ма распространены в природе, но
получать из них алюминии сложно из-за присутствия значительного количества
кремнезема.
В производстве алюминия различают
три технологических процесса: получение чистого глинозема из
алюминиевых руд; получение первичного алюминия электролизом глинозема
из расплавленного криолита; рафинирование первичного алюминия
хлором.
Получение чистого
глинозема. Чистый глинозем получают из алюминиевых руд щелочным,
кислотным, электрометаллургическим и комбинированным методами. Выбор
метода зависит от состава примесей руды. Руду, содержащую незначительное
количество кремнезема и большое количество окиси железа (высокосортные
бокситы), лучше обрабатывать в щелочах. При этом кремнезем
растворяется, а окись железа легко отделяется. Руду с большим
количеством кремнезема и незначительным количеством окиси железа
(каолиновые глины) надо перерабатывать в кислотах. При этом
растворяется окись железа и не растворяется кремнезем. Руду с большим
количеством и кремнезема, и окиси железа следует подвергать
электрометаллургической или комбинированной обработке —
предварительной выплавке ферросилиция с переводом глинозема в
шлак.
При обработке алюминиевых руд
щелочами глинозем можно получить мокрым щелочным способом или
способом спекания. Предварительно надо получить растворимое в воде
химическое соединение (алюминат натрия А1203-
Na.20), которое при 45—50° С разлагается с выделением из
раствора кристаллического осадка — гидрата окиси алюминия. Последний
тщательно промывают, сушат и прокаливают для отделения гидратной
влаги:
2А1(ОН)3 = А1а03 +
ЗНгО (27)
В результате этой реакции
получают готовый продукт — чистый, сухой глинозем.
При мокром щелочном (автоклавном)
способе боксит сначала сушат при 200° С, а затем размалывают в шаровых
мельницах. Размолотый боксит поступает в автоклавы (закрытые сосуды) с
концентрированной щелочью, где выдерживается 3—4 ч при 150° С и избыточном
давлении 0,5—0,7 Мн/мг. В автоклаве происходит
реакция
А1аОэ • НгО + 2NaOH ^
Аф3 ■ NaaO + 2НаО (28)
Образующийся алюминат натрия
переходит в водный раствор, а окись железа, двуокись титана и
другие примеси руды, не растворимые в щелочах, выпадают в осадок (красный
шлам) и его отфильтровывают. Часть кремнезема также переходит в состав
красного шлама, образуя нерастворимое соединение си ли ко алюминат натрия;
другая часть кремнезема растворяется в щелочи
БЮ* + 2NaOH = №гО .
StOa + НгО (29)
и переходит в водный раствор,
загрязняя его кремнием.
Отделенный от красного шлама
крепкий раствор щелочи с алюминатом натрия поступает в большие чаны,
где разбавляется водой и подвергается гидролизу при 40° С. Для этого
в чан с раствором загружают
