Peyman 16150 اشتراک گذاری ارسال شده در 18 بهمن، ۱۳۸۸ توجه : برداشت از مطالب این تاپیک تنها با ذکر منبع آن مجاز می باشد. ( http://www.noandishaan.com ) سلام دوستان :icon_pf (44): در این تاپیک موضوعاتی از قبیل روش فراوری کانسنگ بوکسیت و تولید شمش آلومینیم، ذخایر و منابع بوکسیت در جهان، تولید و عرضه و تقاضای آلومینیم و همچنین برنامه های توسعه پایدار جهانی این صنعت مورد بررسی قرار می گیرد. مطالب ذکر شده در این تاپیک بخشی از سمینار ارشد اینجانب است. در صورت استفاده از مطالب جدیدتر، منبع آن نیز ذکر می شود. همچنین از شما دعوت می کنم تا نظرات و دانش خودتان در این زمینه را با من و سایر دوستان به اشتراک بگذارید. با تشکر 4 لینک به دیدگاه
Peyman 16150 مالک اشتراک گذاری ارسال شده در 18 بهمن، ۱۳۸۸ مقدمه آلومينيم و آلیاژهای آن پس از فولاد پرمصرفترين فلز جهان است و نقش تعيين كننده‌اي در صنعت معاصر دارند. حجم توليد این فلز بيشتر از همۀ فلزات غيرآهني بوده و مجموعۀ خصوصیات آن، بسيار نادر و غيرقابل جايگزيني است. آلومينيم با 7.3 درصد پس از اکسیژن با 49.2 درصد و سیلیسیم با 25.8 درصد، سومین عنصر متداول و رایجترین فلز در پوستۀ زمین است که در اغلب سنگها، گياهان و حيوانات وجود دارد. آلومينيم فلز جواني است و در زمان کوتاهی، جایگاه مهمی در صنعت و فناوری پيدا كرده است. آلومینیم در سال 1845 میلادی به روش الکترولیز کلرید سدیم/کلرید آلومینیم مذاب، اولین بار توسط دویل (Devielle) در فرانسه و بونزن (Bunsen) در آلمان به صورت مستقل از یکدیگر، تولید شد. اما به علت مشكلات استخراج اين فلز از اكسيد آن، آلومينيم تنها از حدود صد سال پیش به صورت تجاری در دسترس قرار گرفت. روش توليد آلومينيم در حال حاضر بر اساس فرايند الكتروليز مذاب است که دو دانشمند جوان به نامهای هال در ایالات متحدۀ آمريكا و هرولت در فرانسه، به صورت جداگانه و بدون آگاهي از كار يكديگر در سال 1886 میلادی اختراع كردند و به فرايند هال/ هرولت (Hall-Heroult) معروف شد. در این روش با عبور جريان الكتريكي از داخل محلول الکترولیت حاوی اکسیدهای آلومینیم (آلومینا) و کریولیت، آلومینا به فلز مذاب احیا و در کف سلول الکترولیز جمع میشود. آلومينيم مانند اغلب فلزات به صورت فلز آزاد در طبيعت وجود ندارد و تنها به صورت تركيبي (كانسنگ معدن) يافت میشود. آلومينيم با علامت شیمیایی Al و چگالی 2.7 گرم به ازای هر سانتیمتر مکعب، عنصري سبك ،محكم، چكش‌خوار و هادي گرما و الكتريسيته است. مهمترین کانۀ آلومينيم، بوکسيت، مخلوطي از Al2O3.H2O، Al2O3.3H2O، Fe2O3، SiO2 و TiO2 و مقداري CaO، MnO2، Cr2O3 و P2O3 است. بوکسیت باید حداقل 50 درصد Al2O3 داشته تا استخراج آن مقرون به صرفه باشد. مهمترین کانههای آلومینیم و ترکیب شیمیایی برخی از بوکسیتها، در جدولهای زیر آمده است. سایر ناخالصیهای همراه بوکسیت عبارت از 0.3 تا 1.5 درصد آهک، 0.1 تا 1 درصد فسفاتها و 0.01 تا 0.1 درصد اکسید وانادیم است. 4 لینک به دیدگاه
Peyman 16150 مالک اشتراک گذاری ارسال شده در 19 بهمن، ۱۳۸۸ ذخایر بوکسیت در ایران و جهان با وجود مطالعاتی که دربارۀ معادن بوکسیت ایران انجام شده، هنوز بهرهبرداری مناسبی از این معادن صورت نگرفته است. نتیجۀ مطالعات انجام شده حاکی از وجود معادن بوکسیت غنی از نوع بوهیمیت و دیاسپور با عیار 85 درصد آلومینا در کشور است. معادن کانسنگ بوکسیت در ایران، نوع کانی، عیار آلومینا و ذخیرۀ آن در جدول اول آورده شده است. گرچه تولید آلومینا در معدن جاجرم با ظرفیت کمی در حال انجام است، اما قسمت عمدۀ آلومینای مورد نیاز دو کارخانۀ تولید آلومینیم اولیه در ایران، یعنی آلومینیم ایران در اراک (ایرالکو) و آلومینیم المهدی در بندرعباس، از خارج وارد شده و ارز قابل توجهی نیز به همین سبب از کشور خارج میشود. معدن بوکسیت جاجرم بزرگترین معدن بوکسیت ایران از نوع دیاسپور و کائولینیت بوده و ذخیرۀ آن حدود 20 میلیون تن است. آنالیز شیمیایی یک نوع بوکسیت معدن جاجرم، در جدول دوم نشان داده شده است. ذخایر بوکسیت جهان 55 تا 75 میلیارد تن برآورد میشود که از میان 33 درصد در آفریقا، 24 درصد در اقیانوسیه، 22 درصد در آمریکای جنوبی و دریای کاراییب، 15 درصد در آسیا و 6 درصد در سایر نقاط جهان قرار دارند. عمدهترین کشورهای صاحب ذخایر و تولید کنندۀ کانسنگ بوکسیت در جدول سوم آورده شدهاند. 4 لینک به دیدگاه
Peyman 16150 مالک اشتراک گذاری ارسال شده در 19 بهمن، ۱۳۸۸ تولید، عرضه و تقاضای آلومینا در ایران و جهان کارخانۀ تولید آلومینای جاجرم در شمال غربی استان خراسان واقع و در حال حاضر تنها کارخانۀ تولید آلومینا در کشور است. این کارخانه پس از انجام مطالعات مقدماتی، در سال 1370 شمسی وارد مرحلۀ اجرایی شد. در این کارخانه با توجه به نوع بوکسیت استخراج شده در ایران، از روش بایر برای تولید آلومینا استفاده میشود. این کارخانه در سال 1370 شمسی با ظرفیت 280 هزار تن آلومینا، احداث و در سال 1380 شمسی با یک سوم ظرفیت، تولید خود را آغاز کرد. عملکرد کارخانۀ تولید آلومینای جاجرم و مقدار واردات آلومینا به ایران، در فاصلۀ سالهای 1381 تا 1387 شمسی در جدول زیر آمده است. برای تولید هر تن شمش آلومینیم اولیه به طور تقریبی 2 تن آلومینا مورد نیاز است. بنابراین با توجه به تولید داخلی آلومینا و ظرفیت تولید شمش آلومینیم در کشور، میتوان کمیت واردات آلومینا را تخمین زد. عمدهترین کشورهای صادر کنندۀ آلومینا به ایران، استرالیا و برزیل هستند. قیمت هر تن آلومینای وارداتی در سال 1387 به همراه هزینۀ حمل و نقل آن به 500 دلار به ازای هر تن رسید. این در حالی است که هزینۀ تمام شده برای هر تن آلومینای تولید داخل، 450 تا 470 دلار است. بنابراین افزایش تولید آلومینا، علاوه بر کاهش وابستگی صنایع آلومینیم ایران به خارج، مزایای اقتصادی قابل توجهی نیز در پی دارد. عمدهترین کشورهای تولید کنندۀ آلومینا در جدول زیر آمده است. 4 لینک به دیدگاه
Peyman 16150 مالک اشتراک گذاری ارسال شده در 19 بهمن، ۱۳۸۸ تولید، عرضه و تقاضای آلومینیم در ایران و جهان صنعت تولید آلومينيم در ايران در سال 1351 شمسی، با راه‌اندازي اولين واحد ذوب آلومينيم در اراك با ظرفيت اسمي 45 هزار تن، فعاليت خود را آغاز کرد. در حال حاضر مهمترین کارخانه‌های تولید آلومینیم در ایران، شرکت آلومینیم ایران (ایرالکو) و مجتمع آلومینیم المهدی (عج) هستند. تولید، واردات و صادرات آلومینیم در ایران در فاصلۀ سالهاي 1381 تا 1387 شمسی در جدول زیر آمده است آلومينيم در بيش از 40 كشور دنيا توليد مي‌شود. بیش از 50 درصد توليد جهاني آلومینیم متعلق به كشورهاي چین، ایالات متحدۀ آمريكا، استرالیا، كانادا و کشورهای تازه استقلال یافته به همراه روسیه است. عمدهترین کشورهای تولید کنندۀ آلومینیم در جدول زیر آمده است در پست های بعد به فرایندهای فراوری بوکسیت، بایر و الکترولیز آلومینیم پرداخته می شود. 4 لینک به دیدگاه
Peyman 16150 مالک اشتراک گذاری ارسال شده در 17 اسفند، ۱۳۸۸ فرایندهای تولید آلومینیم فلز آلومینیم به روشهای آلومینیم اولیه و آلومینیم ثانویه تولید میشود. در صنایع تولید آلومینیم اولیه، کانسنگ بوکسیت پس از فراوری به آلومینا تبدیل، سپس آلومینا، الکترولیز و در مرحلۀ پایانی آلومینیم مذاب ریختهگری میشود. در روش آلومینیم ثانویه، قراضههای آلومینیم مانند قوطیهای کنسرو، قطعات و بدنۀ اتومبیل، ضایعات آلومینیمدار، پس از آمادهسازی و تمیزکاری، ذوب، پالایش و پس از ریختهگری به شمش آلومینیم تبدیل میشوند. تولید آلومینیم ثانویه طی دهۀ 1980 میلادی به نسبت ثابت بود. رشد تقاضای صنعت اتومبیل سازی در جهان برای مصرف آلومینیم در پایان دهۀ 80 میلادی، که ناشی از افزایش میانگین مصرف قطعات آلومینیمی به 78.5 کیلوگرم در هر اتومبیل بود، سبب افزایش تولید آلومینیم ثانویه به بیش از 2 برابر شد. در فاصلۀ سالهای 1986 تا 1989 میلادی، بازیابی آلومینیم از قوطیهای کنسرو، با افزایش 26 درصدی به 1.3 تا 1.4 میلیون تن رسید. در سال 1989 میلادی، سهم آلومینیم ثانویه از تولید شمش آلومینیم در جهان بیش از 27.5 درصد بود و این مقدار در سال 2005 میلادی به بیش از 50 درصد رسید. فرایند تولید آلومینیم اولیه آلومينيم اوليه طی يك فرايند دو مرحله‌اي تولید میشود. در مرحلۀ اول آلومينا از كاني بوكسيت به روش باير استخراج مي‌شود. فرایند بایر در سال 1888 میلادی توسط یک دانشمند آلمانی کشف شد و از آن زمان تا کنون متداولترین روش تولید اکسید آلومینیم (Al2O3) محسوب میشود. فرایند بایر با انحلال بوکسیت در هیدروکسید سدیم آغاز میشود. محصول این فرایند آلومینات سدیم و سپس هیدروکسید آلومینیم است. در پایان با کلسینه سازی هیدروکسید آلومینیم، اکسید آلومینیم به دست میآید. مراحل فرایند تولید آلومینا از بوکسیت به روش بایر، در شکل زیر نشان داده شده است. در مرحله دوم، اكسيد آلومينيم (آلومینا) به روش هال/ هرولت به آلومینیم خالص مذاب احیا میشود. مواد اوليۀ مصرفي در روش هال/ هرولت برای تولید آلومینیم به روش الکترولیز، آلومينا و کريوليت (Na3AlF6)، هستند. کریولیت دمای ذوب آلومینا را کاهش می‌دهد. دمای ذوب آلومینا، 2046 درجۀ سانتیگراد و دمای ذوب کریولیت، 1000 درجۀ سانتیگراد و دمای ذوب مخلوط این دو، 960 تا 970 درجۀ سانتیگراد است. آند و کاتد مصرفی در سلول الکترولیز از جنس گرافیتاند، که از مخلوط کک نفتی و قیر، ساخته میشوند. در این فرایند، آلومينيم در کاتد رسوب کرده و به علت آزاد شدن اکسیژن در آند، کربن الکترودها مي‌سوزد. روش الکترولیز هال/ هرولت برای تولید آلومینیم مذاب، بر اساس نوع آند مصرفی و نوع تغذیۀ آلومینا به چهار دسته تقسیم میشود. سهم بهرهبرداری از این چهار روش در جدول زیر آورده شده است. فناوری الکترولیز با آندهای سودربرگ (افقی و عمودی) بر اساس آندهای پیوسته بوده که در آن خمیر آند پس از انتقال به سلول الکترولیز، بر اثر عبور جریان الکتریکی، گرم و پخت میشود. در فناوری الکترولیز با آندهای پیش پخت (تغذیۀ مرکزی و جانبی)، ابتدا آندها در کارگاه آندسازی تولید و پس از میلهگذاری به کارگاه احیا و سلول الکترولیز منتقل میشوند. استفاده از آندهای پیش پخت نسبت به آندهای سودربرگ اقتصادیتر بوده، و در 10 سال گذشته تنها یک کارخانه با فناوری سودربرگ ساخته شده و بقیه بر اساس روش پیش پخت توسعه یافتهاند. طرح کلی یک سلول الکترولیز با آندهای پیش پخت در شکل زیر نشان داده شده است. پست بعد : فرایند تولید آلومينيم ثانويه .... 5 لینک به دیدگاه
Peyman 16150 مالک اشتراک گذاری ارسال شده در 27 اسفند، ۱۳۸۸ فرایند تولید آلومينيم ثانويه فرایند تولید آلومینیم ثانویه در مجموع شامل آماده سازی قراضه، ذوب و پالایش است. آماده سازی شامل دستهبندی، شست و شو و تمیزکاری قراضهها است. فرایند ذوب و پالایش نیز شامل ذوب، آلیاژسازی و خالص سازی آلومینیم بازیابی شده است. در توليد آلومينيم ثانويه، قراضهها اغلب در داخل كوره هاي ارتعاشي گازسوز يا روغن‌سوز با ظرفيت 30 تا 100 هزار پوند ذوب مي‌شوند آمادهسازی قراضه آلومینیم منابع تامین قراضه های آلومینیم بسیار متنوع اند. قراضهها به دو دسته تقسیم میشود: 1) قراضههای نو مانند برادههای ماشین کاری، دریل کاری و سوراخ کاری شمشهای آلومینیمی که توسط کارخانه‌های سازنده و شکل دهندۀ قطعات آلومینیمی تولید شده، ضایعات حامل آلومینیم مانند لجن، پسماند و سربارۀ مذاب و ضایعات تولید شمش در کارگاههای ذوب و ریختهگری؛ 2) قراضههای کهنه شامل محصولات مستهلک شده یا اسقاطی مانند بدنه و اجزای موتور اتومبیل و هواپیما، فویلهای آلومینیمی، قوطی کنسرو. مرحلۀ آمادهسازی قراضههای آلومینیمی شامل دستهبندی و شست و شوی قراضهها برای حذف آلودگیهایی مانند روغن، پلاستیک و رنگ و آمادهسازی مواد برای مرحله ذوب و پالایش است. مراحل آمادهسازی قراضههای آلومینیمی در شکل زیر نشان داده شده است. فرایند تمیزکاری قراضه به شکل مکانیکی، پیرومتالورژیکی و هیدرومتالورژیکی انجام میشود. در تمیزکاری مکانیکی ابتدا با استفاده از سنگ شکن های چکشی، گلوله ای و میله ای، یا سایر عملیات های مکانیکی خرد کردن، قراضه های حامل آلومینیم به قطعات ریز تبدیل و سپس سرند میشوند تا محصولی با 60 تا 70 درصد آلومینیم به دست آید. از سنگ شکن ها به ویژه برای کاهش اندازه اکسیدها و ذرات غیرفلزی به ذرات ریز و پودری شکل استفاده می کنند تا در حین غربال به راحتی جدا شوند. در این مرحله برای افزایش بازده جداسازی، از جداکننده های مغناطیسی برای تفکیک قطعات آهنی استفاده میشود در روش تمیزکاری پیرو متالورژیکی که در صنعت به روش خشک موسوم است، از حرارت برای جداسازی آلومینیم از مواد همراه و سایر فلزات استفاده میشود. روش پیرومتالورژیکی شامل دو مرحلۀ تشویه و تعریق است. در مرحلۀ تشویه، قراضه آلومینیم در کورۀ خشک کن تا دمایی کمتر از دمای ذوب آلومینیم، (660 درجۀ سانتیگراد) حرارت داده شده تا ترکیبات آلی آن تبخیر شوند. فرایند تعریق نیز شامل گرمایش قراضۀ محتوی فلزات همراه در کورۀ Sweat تا بالاتر از دمای ذوب آلومینیم و زیر دمای ذوب فلزات همراه آن نظیر آهن است. چنین شرایطی سبب میشود تا آلومینیم و سایر عناصر همراه آن که دمای ذوب پایین دارند ذوب شده و به داخل بوته سرازیر شوند. مذاب به دست آمده Sweated Pig نامیده می شود. از طرفی مواد دیگر مانند آهن و برنج که نقطه ذوب بیشتری دارند، پس از جداسازی به طور مرتب از کوره تخلیه می شوند. برای افزایش بهرهوری در پالایش آلومینیم، تفاله و پسماندهای هر دو فرایند تشویه و تعریق، دوباره بازیابی می شوند. در روش تمیزکاری هیدرومتالورژیکی از آب برای تمیز کردن قراضه آلومینیم استفاده میشود. مراحل روش هیدرومتالورژی شامل شست و شو و جداسازی فلزات سنگین است. در ابتدا قراضۀ آلومینیم وارد یک آسیای استوانهای شکل شده تا آلودگی های آن با آب شسته و حذف شود. سپس قراضۀ آلومینیم را غربال کرده تا مواد ریز و نمکهای حل نشده در آب از آن حذف شوند. سپس مواد غربال شده را خشک کرده و مواد آهنی همراه آن توسط یک جدا کنندۀ مغناطیسی حذف می شوند. در مرحلۀ بعد، فلزات سنگین همراه قراضه مانند مس و آهن که چگالی بیشتر از آلومینیم دارند، از آن جدا می شوند. ادامه دارد .... 4 لینک به دیدگاه
Peyman 16150 مالک اشتراک گذاری ارسال شده در 12 فروردین، ۱۳۸۹ مرحلۀ ذوب و پالایش پس از آماده سازی قراضه، عملیات ذوب و پالایش آن در کوره ارتعاشی انجام می شود. این کوره ها با آستر نسوز پوشیده شده و سقفی خمیده و منحنی شکل دارد تا حرارت خارج شده از مذاب پس از برخورد به آن، دوباره به داخل مذاب بر گردانده شود. بیشتر تجهیزات بازیابی و ذوب قراضۀ آلومینیم مربوط به بخش ذوب و پالایش اند. ذوب و پالایش شامل مراحل بارکردن قراضه، تزریق کمک ذوب، ذوب بار، منیزیم زدایی، گاز زدایی، آلیاژسازی، سرباره گیری و خالص سازی است. برخی از روش های ذوب و پالایش در شکل زیر نشان داده شده است. بار کوره حامل قراضۀ پیشگرم شده است. پس از تخلیه مذاب آلومینیم، مقداری مذاب داخل کوره باقی می ماند که به آن ته مانده بار می گویند. قراضه در ته ماندۀ بار کوره بار می شود. مواد کمک ذوب که همراه با بار وارد کوره می شوند، در ترکیب با ناخالصی های قراضه، آنها را بر سطح مذاب غوطه ور می کنند. اصلي ترین مرحلۀ ذوب مجدد قراضه های آلومينيمي، حذف منيزيم به وسیلۀ کلر يا ترکیبات آن مانند كلريد آلومينيم، فلوريد آلومينيم يا مخلوطي از كلريدها و فلوريدهاي سديم و پتاسيم است. در این مرحله، درصد منیزیم بار از 0.5 به 0.1 درصد کاهش پیدا می کند. در مرحلۀ گاززدایی، گاز با فشار زیاد به سطح مذاب دمیده می شود تا آن را متلاطم کند. این آشفتگی باعث می شود تا گازهای محبوس شده در مذاب به سطح آمده و توسط کمک ذوب های شناور در سطح مذاب جذب شوند. در برخی از واحدها، گاز زدایی و منیزیم زدایی به صورت همزمان انجام می شود. عملیات آلیاژسازی آلومینیم برای افزایش استحکام و انعطاف پذیری آن انجام می شود. برای آلیاژسازی از فلزاتی مانند روی، مس، منگنز، منیزیم و سیلسیم استفاده می کنند. در مرحلۀ سرباره گیری، آلودگی ها و کمک ذوب های نیمه جامد معلق بر روی سطح مذاب به صورت فیزیکی حذف می شوند. 3 لینک به دیدگاه
ارسال های توصیه شده