BÀI tập lớn trình bày về quá trình điện phân sản xuất nhôm và thiết bị

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KỸ THUẬT HÓA HỌC Bộ môn: Quá trình Thiết bị Công nghệ Hóa học - Thực phẩm BÀI TẬP LỚN Trình bày trình điện phân sản xuất nhôm thiết bị GVHD: TS NGUYỄN THỊ DIỆU VÂN SVTH: NGUYỄN THÀNH CHUNG 20109705 TẠ BÁ TRƯỜNG 20109738 NỘI DUNG CHÍNH Tổng quan nhôm Ứng dụng nhôm Nguyên liệu sản xuất nhôm Sản xuất nhôm Phương hướng công nghiệp sản xuất nhôm Tổng quan nhôm - Nhôm (Al) kim loại nhẹ - Khối lượng riêng 2,7 g/cm , tonc =659oC, tos=2500oC - Nhôm có độ dẫn nhiệt có độ dẫn điện cao - Trong môi trường oxy hóa không khí bề mặt nhôm tạo màng oxyt giúp cho nhôm khỏi bị rỉ - Al bền với axit nitric axit hữu Khi nấu chảy Al với kim loại khác làm tăng độ bền học, tăng chất lượng đúc - Phổ biến hợp kim nhôm với Cu, Mn, Mg gọi đura Ứng dụng nhôm Nguyên liệu sản xuất nhôm - Nguyên liệu oxit nhôm Al2O3 Oxit nhôm nhận từ khoáng khác nhau: Tên khoáng vật CTHH % Al100 2O3 Corundum Al2O3 Diaspo,bơmit Al2O3 H2O (AlOOH) 85 Spinel Al2O3 MgO 71 Caolinit Al2O3 2SiO2.2H2O Alunit K2SO4.Al2(SO4)3.4Al(OH) 39,5 37 - Nguyên liệu boxit có chứa Al(OH)3 AlOOH với tạp chất oxit sắt, oxit silic, - Sản xuất oxit nhôm phức tạp Trong gồm chuyển hóa hóa học kèm theo trình lý học nghiền mịn nguyên liệu, đun nóng làm lạnh, để lắng kết tủa, lọc, - Tóm lại chất trình sản xuất nhôm tách hydroxit nhôm khỏi khoáng khác - Hydroxit nhôm tác dụng với xôđa(nung) hay với NaOH( hòa tách) chuyển thành aluminatnatri NaAlO2 Sau NaAlO2 hòa tan nước tách oxit sắt không hòa tan điều kiện Sản phẩm Nhôm Magie Cacbua canxi 80% Photpho Tiêu tốn lượng kwh/ 18000-20000 17500-18000 2700-3200 13000-20000 Tổng hợp NH3 3000-3500 Supe photphat 2-10 Do tiêu tốn nhiều lượng nên lò luyện nhôm có xu hướng đặt khu vực mà nguồn cung cấp điện dồi với giá điện giá rẻ như: Nam Phi, Trung Quốc, Trung Đông, Nga, Quêbec Canada, đảo miền Nam New Zealand - Năm 2004 Trung Quốc nhà sản xuất nhôm lớn giới - 5.2 Việt Nam - Kết thăm dò địa chất phát lãnh thổ nước ta có trữ lượng quặng boxit phong phú Miền Bắc Miền Nam Việt Nam Tổng trữ lượng quặng boxit Việt Nam ước tính khoảng tỷ tấn, có 7,6 tỷ tỉnh Tây Nguyên Với trữ lượng vậy, nước ta đứng số nước có trữ lượng boxit lớn giới - Quặng boxit nguồn tài nguyên lớn nước ta, sở để hình thành ngành công nghiệp luyện nhôm, nguồn lực quan trọng trình công nghiệp hóa, đại hóa đất nước - Tổ hợp boxit-nhôm Lâm Đồng nằm địa bàn huyện Bảo Lâm (khu khoáng sàng Tân Rai), có tổng vốn đầu tư 667 triệu USD Dự án boxit Lâm Đồng bao gồm hai giai đoạn: - Giai đoạn đầu từ 2003 đến 2013, dự kiến tổ hợp boxit - nhôm đạt công suất hàng năm 72.300 nhôm điện phân, 300.000 alumin (trong 141 nghìn để điện phân nhôm, lại xuất khẩu), khai thác mỏ 1.980.000 quặng nguyên khai  Giai đoạn hai (giai đoạn mở rộng) từ 2013 trở đi, công suất nâng lên gấp lần, đạt 146.100 nhôm điện phân, 600.000 alumin (trong 284 nghìn để điện phân nhôm, lại xuất khẩu) khai thác mỏ 3.960.000 quặng nguyên khai  Về công nghệ sản xuất nhôm, tổ hợp boxitnhôm Lâm Đồng áp dụng công nghệ điện phân tiên tiến tập đoàn nhôm Pechiney theo phương thức chuyển giao công nghệ, sử dụng điện cực thiêu sẵn, nạp liệu điểm tự động, dòng điện 185 kA, bể điện phân AP-18  Đây phương pháp điện phân nhôm nóng chảy theo công nghệ Hall-Heroult, tức điện phân alumin hòa tan dung dịch muối nóng chảy criolit nhiệt độ 950-960 oC Phương pháp công nghệ sản xuất nhôm công nghiệp nhất, tồn 100 năm Sản xuất alumin thực theo phương pháp hoà tách 105oC áp suất khí Phối cảnh dự án tổ hợp Bô xít Nhôm Lâm Đồng [...]... 3.960.000 tấn quặng nguyên khai  Về công nghệ sản xuất nhôm, tổ hợp boxitnhôm Lâm Đồng áp dụng công nghệ điện phân tiên tiến của tập đoàn nhôm Pechiney theo phương thức chuyển giao công nghệ, sử dụng điện cực thiêu sẵn, nạp liệu điểm tự động, dòng điện 185 kA, bể điện phân AP-18  Đây là phương pháp điện phân nhôm nóng chảy theo công nghệ Hall-Heroult, tức là điện phân alumin hòa tan trong dung dịch... Hydroxit nhôm sau khi tách khỏi dung dịch đem nung, nhận được sản phẩm chứa đến 99% Al2O3 - Năng suất oxit nhôm thành sản phẩm không quá 60% 4 Sản xuất nhôm - Sản xuất nhôm được tiến hành từ oxit nhôm hòa tan trong criolit Na3AlF6: + Nó hòa tan đủ tốt Al2O3, + Không chứa những ion dương điện hơn nhôm, + Dẫn điện tốt, đồng thời tăng sự tỏa nhiệt cần thiết để nóng chảy + Tạo thành với oxit nhôm hợp... - nhôm sẽ đạt công suất hàng năm là 72.300 tấn nhôm điện phân, 300.000 tấn alumin (trong đó 141 nghìn tấn để điện phân nhôm, còn lại sẽ xuất khẩu), khai thác mỏ 1.980.000 tấn quặng nguyên khai  Giai đoạn hai (giai đoạn mở rộng) từ 2013 trở đi, công suất sẽ được nâng lên gấp 2 lần, đạt 146.100 tấn nhôm điện phân, 600.000 tấn alumin (trong đó 284 nghìn tấn để điện phân nhôm, còn lại sẽ xuất khẩu) và. .. phát triển công nghiệp sản xuất nhôm 5.1 Trên thế giới Tình hình sản xuất 8 tháng đầu năm 2008 - - Công nghệ sản xuất nhôm bằng bất kỳ phương pháp nào cũng tiêu tốn nhiều điện năng Phụ thuộc vào vị trí đặt lò nhôm mà năng lượng điện chiếm khoảng 20-40% giá thành sản xuất Tiêu tốn năng lượng cho một vài ngành sản xuất hóa chất Sản phẩm Nhôm Magie Cacbua canxi 80% Photpho Tiêu tốn năng lượng kwh/ tấn... nóng chảy của oxit nhôm nguyên chất( 2052 oC) - - Trên thực tế điện phân được tiến hành trong dung dịch điện ly có chứa 10%Al2O3 ở nhiệt độ 950-1000OC Quá trình điện phân được tiến hành với sự tách nhôm lỏng trên catot và cháy anot grafit do oxy hóa tách ra trên đó Giản đồ trạng thái hệ Al2O3-Na3AlF6 Sơ đồ bể điện phân với anot tự cháy 5 Phương hướng phát triển công nghiệp sản xuất nhôm 5.1 Trên thế... lượng nên các lò luyện nhôm có xu hướng đặt tại các khu vực mà nguồn cung cấp điện dồi dào với giá điện giá rẻ như: Nam Phi, Trung Quốc, Trung Đông, Nga, Quêbec ở Canada, đảo miền Nam New Zealand - Năm 2004 Trung Quốc là nhà sản xuất nhôm lớn nhất thế giới - 5.2 Việt Nam - Kết quả thăm dò địa chất đã phát hiện trên lãnh thổ nước ta có trữ lượng quặng boxit phong phú ở cả Miền Bắc và Miền Nam Việt Nam... phân alumin hòa tan trong dung dịch muối nóng chảy criolit ở nhiệt độ 950-960 oC Phương pháp này là công nghệ sản xuất nhôm công nghiệp duy nhất, đã tồn tại hơn 100 năm nay Sản xuất alumin được thực hiện theo phương pháp hoà tách ở 105oC và áp suất khí quyển Phối cảnh dự án tổ hợp Bô xít Nhôm Lâm Đồng ... các tỉnh Tây Nguyên Với trữ lượng như vậy, nước ta đứng trong số các nước có trữ lượng boxit lớn trên thế giới - Quặng boxit là nguồn tài nguyên lớn của nước ta, là cơ sở để hình thành ngành công nghiệp luyện nhôm, là nguồn lực quan trọng trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước - Tổ hợp boxit -nhôm Lâm Đồng nằm ở địa bàn huyện Bảo Lâm (khu khoáng sàng Tân Rai), có tổng vốn đầu tư hơn ...NỘI DUNG CHÍNH Tổng quan nhôm Ứng dụng nhôm Nguyên liệu sản xuất nhôm Sản xuất nhôm Phương hướng công nghiệp sản xuất nhôm Tổng quan nhôm - Nhôm (Al) kim loại nhẹ - Khối lượng riêng... đạt 146.100 nhôm điện phân, 600.000 alumin (trong 284 nghìn để điện phân nhôm, lại xuất khẩu) khai thác mỏ 3.960.000 quặng nguyên khai  Về công nghệ sản xuất nhôm, tổ hợp boxitnhôm Lâm Đồng... bể điện phân với anot tự cháy Phương hướng phát triển công nghiệp sản xuất nhôm 5.1 Trên giới Tình hình sản xuất tháng đầu năm 2008 - - Công nghệ sản xuất nhôm phương pháp tiêu tốn nhiều điện