Місце народження Гвианской берегової рівнини, Уейн Гов (Австралія)
3. Осадовий платформний	Теригенні, карбонат- нотеррігенние, вулканогенно-теригенні континентальні, червоноколірна, іноді суглинні	галактика, пластообразниє	На глибинах 40-150 м під осадовими формаціями палеозою, мезозою	Гиббсит, беміт, каолініт	Тихвинська група, Північно-Онежский (Росія)	дрібні, середні, рідко-великі
4. Осадовий геосинклінальний	карбонатна формація (Терригенная, континентальна, мілководна теріігенно- карбонатная, рифогених субформації)	лінзовидні, пластообразниє	серед дислокованих осадовихтовщ	Діаспор, беміт, рідко-гиббсит, гематит, пірит	Червона шапочка і ін., СУБР, Росія	Великі, середні

Основне промислове значення мають латеритні родовища (90% світових запасів).

У Росії розробляються бокситові родовища Північно-Уральського (СУБР) і Південно-Уральського (ЮУБР) боксітоносние районів (84% видобутку) і Тихвинского району (16%). У зв'язку з недоліком сировини для забезпечення потреб вітчизняної металургії Росія щорічно ввозить близько 50% (3,7 млн т) глинозему з України, Казахстану і країн далекого зарубіжжя.

Зміст [-]

Алюміній - це метал, покритий матово-сріблястою оксидною плівкою, властивості якого визначають його популярність: м'якість, легкість, пластичність, висока міцність, стійкість до корозії, електропровідність і відсутність токсичності. У сучасних високих технологіях застосування алюмінію відведено провідне місце як конструкционному, багатофункціонального матеріалу. Найбільшу цінність для промисловості в якості джерела алюмінію являє природна сировина - алюмінієва руда, Складова гірської породи у вигляді бокситів, алунитов і нефелина.

Різновиди глінозёмсодержащіх руд

Відомо більше 200 мінералів, до складу яких входить алюміній. Сировинним джерелом вважають тільки таку гірську породу, яка може відповідати наступним вимогам:

Природна сировина повинна мати високий вміст оксидів алюмінію;
Родовище має відповідати економічній доцільності його промислової розробки.
Гірська порода повинна містити алюмінієве сировина в формі, підлягає вилученню в чистому вигляді відомими способами.

Особливість природного гірської породи бокситу

Сировинним джерелом можуть служити природні поклади бокситів, нефелінів, алунитов, глин, і каолінів. Найбільш насичені сполуками алюмінію боксити. Глини та каоліни представляють найпоширеніші породи зі значним вмістом в них глинозему. Поклади цих мінералів знаходяться на поверхні землі. алюмінієва рудав природі існує тільки у вигляді бінарного з'єднання металу з киснем. Видобувають це з'єднання з природних гірських руду вигляді бокситів, що складаються з оксидів декількох хімічних елементів: алюмінію, калію, натрію, магнію, заліза, титану, кремнію, фосфору. Залежно від родовища боксити в своєму складі мають від 28 до 80% глинозему. Це основна сировина для отримання унікального металу. Якість бокситів як сировини алюмінію залежить від вмісту в ньому глинозему. Цим визначаються фізичні властивостібокситів:

Мінерал представляє приховано кристалічну структуру або перебуває в аморфному стані. Багато мінерали мають затверділі форми гидрогелей простого або комплексного складу.
Колір бокситів в різних точках видобутку коливається від майже білого до червоних темних кольорів. Є родовища з чорної забарвленням мінералу.
Щільність алюміній містять мінералів залежить від їх хімічного складу і становить близько 3 500 кг / м3.
Хімічний склад і структура бокситів визначає тверді властивостімінералу. Найміцніші мінерали відрізняються твердістю в 6 одиниць за шкалою, прийнятою в мінералогії.
Як природне викопне боксит має ряд домішок, найчастіше це оксиди заліза, кальцію, магнію, марганцю, домішки титанових і фосфорних сполук.

Боксити, каоліни, глини в своєму складі містять домішки інших з'єднань, які при переробці сировини виділяються в окремі виробництва. Тільки в Росії використовують родовища з покладами порід, в складі яких глинозем становить більш низьку концентрацію. З недавніх пір глинозем стали отримувати з нефелинов, сформованими незалежно від глинозему містять окису таких металів, як калій, натрій, кремній і, не менш цінний, квасцовий камінь, алуніт.

Способи переробки алюміній містять копалин

Технологія отримання чистого глинозему з алюмінієвої руди не змінилася з часів відкриття цього металу. Удосконалюється його виробниче обладнання, що дозволяє отримувати чистий алюміній. Основні виробничі стадії отримання чистого металу:

Видобуток руди з розроблених родовищ.
Первинна обробка від порожніх порід з метою підвищення концентрації глинозему - процес збагачення.
Отримання чистого глинозему, електролітичне відновлення алюмінію з його оксидів.

Виробничий процес завершується отриманням металу з концентрацією 99,99%.

Видобуток і збагачення глинозему

Глинозем або алюмінієві оксиди, в чистому вигляді в природі не існує. Його витягають з алюмінієвих руд, використовуючи гідрохімічні методи. Поклади алюмінієвої руди в родовищах зазвичай висаджують, Забезпечуючи майданчик для її видобутку на глибині приблизно 20 метрів, звідки її вибирають і запускають в процес подальшої обробки;

Використовуючи спеціальне обладнання (грохоти, класифікатори), руду дроблять і сортують, відкидаючи пусту породу (хвости). На цьому етапі збагачення глинозему користуються способами промивання і просівання, як найбільш вигідними економічно.
Осів на дні збагачувальної установки очищену руду змішують з розігрітій масою їдкого натру в автоклаві.
Суміш пропускають через систему судин з високоміцної сталі. Судини оснащені паровою сорочкою, що підтримує необхідну температуру. Тиск пара підтримується на рівні 1,5-3,5 МПа до повного переходу алюмінієвих з'єднань, з збагаченої породи в алюмінат натрію в перегрітому розчині їдкого натрію.
Після охолодження рідина проходить стадію фільтрації в результаті якої відбувається відділення твердого осаду і отримання пересичені чистого розчину алюмінату. При додаванні в отриманий розчин залишків гідроксиду алюмінію від попереднього циклу, розкладання прискорюється.
Для остаточної осушки гідрату окису алюмінію застосовують процедуру прожарювання.

Електролітичне виробництво чистого алюмінію

Чистий алюміній отримують, використовуючи безперервний процес в результаті якого прожарений алюміній вступає в стадію електролітичного відновлення. Сучасні електролізер представляють пристрій, що складається наступних частин:

З сталевого кожуха, футерованого вугільними блоками і плитами. В процесі роботи на поверхні корпусу ванни утворюється щільна плівка з застиглого електроліту, що оберігає футеровку від руйнування розплавом електроліту.
Шар розплавленого алюмінію на дні ванни, товщиною 10-20 см, служить катодом в цій установці.
Струм в алюмінієвий розплав підводиться через вугільні блоки і вбудовані сталеві стрижні.
Аноди, підвішені на залізну раму за допомогою сталевих штирів, забезпечені тягами, з'єднаними з підйомним механізмом. У міру згоряння анод опускається вниз, а стрижні застосовують в якості елемента для підведення струму.
У цехах електролізер встановлюють послідовно в кілька рядів (два або чотири ряди).

Додаткове очищення алюмінію рафинированием

Якщо алюміній, витягнутий з електролізерів, не відповідає кінцевим вимогам, його піддають додатковому очищенню рафинированием. У промисловості цей процес проводять в особливому електролізері, в якому міститься три рідких шару:

Нижній - рафініруемий алюміній з добавкою приблизно 35% міді, Служить анодом. Мідь присутня для обважнення алюмінієвого шару, в анодному сплаві мідь не розчиняється, його щільність повинна перевищувати 3000 кг / м3.
Середній шар являє суміш фторидів і хлоридів барію, кальцію, алюмінію з температурою плавлення близько 730оС.
Верхній шар - чистий рафінований алюмінієвийрозплав, який розчиняється в анодному шарі і піднімається вгору. Він служить в цій схемі катодом. Підведення струму здійснюється графітовим електродом.

У процесі електролізу домішки залишаються в анодному шарі і електроліті. Вихід чистого алюмінію складає 95-98%. Розробці алюміній містять родовищ, відведено провідне місце в народному господарстві, завдяки властивостям алюмінію, який в даний час займає друге місце після заліза в сучасній промисловості.

У сучасній промисловості алюмінієва руда є найбільш затребуваним сировиною. Стрімкий розвиток науки і техніки дозволило розширити сфери його застосування. Що являє собою алюмінієва руда і де її добувають - описано в цій статті.

Промислове значення алюмінію

Алюміній вважається найбільш поширеним металом. За кількістю покладів в земній корі він займає третє місце. Алюміній відомий всім також як елемент в таблиці Менделєєва, який відноситься до легких металів.

Алюмінієва руда - це природна сировина, з якого отримують цей метал. В основному його добувають з бокситів, які містять оксиди алюмінію (глинозем) в найбільшій кількості- від 28 до 80%. Інші породи - алунітовие, нефелінові і нефелин апатитові також використовуються в якості сировини для отримання алюмінію, але вони мають гіршу якість і містять значно менше глинозему.

У кольоровій металургії алюміній займає перше місце. Справа в тому, що завдяки своїм характеристикам він застосовується в багатьох галузях промисловості. Так, цей метал використовують в транспортному машинобудуванні, пакувальному виробництві, будівництві, для виготовлення різних споживчих товарів. Також алюміній широко застосовується в електротехніці.

Щоб зрозуміти, яке значення має алюміній для людства, досить придивитися до побутовим речам, які ми повсякденно використовуємо. Дуже багато побутові предмети виготовлені з алюмінію: це деталі для електроприладів (холодильника, пральної машини і т. Д.), Посуд, спортивний інвентар, сувеніри, елементи інтер'єру. Алюміній часто застосовується для виробництва різних видівтари і упаковки. Наприклад, консервних банок або одноразових ємностей з фольги.

Типи алюмінієвих руд

Алюміній міститься більш ніж в 250 мінералах. З них найціннішими для промисловості є боксит, нефелін і алуніт. Зупинимося на них більш докладно.

бокситний руда

У природі алюміній в чистому вигляді не зустрічається. В основному його отримують з алюмінієвої руди - бокситу. Це мінерал, який здебільшого складається з гідроксидів алюмінію, а також з оксидів заліза і кремнію. Через великий вміст глинозему (від 40 до 60%) боксити використовуються в якості сировини для отримання алюмінію.

Фізичні властивості алюмінієвої руди:

непрозорий мінерал червоного і сірого кольору різних відтінків;
твердість найміцніших зразків становить 6 по мінералогічною шкалою;
щільність бокситів в залежності від хімічного складу коливається в межах 2900-3500 кг / м³.

Родовища бокситовий руди зосереджені в екваторіальному і тропічному поясі землі. Давніші поклади знаходяться на території Росії.

Як утворюється бокситний алюмінієва руда

Боксити утворюються з одноводного гідрату глинозему, беміт і діаспора, трехводного гідрату - гідраргілліта і супутніх мінералів гідроксиду та окису заліза.

Залежно від складу природообразующих елементів розрізняють три групи бокситний руд:

Моногідрат боксити - містять глинозем в одноводного формі.
Трігідратние - такі мінерали складаються з глинозему в трехводной формі.
Змішані - ця група включає в поєднанні попередні алюмінієві руди.

Родовища сировини утворюються внаслідок вивітрювання кислих, лужних, а іноді і основних порід або в результаті поступового осадження на морському і озерному дні великої кількості глинозему.

Алунітовие руди

Цей тип покладів містить до 40% оксиду алюмінію. Алунітовая руда утворюється у водному басейні і прибережних зонах в умовах інтенсивної гідротермальної і вулканічної діяльності. Приклад таких покладів - Заглінський озеро на Малому Кавказі.

Порода пориста. Переважно складається з каолінітів і гідрослюд. Промисловий інтерес представляють руда з вмістом алунита більше 50%.

нефелін

Це алюмінієва руда магматичного походження. Вона являє собою повнокристалічна лужну породу. Залежно від складу і технологічних особливостей переробки виділяють кілька сортів нефелінових руди:

перший сорт - 60-90% нефелина; він містить більше 25% глинозему; переробка здійснюється методом спікання;
другий сорт - 40-60% нефелина, кількість глинозему трохи нижче - 22-25%; під час переробки потрібно збагачення;
третій сорт - нефелінові мінерали, які не представляють ніякої промислової цінності.

Світовий видобуток алюмінієвих руд

Вперше алюмінієву руду видобули в першій половині XIX століття на південному сході Франції, біля містечка Бокс. Звідси і походить назва бокситів. Спочатку ця галузь промисловості розвивалася повільними темпами. Але коли людство оцінило, яка алюмінієва руда корисна для виробництва, сфери застосування алюмінію істотно розширилися. Багато країн почали пошуки на своїх територіях родовища покладів. Таким чином, світовий видобуток алюмінієвих руд стала поступово зростати. Підтвердженням цього факту є цифри. Так, якщо в 1913 році загальносвітовий обсяг видобутої руди становив 540 тис. Тонн, то в 2014 році - понад 180 млн тонн.

Також поступово зростала кількість країн, які видобувають алюмінієву руду. На сьогоднішній день їх налічується близько 30. Але протягом останніх 100 років провідні країни і регіони постійно змінювалися. Так, на початку XX століття світовими лідерами з видобутку алюмінієвої руди і її виробництві були Північна Америкаі Західна Європа. На ці два регіони припадало близько 98% загальносвітового видобутку. Через кілька десятків років за кількісними показниками алюмінієвої промисловості лідерами стали країни Східної Європи, Латинська Америка і радянський Союз. І вже в 1950-1960-х роках лідером за розміром видобутку стала Латинська Америка. А в 1980-1990-х рр. стався стрімкий прорив в алюмінієвій промисловості Австралії і Африки. У сучасній світовій тенденції основними країнами-лідерами з видобутку алюмінію є Австралія, Бразилія, Китай, Гвінея, Ямайка, Індія, Росія, Суринам, Венесуела і Греція.

Родовища руди в Росії

За обсягом видобутку алюмінієвих руд Росія посідає сьоме місце в світовому рейтингу. Хоча родовища алюмінієвих руд в Росії забезпечують країну металом у великій кількості, його недостатньо, щоб повністю забезпечити промисловість. Тому держава змушена купувати боксит в інших країнах.

Всього на території Росії розташовано 50 родовищ руди. До цього числа входять як місця, де ведеться видобуток мінералу, так і ще не розроблені поклади.

Велика частина запасів руди знаходиться в європейській частині країни. Тут вони розташовані в Свердловській, Архангельської, Бєлгородської області, в республіці Комі. Всі ці регіони містять 70% всіх розвіданих запасів руди країни.

Алюмінієві руди в Росії видобуваються досі в старих бокситових родовищах. До таких районам відноситься Радинський родовище в Ленінградській області. Також через дефіцит сировини Росія використовує інші алюмінієві руди, родовища яких відрізняються гіршою якістю мінеральних покладів. Але вони все ж придатні для промислових цілей. Так, в Росії видобувають у великій кількості нефелінові руди, які також дозволяють отримати алюміній.

Боксит є основною рудою для виробництва алюмінію. Освіта покладів пов'язано з процесом вивітрювання і перенесення матеріалу, в якому крім гидроокислов алюмінію знаходяться і інші хімічні елементи. Технологія вилучення металу передбачає економічно вигідний процес промислового виробництва без утворення відходів.

Боксит є основною рудою для виробництва алюмінію

Характеристика рудного мінералу

Назва мінеральної сировини для видобутку алюмінію походить від назви місцевості у Франції, де вперше були виявлені поклади. Боксит складається з гидроокислов алюмінію, в якості домішок в ньому знаходяться глинисті мінерали, оксиди і гідроксиди заліза.

за зовнішнім виглядомбоксит є кам'янистою, а рідше - гліноподобних, породою - однорідної або шаруватої за текстурою. Залежно від форми залягання в земній корі вона бувають щільні або пористі. За структурою розрізняють мінерали:

уламкові - конгломератних, гравеліти, піщанкові, пелітові;
конкреційні - бобові, оолітові.

Основна маса породи в вигляді включень містить оолітові освіти оксидів заліза або глинозему. Бокситовая руда зазвичай бурого або цегляного кольору, але зустрічаються поклади білого, червоного, сірого, жовтого відтінків.

Головними мінералами для освіти руди є:

діаспор;
гідрогетит;
гетит;
беміт;
гиббсит;
каолинит;
ільменіт;
алюмогематіт;
кальцит;
сидерит;
слюди.

Розрізняють боксити платформні, геосинклінальні і океанічних островів. Родовища алюмінієвої руди утворилися в результаті перенесення продуктів вивітрювання гірських порід з подальшим їх відкладенням і утворенням осаду.

Промислові боксити містять 28-60% глинозему. При використанні руди співвідношення останнього до кремнію не повинно бути нижче 2-2,5.

Галерея: камінь боксит (25 фото)

Боксит (відео)

Родовища і видобуток сировини

Основною сировиною промислового виробництва алюмінію в РФ є боксити, нефелінові руди і їх концентрати, зосереджені на Кольському півострові.

Родовища бокситів в Росії характеризуються низькою якістю сировини і складними гірничо-геологічними умовами видобутку. У межах держави знаходиться 44 розвіданих родовища, серед яких експлуатується тільки чверть.

Основний видобуток бокситів проводиться АТ «Севуралбоксітруда». Незважаючи на запаси рудної сировини, забезпеченість переробних підприємств нерівномірна. Протягом 15 років спостерігається дефіцит нефелинов і бокситів, що обумовлює імпорт глинозему.

Світові запаси бокситів зосереджені в 18 країнах, що знаходяться в тропічній і субтропічній зонах. Місцезнаходження бокситів вищої якості приурочено до ділянок вивітрювання алюмосилікатних гірських порід у вологих умовах. Саме в цих зонах знаходиться основна частина загальносвітового запасу сировини.

Найбільші запаси зосереджені в Гвінеї. По видобутку рудної сировини в світі першість належить Австралії. У Бразилії знаходиться 6 млрд тонн запасів, у В'єтнамі - 3 млрд тонн, запаси бокситів Індії, що відрізняються високою якістю, складають 2,5 млрд тонн, Індонезії - 2 млрд тонн. У надрах цих країн зосереджена основна маса руди.

Боксити видобувають відкритим і підземним способом. Технологічний процес переробки сировини залежить від його хімічного складу і передбачає поетапне виконання робіт.

На першій стадії під впливом хімічних реагентів утворюється глинозем, а на другий - з нього шляхом електролізу з розплаву фтористих солей витягають металевий компонент.

Для освіти глинозему використовують кілька методів:

спікання;
гідрохімічний;
комбінований.

Застосування методик залежить від концентрації алюмінію в руді. Боксит низької якості переробляють складним способом. Отриману в результаті спікання шихту з соди вапняку і бокситу витравлюють розчином. Утворену в результаті хімічної обробки гідроокис металу відділяють і піддають фільтрації.

Лінія для переробки бокситів (відео)

Застосування мінерального ресурсу

Застосування бокситу в різних галузях промислового виробництва обумовлено універсальністю сировини по його мінеральним складом і фізичними властивостями. Боксити є рудою, з якої витягають алюміній і глинозем.

Використання бокситу в чорній металургії як флюс при виплавці мартенівської сталі покращує технічні характеристикипродукції.

При виготовленні електрокорунду використовуються властивості бокситу утворювати надстійкий, вогнетривкий матеріал (синтетичний корунд) в результаті плавки в електричних печах за участю антрациту в якості відновника і залізної тирси.

Мінерал боксит з незначним вмістом заліза застосовується при виготовленні вогнетривких, швидкотверднучих цементів. Крім алюмінію з рудної сировини витягають залізо, титан, галій, цирконій, хром, ніобій і TR (рідкоземельні елементи).

Боксити використовують для виробництва фарб, абразивів, сорбентів. Руда з невисоким вмістом заліза застосовується при виготовленні вогнетривких складів.

У сучасній промисловості найбільшу популярність здобула алюмінієва руда. Алюміній є найпоширеніший метал з усіх, що існують на сьогоднішній день, металів на землі. Крім того, йому належить третє місце в рейтингу за чисельністю покладів в надрах Землі. Також, алюміній є і найлегшим металом. Алюмінієвої рудою називається гірська порода, що служить матеріалом, з якого і відбувається отримання металу. Алюміній володіє певними хімічними і фізичними властивостями, Які дозволяють адаптувати його застосування до абсолютно різним областям людської діяльності. Таким чином, алюміній знайшов своє широке застосування в таких галузях, як машинобудування, автомобілебудування, будівництво, при виробництві різної тари і упаковки, електротехніки, інших споживчих товарів. практично кожен побутовий прилад, Щодня використовується людиною, в тій або іншій кількості містить в собі алюміній.

видобуток алюмінію

Мінералів, в складі яких було свого часу виявлено наявність даного металу, існує величезна кількість. Вчені прийшли до висновку, що даний метал можна видобувати з більш, ніж 250 мінералів. Однак, абсолютно з усіх руд добувати метал не вигідно, тому серед усього існуючого різноманіття є найбільш цінні алюмінієві руди, з яких і здійснюється отримання металу. Такими є: боксити, нефеліни, а також алуніти. З усіх алюмінієвих руд максимальний вміст алюмінію відзначено в боксити. Саме в них знаходиться близько 50% оксидів алюмінію. Як правило, поклади бокситів розташовуються безпосередньо на земної поверхнів достатніх кількостях. Боксити представляють собою непрозору гірську породу, що має червоний або сірий колір. Найміцніші бокситний зразки за мінералогічною шкалою оцінюються в 6 балів. Вони бувають різної щільності від 2900 до 3500 кг / м3, яка безпосередньо залежить від хімічного складу. Бокситний руди відрізняються своїм складним хімічним складом, В який входять гідроксиди алюмінію, оксиди заліза і кремнію, а також від 40% до 60% глинозему, що є основною сировиною для отримання алюмінію. Варто сказати, що екваторіальний і тропічний земні пояса є основною місцевістю, яка славиться покладами бокситний руди. Для зародження бокситів необхідна участь декількох компонентів, серед яких одноводного гідрат глинозему, беміт, діаспор, а також різні мінералів гідроксиду заліза поряд з оксидом заліза. Вивітрювання кислих, лужних, а в деяких випадках і основних порід, а також повільне осідання глинозему на дні водойм і призводить до формування бокситний руди. З двох тонн глинозему алюмінію виходить удвічі менше - 1 тонна. А для двох тонн глинозему необхідно добути близько 4,5 тонн бокситу. Алюміній припустимо отримувати і з нефелинов і алунитов. Перші, в залежності від свого сорту, можуть містити в своєму складі від 22% до 25% глинозему. У той час, як алуніти, мало чим поступаються бокситів, і на 40% складаються з оксиду алюмінію.

Алюмінієві руди Росії

Російська Федерація розташувалася на 7-му рядку рейтингу серед всіх країн світу за кількістю видобутих алюмінієвих руд. Варто відзначити, що дана сировина на території російської держави видобувається в колосальній кількості. Однак, країна відчуває істотний дефіцит цього металу, і не в змозі надати його в обсязі, необхідному для абсолютного забезпечення промисловості. В цьому криється пріоритетна причина, через яку Росії доводиться купувати алюмінієві руди у інших держав, а також освоювати родовища з низькою якістю мінеральних руд. В державі існує близько 50 родовищ, найбільше число яких розташовується в європейській частині держави. Однак, Радинкское - найбільш старе родовище алюмінієвих руд в Росії. Місцем його розташування є Ленінградська область. Воно складається з бокситів, є з далеких часів головним і незамінним матеріалом з якого і виробляють надалі алюміній.

Виробництво алюмінію в Росії

На початку ХХ століття в Росії відбулося зародження алюмінієвої промисловості. Саме в 1932 році в Волхові з'явилося перший виробничий комбінат по випуску алюмінію. І вже 14 травня того ж року на підприємстві вдалося вперше отримати партію металу. Щорічно на території держави освоювалися все нові родовища алюмінієвих руд і запускалися в роботу нові потужності, які істотно були розширені в період Другої світової війни. Післявоєнний час для країни було відзначено відкриттям нових підприємств, основною діяльністю яких було виробництво фабрикатів, основним матеріалом для чого служили алюмінієві сплави. Тоді ж був проведений запуск в роботу пікальовських глиноземного підприємства. Росія славиться своєю різноманітністю заводів, завдяки роботі яких країна виробляє алюміній. З них найбільш масштабним не тільки в рамках російської держави, а й у всьому світі, вважається ОК «Русал». Йому вдалося зробити в 2015 році близько 3,603 млн т алюмінію, а в 2012 році підприємство досягло показника в 4,173 млн т металу.



Алюміній / Aluminium (Al), 13







1,61 (шкала Полінга)


1-я: 577.5 (5.984) кДж / моль (еВ) 2-я: 1816.7 (18.828) кДж / моль (еВ)
тверда речовина
2,6989 г / см³
660 ° C, 933,5 K
2518,82 ° C, 2792 K
10,75 кДж / моль
284,1 кДж / моль
24,35 24,2 Дж / (K моль)
10,0 см³ / моль
кубічна гранецентрірованая


(300 K) 237 Вт / (м · К)

кодовий символ

Вказує, що алюміній може бути вдруге перероблений алюміній- елемент 13-й групи періодичної таблиці хімічних елементів (по застарілої класифікації - елемент головної підгрупи III групи), третього періоду, з атомним номером 13. Позначається символом Al (лат. Aluminium). Відноситься до групи легких металів. Найбільш поширений метал і третій за поширеністю хімічний елемент в земній корі (після кисню і кремнію). проста речовина алюміній- легкий парамагнетичний метал сріблясто-білого кольору, що легко піддається формуванню, лиття, механічної обробки. Алюміній має високу тепло- і електропровідністю, стійкістю до корозії за рахунок швидкого освіти міцних оксидних плівок, що захищають поверхню від подальшої взаємодії.

Історія

Вперше алюміній був отриманий датським фізиком Гансом Ерстед в 1825 році дією амальгами калію на хлорид алюмінію з наступною відгоном ртуті. Назва елемента утворено від лат. alumen- галун. До відкриття промислового способу отримання алюмінію цей метал був дорожче золота. У 1889 р британці, бажаючи вшанувати багатим подарунком великого російського хіміка Д. І. Менделєєва, подарували йому ваги з золота і алюмінію.

отримання

Алюміній утворює міцну хімічний зв'язок з киснем. У порівнянні з іншими металами, відновлення алюмінію з руди більш складно у зв'язку з його високою реакційною здатністю і з високою температурою плавлення більшості його руд (таких, як боксити). Пряме відновлення вуглецем застосовуватися не може, тому що відновлювальна здатність алюмінію вище, ніж у вуглецю. Можливо непряме відновлення з отриманням проміжного продукту Al4C3, який піддається розкладанню при 1900-2000 ° С з утворенням алюмінію. Цей спосіб знаходиться в розробці, але є більш вигідним, ніж процес Холла-Еру, так як вимагає менших енерговитрат і приводить до утворення меншої кількості CO2. сучасний методотримання, процес Холла-Еру був розроблений незалежно американцем Чарльзом Холом і французом Полем Еру в 1886 році. Він полягає в розчиненні оксиду алюмінію Al2O3 в розплаві кріоліту Na3AlF6 з подальшим електролізом з використанням витрачаються коксових або графітових анодних електродів. Такий метод отримання вимагає дуже великих витрат електроенергії, і тому отримав промислове застосування тільки в XX столітті. Для виробництва 1000 кг чорнового алюмінію потрібно 1920 кг глинозему, 65 кг кріоліту, 35 кг фториду алюмінію, 600 кг анодних графітових електродів і близько 17 МВт · год електроенергії (~ 61 ГДж). Лабораторний спосіб отримання алюмінію запропонував Фрідріх Велер в 1827 році відновленням металевим калієм безводного хлориду алюмінію (реакція протікає при нагріванні без доступу повітря):

AlCl3 + 3K → 3KCl + Al (displaystyle (mathsf (AlCl_ (3) + 3Krightarrow 3KCl + Al)))

Фізичні властивості

Мікроструктура алюмінію на протравленою поверхні злитка, чистотою 99,9998%, розмір видимого сектора близько 55 × 37 мм

Метал сріблясто-білого кольору, легкий
щільність - 2712 кг / м³
температура плавлення у технического алюминия - 658 ° C, у алюмінію високої чистоти - 660 ° C
теплота плавлення - 390 кДж / кг
температура кипіння - 2500 ° C
питома теплота випаровування - 10,53 МДж / кг
Питома теплоємність - 897 Дж / кг · K
тимчасовий опір литого алюмінію - 10-12 кг / мм, що деформується - 18-25 кг / мм, сплавів - 38-42 кг / мм
Твердість по Брінеллю - 24 ... 32 кгс / мм
висока пластичність: у технічного - 35%, у чистого - 50%, прокочується в тонкий лист і навіть фольгу
Модуль Юнга - 70 ГПа
Алюміній має високу електропровідність (37 · 106 См / м) і теплопровідністю (203,5 Вт / (м · К)), 65% від електропровідності міді, має високу світловідбивними здатністю.
Слабкий парамагнетик.
Температурний коефіцієнт лінійного розширення 24,58 · 10-6 К-1 (20 ... 200 ° C).
Питомий опір 0,0262..0,0295 Ом · мм² / м
Температурний коефіцієнт електричного опору 4,3 · 10-3 K-1. Алюміній переходить в надпровідний стан при температурі 1,2 Кельвіна.

Алюміній утворює сплави майже з усіма металами. Найбільш відомі сплави з міддю і магнієм (дюралюміній) і кремнієм (силумін).

Знаходження в природі

поширеність

За поширеністю в земній корі займає 1-е місце серед металів і 3-е місце серед елементів, поступаючись тільки кисню і кремнію. Масова концентрація алюмінію в земній корі, за даними різних дослідників, оцінюється від 7,45 до 8,14%.

Природні сполуки алюмінію

У природі алюміній, в зв'язку з високою хімічною активністю, зустрічається майже виключно у вигляді сполук. Деякі з природних мінералів алюмінію:

Боксити - Al2O3 · H2O (з домішками SiO2, Fe2O3, CaCO3)
Нефелін - KNa34
Алуніти - (Na, K) 2SO4 · Al2 (SO4) 3 · 4Al (OH) 3
Глинозем (суміші каолінів з піском SiO2, вапняком CaCO3, магнезитом MgCO3)
Корунд (сапфір, рубін, наждак) - Al2O3
Польові шпати - (K, Na) 2O · Al2O3 · 6SiO2, Ca
Каолініт - Al2O3 · 2SiO2 · 2H2O
Берил (смарагд, аквамарин) - 3ВеО · Al2О3 · 6SiO2
Хризоберилл (олександрит) - BeAl2O4.

Проте, в деяких специфічних відновлювальних умовах (жерла вулканів) знайдені невелику кількість самородного металевого алюмінію. У природних водах алюміній міститься у вигляді малотоксичних хімічних сполук, наприклад, фториду алюмінію. Вид катіона або аніона залежить, в першу чергу, від кислотності водного середовища. Концентрації алюмінію у водоймах Росії коливаються від 0,001 до 10 мг / л. У морській воді його концентрація 0,01 мг / л.

ізотопи алюмінію

Природний алюміній складається практично повністю з єдиного стабільного ізотопу 27Al з незначними слідами 26Al, найбільш довгоживучих радіоактивного ізотопу з періодом напіврозпаду 720 тис. Років, що утворюється в атмосфері при розщепленні ядер аргону 40Ar протонами космічних променів з високими енергіями.

Хімічні властивості

При нормальних умовах алюміній покритий тонкою і міцною оксидною плівкою і тому не реагує з класичними окислювачами: з H2O, O2, HNO3 (без нагрівання), H2SO4, але реагує з HCl. Завдяки цьому алюміній практично не схильний до корозії і тому широко затребуваний сучасною промисловістю. Однак при руйнуванні оксидної плівки (наприклад, при контакті з розчинами солей амонію NH +, гарячими лугами або в результаті амальгамирования), алюміній виступає як активний метал-відновник. Не допустити утворення оксидної плівки можна, додаючи до алюмінію такі метали, як галій, індій або олово. При цьому поверхня алюмінію змочують легкоплавкіевтектики на основі цих металів. Легко реагує з простими речовинами:

з киснем, утворюючи оксид алюмінію:

4Al + 3O2 → 2Al2O3 (displaystyle (mathsf (4Al + 3O_ (2) rightarrow 2Al_ (2) O_ (3))))

з галогенами (крім фтору), утворюючи хлорид, бромід або йодид алюмінію:

2Al + 3Hal2 → 2AlHal3 (Hal = Cl, Br, I) (displaystyle (mathsf (2Al + 3Hal_ (2) rightarrow 2AlHal_ (3) (Hal = Cl, Br, I))))

з іншими неметалами реагує при нагріванні:

зі фтором, утворюючи фторид алюмінію:

2Al + 3F2 → 2AlF3 (displaystyle (mathsf (2Al + 3F_ (2) rightarrow 2AlF_ (3))))

з сіркою, утворюючи сульфід алюмінію:

2Al + 3S → Al2S3 (displaystyle (mathsf (2Al + 3Srightarrow Al_ (2) S_ (3))))

з азотом, утворюючи нітрид алюмінію:

2Al + N2 → 2AlN (displaystyle (mathsf (2Al + N_ (2) rightarrow 2AlN)))

з вуглецем, утворюючи карбід алюмінію:

4Al + 3C → Al4C3 (displaystyle (mathsf (4Al + 3Crightarrow Al_ (4) C_ (3))))

Сульфід і карбід алюмінію повністю гідролізуються: Al2S3 + 6H2O → 2Al (OH) 3 + 3H2S (displaystyle (mathsf (Al_ (2) S_ (3) + 6H_ (2) Orightarrow 2Al (OH) _ (3) + 3H_ (2) S))) Al4C3 + 12H2O → 4Al (OH) 3 + 3CH4 (displaystyle (mathsf (Al_ (4) C_ (3) + 12H_ (2) Orightarrow 4Al (OH) _ (3) + 3CH_ (4)))) зі складними речовинами:

з водою (після видалення захисної оксидної плівки, наприклад, амальгамуванням або розчинами гарячої лугу):

2Al + 6H2O → 2Al (OH) 3 + 3H2 (displaystyle (mathsf (2Al + 6H_ (2) Orightarrow 2Al (OH) _ (3) + 3H_ (2))))

з лугами (з утворенням тетрагідроксоалюмінатов та інших алюмінатів):

2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na + 3H2 (displaystyle (mathsf (2Al + 2NaOH + 6H_ (2) Orightarrow 2Na + 3H_ (2)))) 2Al + 6NaOH → 2Na3AlO3 + 3H2 (displaystyle (mathsf (2Al + 6NaOHrightarrow 2Na_ (3 ) AlO_ (3) + 3H_ (2))))

Легко розчиняється в соляній і розведеної сірчаної кислотах:

2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 (displaystyle (mathsf (2Al + 6HClrightarrow 2AlCl_ (3) + 3H_ (2)))) 2Al + 3H2SO4 → Al2 (SO4) 3 + 3H2 (displaystyle (mathsf (2Al + 3H_ (2) SO_ (4) rightarrow Al_ (2) (SO_ (4)) _ (3) + 3H_ (2))))

При нагріванні розчиняється в кислотах - окислювачах, що утворюють розчинні солі алюмінію:

8Al + 15H2SO4 → 4Al2 (SO4) 3 + 3H2S + 12H2O (displaystyle (mathsf (8Al + 15H_ (2) SO_ (4) rightarrow 4Al_ (2) (SO_ (4)) _ (3) + 3H_ (2) S + 12H_ (2) O))) Al + 6HNO3 → Al (NO3) 3 + 3NO2 + 3H2O (displaystyle (mathsf (Al + 6HNO_ (3) rightarrow Al (NO_ (3)) _ (3) + 3NO_ (2) + 3H_ (2) O)))

відновлює метали з їх оксидів (Алюмінотермія):

8Al + 3Fe3O4 → 4Al2O3 + 9Fe (displaystyle (mathsf (8Al + 3Fe_ (3) O_ (4) rightarrow 4Al_ (2) O_ (3) + 9Fe))) 2Al + Cr2O3 → Al2O3 + 2Cr (displaystyle (mathsf (2Al + Cr_ (2) O_ (3) rightarrow Al_ (2) O_ (3) + 2Cr)))

Виробництво і ринок

Виробництво алюмінію в мільйонах тонн Достовірних відомостей про отримання алюмінію до XIX століття, немає. (Зустрічається іноді з посиланням на «Природну історію» Плінія твердження, що алюміній був відомий за часів імператора Тиберія, засноване на невірному тлумаченні джерела). У 1825 році, датський фізик Ганс Християн Ерстед отримав кілька міліграмів металевого алюмінію, а в 1827 році Фрідріх Велер зміг виділити крупинки алюмінію, які, проте, на повітрі негайно покривалися найтоншої плівкоюоксиду алюмінію. До кінця XIX століття алюміній в промислових масштабах не проводився. Тільки в 1854 році Анрі Сент-Клер Девіль (його дослідження фінансував Наполеон III, розраховуючи, що алюміній стане в нагоді його армії) винайшов перший спосіб промислового виробництва алюмінію, заснований на витіснення алюмінію металевим натрієм з подвійного хлориду натрію і алюмінію NaCl · AlCl3. У 1855 році був отриманий перший злиток металу масою 6-8 кг. За 36 років застосування, з 1855 по 1890 рік, способом Сент-Клер Девіль було отримано 200 тонн металевого алюмінію. У 1856 році він же отримав алюміній електролізом розплаву хлориду натрію-алюмінію. У 1885 році був побудований завод з виробництва алюмінію в німецькому місті Гмелінгеме, що працює за технологією, запропонованою Миколою Бекетовим. Технологія Бекетова мало чим відрізнялася від способу Девіль, але була простіше і полягала у взаємодії між кріоліту (Na3AlF6) і магнієм. За п'ять років на цьому заводі було отримано близько 58 т алюмінію - більше чверті всього світового виробництва металу хімічним шляхом в період з 1854 по 1890 рік. Метод, винайдений майже одночасно Чарльзом Холом в США і Полем Еру у Франції (1886 рік) і заснований на отриманні алюмінію електролізом глинозему, розчиненого в розплавленому кріоліті, поклав початок сучасному способу виробництва алюмінію. З тих пір, в зв'язку з поліпшенням електротехніки, виробництво алюмінію удосконалювалося. Помітний внесок у розвиток виробництва глинозему внесли російські вчені К. І. Байєр, Д. А. Пеняк, А. Н. Кузнецов, Е. І. Жуковський, А. А. Яковкин і ін. Перший алюмінієвий завод в Росії був побудований в 1932 році в місті Волхов. Металургійна промисловість СРСР в 1939 році виробляла 47,7 тис. Тонн алюмінію, ще 2,2 тис. Тонн імпортувалося. друга світова війназначно стимулювала виробництво алюмінію. Так, в 1939 році загальносвітове його виробництво, без урахування СРСР, становила 620 тис. Т, але вже до 1943 року зросла до 1,9 млн т. До 1956 року в світі вироблялося 3,4 млн т первинного алюмінію, в 1965 році - 5,4 млн т, в 1980 році - 16,1 млн т, в 1990 році - 18 млн т. у 2007 році в світі було вироблено 38 млн т первинного алюмінію, а в 2008 - 39,7 млн т. Лідерами виробництва були :

КНР КНР (у 2007 році на присутніх справив 12,60 млн т, а в 2008 - 13,50 млн т)
Росія Росія (3,96 / 4,20)
Канада Канада (3,09 / 3,10)
США США (2,55 / 2,64)
Австралія Австралія (1,96 / 1,96)
Бразилія Бразилія (1,66 / 1,66)
Індія (1,22 / 1,30)
Норвегія Норвегія (1,30 / 1,10)
ОАЕ ОАЕ (0,89 / 0,92)
Бахрейн Бахрейн (0,87 / 0,87)
ПАР ПАР (0,90 / 0,85)
Ісландія Ісландія (0,40 / 0,79)
Німеччина Німеччина (0,55 / 0,59)
Венесуела Венесуела (0,61 / 0,55)
Мозамбік Мозамбік (0,56 / 0,55)
Таджикистан Таджикистан (0,42 / 0,42)

У 2016 році було вироблено 59 млн тонн алюмінію На світовому ринку, запас 2,224 млн т., А середньодобове виробництво 128,6 тис. Т. (2013.7). У Росії монополістом з виробництва алюмінію є компанія «Російський алюміній», на яку припадає близько 13% світового ринку алюмінію і 16% глинозему. Світові запаси бокситів практично безмежні, тобто неспівмірні з динамікою попиту. Існуючі потужності можуть виробляти до 44,3 млн т первинного алюмінію в рік. Слід також враховувати, що в майбутньому деякі з застосувань алюмінію можуть бути переорієнтовані на використання, наприклад, композитних матеріалів. Ціни на алюміній (на торгах міжнародних сировинних бірж) з 2007 по 2015 роки становили в середньому 1253-3291 доларів за тонну.

застосування

Широко застосовується як конструкційний матеріал. Основні переваги алюмінію в цій якості - легкість, податливість штампуванні, корозійна стійкість (на повітрі алюміній миттєво покривається міцною плівкою Al2O3, яка перешкоджає його подальшому окисленню), висока теплопровідність, неотруйні його з'єднань. Зокрема, ці властивості зробили алюміній надзвичайно популярним при виробництві кухонного посуду, алюмінієвої фольги в харчової промисловостіі для упаковки. Перші ж три властивості зробили алюміній основною сировиною в авіаційній і авіакосмічній промисловості (в Останнім часомповільно витісняється композитними матеріалами, в першу чергу, углеволокном). Основний недолік алюмінію як конструкційного матеріалу - мала міцність, тому для зміцнення його зазвичай сплавляють з невеликою кількістю міді і магнію (сплав називається дюралюміній). Електропровідність алюмінію всього в 1,7 рази менше, ніж у міді, при цьому алюміній приблизно в 4 рази дешевше за кілограм, але, за рахунок в 3,3 рази меншої щільності, для отримання рівного опору його потрібно приблизно в 2 рази менше за вагою . Тому він широко застосовується в електротехніці для виготовлення проводів, їх екранування і навіть в мікроелектроніці при напиленні провідників на поверхні кристалів мікросхем. Меншу електропровідність алюмінію (3,7 · 107 См / м) в порівнянні з міддю (5,84 · 107 См / м), для збереження однакового електричного опору, компенсують збільшенням площі перетину алюмінієвих провідників. Недоліком алюмінію як електротехнічного матеріалу є утворення на його поверхні міцної діелектричної оксидної плівки, що утрудняє пайку і за рахунок погіршення контактного опору викликає підвищене нагрівання в місцях електричних з'єднань, що, в свою чергу, негативно позначається на надійності електричного контакту і стані ізоляції. Тому, зокрема, 7-а редакція Правил улаштування електроустановок, прийнята у 2002 році, забороняє використовувати алюмінієві провідники перерізом менше 16 мм ².

Завдяки комплексу властивостей широко поширений в тепловому обладнанні.
Алюміній і його сплави не купують крихкість при наднизьких температурах. Завдяки цьому він широко використовується в кріогенної техніки. Однак відомий випадок придбання крихкості кріогенними трубами з алюмінієвого сплаву через їх гнучкі на мідних керна при розробці РН Енергія.
Високий коефіцієнт відображення в поєднанні з дешевизною і легкістю вакуумного напилення робить алюміній оптимальним матеріалом для виготовлення дзеркал.
У виробництві будівельних матеріалів як газообразующую агент.
Алітуванням надають корозійну і окалиностойкость сталевим і інших сплавів, наприклад, клапанів поршневих ДВС, лопаток турбін, нафтовим платформам, Теплообмінної апаратурі, а також замінюють цинкування.
Сульфід алюмінію використовується для виробництва сірководню.
Йдуть дослідження з розробки пінистого алюмінію як особливо міцного і легкого матеріалу.

В якості відновника

Як компонент терміту, сумішей для алюмотермії.
У піротехніці.
Алюміній застосовують для відновлення рідкісних металів з їх оксидів або галогенідів.
Обмежено застосовується як протектор при анодної захисту.

Сплави на основі алюмінію

В якості конструкційного матеріалу зазвичай використовують не чистий алюміній, а різні сплави на його основі. Позначення серій сплавів в даній статті приведена для США (стандарт H35.1 ANSI) і згідно з ГОСТ Росії. У Росії основні стандарти - це ГОСТ 1 583 «Алюміній сплави. Технічні умови »і ГОСТ 4784« Алюміній і сплави алюмінієві деформуючі. Марки ». Існує також UNS маркування та міжнародний стандарталюмінієвих сплавів і їх маркування ISO R209 b.

Алюмінієво-магнієві Al-Mg (ANSI: серія 5ххх у сплавів, що деформуються і 5xx.x у сплавів для виробів фасонного лиття; ГОСТ: Амг). Сплави системи Al-Mg характеризуються поєднанням задовільною міцності, хорошою пластичності, дуже хорошою зварюваності і корозійної стійкості. Крім того, ці сплави відрізняються високою вібростійкістю.

У сплавах цієї системи, що містять до 6% Mg, утворюється евтектична система з'єднання Al3Mg2 c твердим розчином на основі алюмінію. Найбільш широке поширення в промисловості отримали сплави з вмістом магнію від 1 до 5%. Зростання вмісту Mg в сплаві істотно збільшує його міцність. Кожен відсоток магнію підвищує межу міцності сплаву на 30 МПа, а межа плинності - на 20 МПа. При цьому відносне подовження зменшується незначно і перебуває в межах 30-35%. Сплави з вмістом магнію до 3% (по масі) структурно стабільні при кімнатній і підвищеній температурі навіть в значно нагартованной стані. З ростом концентрації магнію в нагартованной стані структура сплаву стає нестабільною. Крім того, збільшення вмісту магнію понад 6% призводить до погіршення корозійної стійкості сплаву. Для поліпшення міцності сплави системи Al-Mg легируют хромом, марганцем, титаном, кремнієм або ванадієм. Попадання в сплави цієї системи міді і заліза намагаються уникати, оскільки вони знижують їх корозійну стійкість і зварюваність.

Алюмінієво-марганцеві Al-Mn (ANSI: серія 3ххх; ГОСТ: АМц). Сплави цієї системи мають гарну міцність, пластичність і технологічністю, високу корозійну стійкість і гарну зварюваність.

Основними домішками в сплавах системи Al-Mn є залізо і кремній. Обидва ці елементи зменшують розчинність марганцю в алюмінії. Для отримання дрібнозернистої структури сплави цієї системи легируют титаном. Присутність достатньої кількості марганцю забезпечує стабільність структури нагартована металу при кімнатній і підвищеній температурах.

Алюмінієво-мідні Al-Cu (Al-Cu-Mg) (ANSI: серія 2ххх, 2xx.x; ГОСТ: АМ). Механічні властивості сплавів цієї системи в термоупрочнение стані досягають, а іноді і перевищують, механічні властивості низьковуглецевих сталей. Ці сплави високотехнологічні. Однак у них є і істотний недолік - низький опір корозії, що призводить до необхідності використовувати захисні покриття.

Як легуючі добавок можуть застосовуватися марганець, кремній, залізо і магній. Причому найбільш сильний вплив на властивості сплаву надає останній: легування магнієм помітно підвищує межі міцності і текучості. Добавка кремнію в сплав підвищує його здатність до штучного старіння. Легування залізом і нікелем підвищує жароміцність сплавів другої серії. Нагартовка цих сплавів після гарту прискорює штучне старіння, а також підвищує міцність і опір корозії під напругою.

Сплави системи Al-Zn-Mg (Al-Zn-Mg-Cu) (ANSI: серія 7ххх, 7xx.x). Сплави цієї системи цінуються за дуже високу міцність і хорошу технологічність. Представник системи - сплав 7075 є найміцнішим з усіх алюмінієвих сплавів. Ефект такого високого зміцнення досягається завдяки високій розчинності цинку (70%) і магнію (17,4%) при підвищених температурах, різко зменшується при охолодженні.

Однак суттєвим недоліком цих сплавів є вкрай низька корозійна стійкість під напругою. Підвищити опір корозії сплавів під напругою можна легированием міддю. Не можна не відзначити відкритої в 60-і роки закономірності: присутність літію в сплавах уповільнює природне і прискорює штучне старіння. Крім цього, присутність літію зменшує питома вага сплаву і істотно підвищує його модуль пружності. В результаті цього відкриття були розроблені нові системи сплавів Al-Mg-Li, Al-Cu-Li і Al-Mg-Cu-Li.

Алюмінієво-кремнієві сплави (силуміни) найкраще підходять для лиття. З них часто відливають корпусу різних механізмів.
Комплексні сплави на основі алюмінію: Авіаль.

Алюміній як добавка в інші сплави

Алюміній є важливим компонентом багатьох сплавів. Наприклад, в алюмінієвих бронзах основні компоненти - мідь і алюміній. У магнієвих сплавах в якості добавки найчастіше використовується алюміній. Для виготовлення спіралей в електронагрівальних приладах використовують (поряд з іншими сплавами) фехраль (Fe, Cr, Al). Добавка алюмінію в так звані «автоматні стали» полегшує їх обробку, даючи чітке обламування готової деталі з прутка в кінці процесу.

Ювелірні вироби

Коли алюміній був дуже дорогий, з нього робили різноманітні ювелірні вироби. Так, Наполеон III замовив алюмінієві ґудзики, а Менделєєву в 1889 р були подаровані ваги з чашами з золота і алюмінію. Мода на ювелірні вироби з алюмінію відразу пройшла, коли з'явилися нові технології його отримання, у багато разів знизили собівартість. Зараз алюміній іноді використовують у виробництві біжутерії. В Японії алюміній використовується у виробництві традиційних прикрас, замінюючи срібло.

столове приладдя

За наказом Наполеона III були виготовлені алюмінієві столові прибори, які подавалися на урочистих обідах йому і найпочеснішим гостям. Інші гості при цьому користувалися приладами з золота і срібла. Потім столові прибори з алюмінію набули широкого поширення, з часом використання алюмінієвої кухонного начиння істотно знизилося, але і в даний час їх все ще можна побачити лише в деяких закладах громадського харчування- незважаючи на заяви деяких фахівців про шкідливість алюмінію для здоров'я людини. Крім того, такі прилади з часом втрачають привабливий вигляд через подряпини і форму через м'якість алюмінію. З алюмінію роблять посуд для армії: ложки, казанки, фляжки.

скловаріння

У стекловарении використовуються фторид, фосфат і оксид алюмінію.

Харчова промисловість

Алюміній зареєстрований в якості харчової добавки Е173.

Військова промисловість

Дешевизна і вага металу зумовили широке застосування у виробництві ручного стрілецької зброї, Зокрема автоматів і пістолетів.

Алюміній та його сполуки в ракетній техніці

Алюміній та його сполуки використовуються в якості високоефективного ракетного пального в двокомпонентних ракетних паливах і в якості пального компонента в твердих ракетних паливах. Наступні з'єднання алюмінію представляють найбільший практичний інтерес як ракетне пальне:

Порошковий алюміній як пальне в твердих ракетних паливах. Застосовується також у вигляді порошку і суспензій у вуглеводнях.
Гідрид алюмінію.
Боранат алюмінію.
Триметилалюмінію.
Тріетілалюміній.
Тріпропілалюміній.

Тріетілалюміній (зазвичай в суміші з тріетілбором) використовується також для хімічного запалювання (як пусковий пальне) в ракетних двигунах, так як він самозаймається в газоподібному кисні. Ракетні палива на основі гідриду алюмінію, в залежності від окислювача, мають такі характеристики:

Алюмоенергетіка

Алюмоенергетіка використовує алюміній як універсальний вторинний енергоносій. Його застосування в цій якості:

Окислення алюмінію у воді для виробництва водню і теплової енергії.
Окислення алюмінію киснем повітря для виробництва електроенергії в повітряно-алюмінієвих електрохімічних генераторах.

Алюміній у світовій культурі

У романі Н. Г. Чернишевського «Що робити?» (1862-1863) один з головних героїв описує в листі свій сон - бачення майбутнього, в якому люди живуть, відпочивають і працюють в багатоповерхових будівлях зі скла і алюмінію; з алюмінію виконані підлоги, стелі і меблі (за часів Н. Г. Чернишевського алюміній ще тільки починали відкривати).
Алюмінієві огірки - це образ і назва пісні Віктора Цоя 1987 року.

токсичність

Незважаючи на широку поширеність в природі, жодна жива істота не використовує алюміній в метаболізмі - це мертвий метал. Відрізняється незначним токсичною дією, але багато розчинні у воді неорганічні сполуки алюмінію зберігаються в розчиненому стані тривалий час і можуть надавати шкідливий впливна людину і теплокровних тварин через питну воду. Найбільш отруйні хлориди, нітрати, ацетати, сульфати та ін. Для людини токсична дія при попаданні всередину надають такі дози сполук алюмінію (мг / кг маси тіла):

ацетат алюмінію - 0,2-0,4;
гідроксид алюмінію - 3,7-7,3;
алюмінієві галун - 2,9.

В першу чергу діє на нервову систему(Накопичується в нервовій тканині, приводячи до важких розладів функції центральної нервової системи). Однак властивість нейротоксичності алюмінію стали вивчати з середини 1960-х років, так як накопичення металу в організмі людини перешкоджає механізм його виведення. У звичайних умовах з сечею може виділятися до 15 мг елемента в добу. Відповідно, найбільший негативний ефект спостерігається у людей з порушеною функцією нирок. Норматив вмісту алюмінію у воді господарсько-питного використання в Росії становить 0,2 мг / л. При цьому дана ГДК може бути збільшена до 0,5 мг / л головним державним санітарним лікарем по відповідній території для конкретної системи водопостачання. За деякими біологічним дослідженням, надходження алюмінію в організм людини було визнано фактором у розвитку хвороби Альцгеймера, але ці дослідження були пізніше розкритиковані, і висновок про зв'язок одного з іншим опровергался. З'єднання алюмінію також, можливо, стимулюють рак молочної залози при застосуванні антиперспірантів на основі хлориду алюмінію. Але наукових даних, що підтверджують це менше, ніж протилежних.

Див. також

анодування
оксидування
Алюміній. тринадцятий елемент
Міжнародний інститут алюмінію

Примітки

Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O'Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang-Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 року (IUPAC Technical Report) (англ.) // Pure and Applied Chemistry. - 2013. - Vol. 85, no. 5. - P. 1047-1078. - DOI: 10.1351 / PAC-REP-13-03-02.
Хімічна енциклопедія. У 5 т. / Редкол .: Кнунянц І. Л. (гл. Ред.). - М .: Радянська енциклопедія, 1988. - Т. 1. - С. 116. - 623 с. - 100 000 прим.
Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999 року, ISBN 3-7776-0736-3.
aluminium. Online Etymology Dictionary. Etymonline.com. Перевірено 3 червня 2010.
Фіалков, Ю.Дев'ятий знак. - М .: Детгиз, 1963. - С. 133.
Урок № 49. Алюміній.
Aluminum Recycling and Processing for Energy Conservation and Sustainability. - ASM International, 2007. - P. 198. - ISBN 0-87170-859-0.
Коротка хімічна енциклопедія. Т. 1 (А-Е). - М .: Радянська енциклопедія. Тисяча дев'ятсот шістьдесят одна.
Куренівський Н. В., Якушова А. Ф.Основи геології.
Олейников Б. В. та ін. Алюміній - новий мінерал класу самородних елементів // Записки ВМО. - 1984, ч. CXIII, вип. 2, с. 210-215. .
J.P. Riley and Skirrow G. Chemical Oceanography V. 1, 1965.
Основи водневої енергетики / Под ред. В. А. Мошнікова і Е. І. Терукова .. - СПб .: Изд-во СПбГЕТУ «ЛЕТІ», 2010. - 288 с. - ISBN 978-5-7629-1096-5.
Лидин Р. А., Молочко В. А., Андрєєва Л. Л.Реакції неорганічних речовин: довідник / За ред. Р. А. Лідіна. - 2-е изд., Перераб. і доп. - М .: Дрофа, 2007. - С. 16. - 637 с. - ISBN 978-5-358-01303-2.
Енциклопедія: коштовності, ювелірні вироби, ювелірні камені. Дорогоцінні метали. Дорогоцінний алюміній.
«Срібло» з глини.
MINERAL COMMODITY SUMMARIES 2009.
C34 Сучасний стансвітового і вітчизняного виробництваі споживання алюмінію
У світі зростають запаси алюмінію.
Виробництво первинного алюмінію в світі і в Росії.
Historical price graph for Aluminium. Перевірено 8 червня 2015.
Kitco - Base Metals - Industrial metals - Copper, Aluminum, Nickel, Zinc, Lead - Charts, Prices, Graphs, Quotes, Cu, Ni, Zn, Al, Pb.
Вплив легуючих елементів на властивості алюмінієвих сплавів.
Байков Д. І. та ін.Зварювати алюмінієві сплави. - Л .: Судпромгіз, 1959. - 236 с.
Факти про алюміній.
Штурмова гвинтівка Heckler-Koch HK416 (Німеччина) | Економічні вісті.
Tara Perfection D.O.O. - Safety you can depend on.
Сарнер С.Хімія ракетних палив = Propellant Chemistry / Пер. з англ. Е. П. Голубкова, В. К. Старкова, В. Н. Шеманіной; під ред. В. А. Ільїнського. - М .: Світ, 1969. - С. 111. - 488 с.
Жук А. З., Клейменов Б. В., Фортів В. Є., Шейндлін А. Е.Електромобіль на алюмінієвому паливі. - М: Наука, 2012. - 171 с. - ISBN 978-5-02-037984-8.
алюмінієві огірки
Shcherbatykh I., Carpenter D. O.(May 2007). The role of metals in the etiology of Alzheimer's disease // J. Alzheimers Dis. 11 (2): 191-205.
Rondeau V., Commenges D., Jacqmin-Gadda H., Dartigues J. F.(July 2000). Relation between aluminum concentrations in drinking water and Alzheimer's disease: an 8-year follow-up study // Am. J. Epidemiol. 152 (1): 59-66.
Rondeau V.(2002). A review of epidemiologic studies on aluminum and silica in relation to Alzheimer's disease and associated disorders // Rev. Environ. Health 17 (2): 107-121.
Martyn C. N., Coggon D. N., Inskip H., Lacey R. F., Young W. F.(May 1997). Aluminum concentrations in drinking water and risk of Alzheimer's disease // Epidemiology 8 (3): 281-286.
Graves A. B., Rosner D., Echeverria D., Mortimer J. A., Larson E. B.(September 1998). Occupational exposures to solvents and aluminium and estimated risk of Alzheimer's disease // Occup. Environ. Med. 55 (9): 627-633.
Antiperspirants / Deodorants and Breast Cancer.
aluminum chloride hexahydrate.

посилання

алюміній // енциклопедичний словникБрокгауза і Ефрона: в 86 т. (82 т. І 4 доп.). - СПб., 1890-1907.
Алюміній на Webelements
Алюміній в Популярною бібліотеці хімічних елементів
Алюміній в родовищах
Історія, виробництво і способи використання алюмінію
Алексєєв А. І., Валов М. Ю., Юзвяк З.Критерії якості водних систем: Навчальний посібник. - СПб: Хіміздат, 2002. ISBN 5-93808-043-6
ГН 2.1.5.1315-03 Гранично-допустимі концентрації (ГДК) хімічних речовин у воді водних об'єктів господарсько-питного та культурно-побутового водокористування.
ГОСТ Р 55375-2012. Алюміній первинний і сплави на його основі. марки
Документальний фільм «Алюміній»

Eu, Sm, Li, Cs, Rb, K, Ra, Ba, Sr, Ca, Na, Ac, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Gd, Tb, Mg, Y, Dy, Am, Ho, Er, Tm, Lu, Sc, Pu,
Th, Np, U, Hf, Be, Al, Ti, Zr, Yb, Mn, V, Nb, Pa, Cr, Zn, Ga, Fe, Cd, In, Tl, Co, Ni, Te, Mo, Sn, Pb, H2,
W, Sb, Bi, Ge, Re, Cu, Tc, Te, Rh, Po, Hg, Ag, Pd, Os, Ir, Pt, Au

Алюміній є одним з найпопулярніших і затребуваних металів. В який тільки галузі його не додають до складу тих чи інших предметів. Починаючи від приладобудування і закінчуючи авіацією. Властивості цього легкого, гнучкого і непоступливого для корозії металу припали до смаку дуже багатьом галузям виробництва.

Сам алюміній (досить активний метал) в чистому вигляді в природі практично не зустрічається і його добувають з глинозему, хімічна формулаякого - Al 2 O 3. А ось прямим шляхом до отримання глинозему є, в свою чергу, алюмінієва руда.

Відмінності по насиченості

В основі своїй гідними згадки є лише три види руд, з якими потрібно працювати, якщо ви займаєтеся здобиччю алюмінію. Так, даний хімічний елемент дуже і дуже поширений, і його можна знайти також в інших з'єднаннях (їх налічують близько двох з половиною сотень). Однак, найбільш рентабельною, в силу досить високої концентрації, видобуток буде саме з бокситів, алунитов і нефелинов.

Нефелін є лужним освітою, що з'явилися внаслідок високої температури магми. З однієї одиниці даної руди вийде до 25% глинозему, як основної сировини. Однак, ця руда алюмінію вважається найбільш бідної для видобувачів. Всі з'єднання, що містять в собі глинозем в ще менших кількостях, ніж мають нефеліни - свідомо визнані нерентабельними.

Алуніти утворилися при вулканічній, а також гідротермальної активностях. Вони в собі містять до 40% такого необхідного глинозему, будучи «золотою серединою» в нашій трійці руд.

І перше місце, з рекордним вмістом оксиду алюмінію у вигляді п'ятдесяти відсотків і більше, отримують боксити! Вони по праву вважаються основним джерелом глинозему. Однак, стосовно їх походження вчені до цих пір не можуть прийти до єдино вірного рішення.

Чи то вони перекочували з початкового місця походження і відклалися після того, як вивітрилися стародавні породи, то чи вийшли осадом після того, як розчинилися деякі вапняки, або ж взагалі стали підсумком розпаду солей заліза, алюмінію і титану, випавши осадом. Загалом, походження все ще невідомо. Але те, що боксити - найприбутковіші, це вже точно.

Способи добування алюмінію

Видобувають необхідні руди двома способами.

У плані відкритого способу видобутку в родовищах алюмінію звітного Al 2 O 3, три основних руди діляться на дві групи.

Боксити і нефеліни, як структури з більш високою щільністю, зрізаються фрезерним методом за допомогою кар'єрного комбайна. Звичайно, все залежить від виробника і моделі машини, але, в середньому, вона здатна знімати до 60 сантиметрів породи за раз. Після повного проходу одного шару робиться так звана полку. Такий метод сприяє безпечному перебуванню на своєму місці оператора комбайна. У разі обвалу і ходова частина, і кабіна з оператором знаходитимуться в безпеці.

У другій групі знаходяться алуніти, які, в силу пухкості, добувають кар'єрні екскаватори з подальшою вивантаженням на самоскиди.

Радикально іншим способом є пробивання шахти. Тут принцип видобутку йде таким же, як і в вугільному промислі. До речі, найглибшої шахтою алюмінію в Росії є та, що розташована на Уралі. Глибина шахти становить 1550м.!

Обробка отриманої руди

Далі, незалежно від обраного способу видобутку, отримані корисні копалини відправляються в цеху для переробки, де спеціальні дробильні апарати розіб'ють мінерали на фракції, розміром приблизно під 110 міліметрів.

Наступним етапом йде отримання додаткових хім. добавок і транспортування до подальшого етапу, яким є спікання породи в печах.

Пройшовши декомпозицію і отримавши на виході з неї алюмінатних пульпу, ми відправимо пульпу на поділ і осушення її від рідини.

На фінальному етапі те, що вийшло, піддається очищенню від лугів і знову відправляється в печі. Цього разу - на прогартовування. Фіналом всіх дій стане той самий сухий глинозем, який потрібен для отримання алюмінію через гідроліз.

Нехай пробивання шахти і вважається більш важким способом, але воно несе меншої шкоди навколишньому середовищу, ніж відкритий спосіб. Якщо ви за екологію - ви знаєте, що вибрати.

Видобуток алюмінію в світі

В даному пункті можна сказати, що показники зі взаємодії з алюмінієм у всьому світі поділяються на два списки. У першому списку виявляться країни, які володіють найбільшими природними запасами алюмінію, але, можливо, не всі з цих багатств встигають обробляти. А в другому списку якраз знаходяться світові лідери за безпосередньою видобутку алюмінієвої руди.

Отже, в плані природних (хоч і не скрізь, поки що, реалізованих) багатств ситуація так:

Гвінея
Бразилія
Ямайка
Австралія
Індія

Ці країни, можна сказати, мають переважною більшістю Al 2 O 3 в світі. На їх частку припадає 73 відсотки в сумі. Решта запаси розкидані по всій земній кулі не в таких щедрих кількостях. Гвінея, що розташована в Африці, в глобальному сенсі - найбільше родовище алюмінієвих руд в світі. Вона «відхопила» 28%, що навіть більше чверті від загальносвітових покладів даного корисних копалин.

А ось так йдуть справи з процесами видобутку алюмінієвої руди:

Китай - на першому місці і видобуває 86,5 млн. Тонн;
Австралія - країна дивовижних тварин зі своїми 81,7млн. тонн на другому місці;
Бразилія - 30,7 млн. Тонн;
Гвінея, будучи лідером по запасам, в плані видобутку лише на четвертому місці - 19,7 млн. Тонн;
Індія - 14,9 млн. Тонн.

Також до цього списку можна додати Ямайку, здатну добути 9,7 млн. Тонн і Росію, з її показником в 6,6 млн. Тонн.

Алюміній в Росії

Що стосується видобутку алюмінію в Росії, похвалитися певними показниками можуть лише Ленінградська область і, звичайно ж, Урал, як справжня комора корисних копалин. Основний спосіб видобутку - шахтний. Їм добувають чотири п'ятих всієї руди країни. В цілому, на території Федерації є понад чотири десятки родовищ нефелинов і бокситів, ресурсу яких точно вистачить навіть нашим праправнукам.

Однак, Росія також займається і ввезенням глинозему з інших країн. Все тому, що місцеві речовини (наприклад, родовище Червона Шапочка в Свердловській області) містять в собі лише половину глинозему. Тоді як китайські або італійські породи насичені Al 2 O 3 на шістдесят і більше відсотків.

Озираючись на деякі складності з видобутком алюмінію в Росії, має сенс задуматися про виробництво вторинного алюмінію, як це зробили Великобританія, Німеччина, США, Франція і Японія.

застосування алюмінію

Як ми вже обговорювали на початку статті, спектр застосування алюмінію та його сполук вкрай широкий. Навіть на етапах вилучення з породи він вкрай корисний. У самій руді, наприклад, знаходяться в малій кількості і інші метали, на кшталт ванадію, титану і хрому, корисні для процесів легування стали. На етапі глинозему теж є користь, адже глинозем використовується в чорній металургії в ролі флюсу.

Сам метал використовують у виробництві теплового обладнання, кріогенної техніки, бере участь у створенні ряду сплавів в металургії, присутній в скляної промисловості, ракетній техніці, авіації і навіть в харчовій промисловості, як добавка Е173.

Так що, напевно ясно тільки одне. Протягом ще багатьох років потреба людства в алюмінії, як і в його з'єднаннях, не згасне. Що, відповідно, говорить виключно про зростання обсягів його видобутку.

Промислове значення алюмінію

Алюмінієва руда - це природна сировина, з якого отримують В основному його добувають з бокситів, які містять оксиди алюмінію (глинозем) у якомога більшій кількості - від 28 до 80%. Інші породи - алунітовие, нефелінові і нефелин апатитові також використовуються в якості сировини для отримання алюмінію, але вони мають гіршу якість і містять значно менше глинозему.

Щоб зрозуміти, яке значення має алюміній для людства, досить придивитися до побутовим речам, які ми повсякденно використовуємо. Дуже багато побутові предмети виготовлені з алюмінію: це деталі для електроприладів (холодильника, пральної машини і т. Д.), Посуд, спортивний інвентар, сувеніри, елементи інтер'єру. Алюміній часто застосовується для виробництва різних видів тари і упаковки. Наприклад, консервних банок або одноразових ємностей з фольги.

Типи алюмінієвих руд

бокситний руда

Фізичні властивості алюмінієвої руди:

непрозорий мінерал червоного і сірого кольору різних відтінків;
твердість найміцніших зразків становить 6 по мінералогічною шкалою;
щільність бокситів в залежності від хімічного складу коливається в межах 2900-3500 кг / м³.

Як утворюється бокситний алюмінієва руда

Залежно від складу природообразующих елементів розрізняють три групи бокситний руд:

Моногідрат боксити - містять глинозем в одноводного формі.
Трігідратние - такі мінерали складаються з глинозему в трехводной формі.
Змішані - ця група включає в поєднанні попередні алюмінієві руди.

Алунітовие руди

нефелін

перший сорт - 60-90% нефелина; він містить більше 25% глинозему; переробка здійснюється методом спікання;
другий сорт - 40-60% нефелина, кількість глинозему трохи нижче - 22-25%; під час переробки потрібно збагачення;
третій сорт - нефелінові мінерали, які не представляють ніякої промислової цінності.

Світовий видобуток алюмінієвих руд

Вперше алюмінієву руду видобули в першій половині XIX століття на південному сході Франції, біля містечка Бокс. Звідси і походить назва бокситів. Спочатку ця розвивалася повільними темпами. Але коли людство оцінило, яка алюмінієва руда корисна для виробництва, сфери застосування алюмінію істотно розширилися. Багато країн почали пошуки на своїх територіях родовища покладів. Таким чином, світовий видобуток алюмінієвих руд стала поступово зростати. Підтвердженням цього факту є цифри. Так, якщо в 1913 році загальносвітовий обсяг видобутої руди становив 540 тис. Тонн, то в 2014 році - понад 180 млн тонн.

Також поступово зростала кількість країн, які видобувають алюмінієву руду. На сьогоднішній день їх налічується близько 30. Але протягом останніх 100 років провідні країни і регіони постійно змінювалися. Так, на початку XX століття світовими лідерами з видобутку алюмінієвої руди і її виробництві були Північна Америка та Західна Європа. На ці два регіони припадало близько 98% загальносвітового видобутку. Через кілька десятків років за кількісними показниками алюмінієвої промисловості лідерами стали Латинська Америка і Радянський Союз. І вже в 1950-1960-х роках лідером за розміром видобутку стала Латинська Америка. А в 1980-1990-х рр. стався стрімкий прорив в алюмінієвій і Африки. У сучасній світовій тенденції основними країнами-лідерами з видобутку алюмінію є Австралія, Бразилія, Китай, Гвінея, Ямайка, Індія, Росія, Суринам, Венесуела і Греція.

Родовища руди в Росії

У сучасній промисловості найбільшу популярність здобула алюмінієва руда. Алюміній є найпоширеніший метал з усіх, що існують на сьогоднішній день, металів на землі. Крім того, йому належить третє місце в рейтингу за чисельністю покладів в надрах Землі. Також, алюміній є і найлегшим металом. Алюмінієвої рудою називається гірська порода, що служить матеріалом, з якого і відбувається отримання металу. Алюміній володіє певними хімічними і фізичними властивостями, які дозволяють адаптувати його застосування до абсолютно різним областям людської діяльності. Таким чином, алюміній знайшов своє широке застосування в таких галузях, як машинобудування, автомобілебудування, будівництво, при виробництві різної тари і упаковки, електротехніки, інших споживчих товарів. Практично кожен побутовий прилад, щодня використовується людиною, в тій або іншій кількості містить в собі алюміній.

Боксити представляють собою непрозору гірську породу, що має червоний або сірий колір. Найміцніші бокситний зразки за мінералогічною шкалою оцінюються в 6 балів. Вони бувають різної щільності від 2900 до 3500 кг / м3, яка безпосередньо залежить від хімічного складу.

Бокситний руди відрізняються своїм складним хімічним складом, до якого входять гідроксиди алюмінію, оксиди заліза і кремнію, а також від 40% до 60% глинозему, що є основною сировиною для отримання алюмінію. Варто сказати, що екваторіальний і тропічний земні пояса є основною місцевістю, яка славиться покладами бокситний руди.

Для зародження бокситів необхідна участь декількох компонентів, серед яких одноводного гідрат глинозему, беміт, діаспор, а також різні мінералів гідроксиду заліза поряд з оксидом заліза. Вивітрювання кислих, лужних, а в деяких випадках і основних порід, а також повільне осідання глинозему на дні водойм і призводить до формування бокситний руди.

З двох тонн глинозему алюмінію виходить удвічі менше - 1 тонна. А для двох тонн глинозему необхідно добути близько 4,5 тонн бокситу. Алюміній припустимо отримувати і з нефелинов і алунитов.

Перші, в залежності від свого сорту, можуть містити в своєму складі від 22% до 25% глинозему. У той час, як алуніти, мало чим поступаються бокситів, і на 40% складаються з оксиду алюмінію.

Алюмінієві руди Росії

В державі існує близько 50 родовищ, найбільше число яких розташовується в європейській частині держави. Однак, Радинкское - найбільш старе родовище алюмінієвих руд в Росії. Місцем його розташування є Ленінградська область. Воно складається з бокситів, є з далеких часів головним і незамінним матеріалом з якого і виробляють надалі алюміній.

Таблиця 1. Найбільш великі бокситові родовища Росії

Найменування	зміст%		Відсоток від загальних запасів	Ступінь промислового освоєння
	AL 2 O 3	SiO 2
"Червона шапочка" м Североуральськ	53.7	3.7	3.1	В розробці
Кальинское р Североуральськ	56.0	2.6	3.6	В розробці
Черемузовское, Свердлоская обл	54.2	4.0	11.0	В розробці
Ново - Кальинское, м Североуральськ	55.0	3.1	7.0	В розробці
Іксінское, ст. Напірників	53.5	17.4	11.4	В розробці
Вежа-Вориквінское ,. Республіка Комі	49.2	0.1	11.3	У стадії підготовки
Вісловское г. Белгород	49.1	7.9	12.1	У резерві

Виробництво алюмінію в Росії

Росія славиться своєю різноманітністю заводів, завдяки роботі яких країна виробляє алюміній. З них найбільш масштабним не тільки в рамках російської держави, а й у всьому світі, вважається ОК «Русал». Йому вдалося зробити в 2015 році близько 3,603 млн т алюмінію, а в 2012 році підприємство досягло показника в 4,173 млн т металу.

Промислове значення алюмінію

Типи алюмінієвих руд

бокситний руда

Як утворюється бокситний алюмінієва руда

Алунітовие руди

нефелін

Світовий видобуток алюмінієвих руд

Родовища руди в Росії

Характеристика рудного мінералу

Галерея: камінь боксит (25 фото)

Боксит (відео)

Родовища і видобуток сировини

Лінія для переробки бокситів (відео)

Застосування мінерального ресурсу

видобуток алюмінію

Алюмінієві руди Росії

Виробництво алюмінію в Росії

Історія

отримання

Фізичні властивості

Знаходження в природі

поширеність

Природні сполуки алюмінію

ізотопи алюмінію

Хімічні властивості

Виробництво і ринок

застосування

В якості відновника

Сплави на основі алюмінію

Алюміній як добавка в інші сплави

Ювелірні вироби

столове приладдя

скловаріння

Харчова промисловість

Військова промисловість

Алюміній та його сполуки в ракетній техніці

Алюмоенергетіка

Алюміній у світовій культурі

токсичність

Див. також

Примітки

посилання

Відмінності по насиченості

Способи добування алюмінію

Обробка отриманої руди

Видобуток алюмінію в світі

Алюміній в Росії

застосування алюмінію

Промислове значення алюмінію

Типи алюмінієвих руд

бокситний руда

Як утворюється бокситний алюмінієва руда

Алунітовие руди

нефелін

Світовий видобуток алюмінієвих руд

Родовища руди в Росії

Алюмінієві руди Росії

Виробництво алюмінію в Росії

Схожі статті