quy trình sản xuất nhôm từ quặng bauxite

Nhôm là vật liệu bền, nhẹ có thể tái chế cao, đã trở thành yếu tố thiết yếu trong cuộc sống hàng ngày. Là vật liệu bền vững cho nhiều sự lực chọn khác nhau, các ứng dụng của nó rất đa dạng trong cuộc sống như: vật liệu gia dụng, thiết kế nội thất, bao bì, xe tiết kiệm năng lượng, điện thoại thông minh, hệ thống mạng lưới điện quốc gia,…Theo thống kê của hiệp hội nhôm thế giới, 75% các sản phẩm được sản xuất bằng nhôm từ nhiều năm trước vẫn đang được sử dụng. Và việc tái chế sản xuất nhôm chỉ tốn 8% năng lượng và tạo ra 8% lượng khí thải so với sản xuất nhôm ban đầu. Hiện nay nhôm được coi là một trong những vật liệu được ưu chuộng bởi các tính năng đặc biệt và được coi là kim loại của cuộc sống hiện đại.

NHÓM 10:

VÕ THỊ AN NGUYỄN THỊ TUYẾT TRÂM NGUYỄN NHẬT CƯỜNG

GVHD: Th.S NGUYỄN THÁI THANH TRÚC LỚP: 14CH111

Bauxite

Aluminum

Alumina

1.1 LỊCH SỬ VỀ NHÔM VÀ BAUXITE

• Năm 1808: Humphrey Davy đã xác định được gốc kim loại phèn chua (alum) và đặt tên cho nhôm là aluminum.

• Năm 1821: Piere Berthier phát hiện ra quặng bauxite đầu tiên gần ngôi làng les Baux, nước Pháp và đặt tên là bauxite.

• Năm 1825:  Hans Christian Oersted (Đan Mạch) đã tách được một lượng nhỏ nhôm từ bauxite.

• Năm 1827 : Freidrich Wohler (Đức) đã phát triển một phương pháp sản xuất bột nhôm thông qua một phản

ứng hóa học giữa kali và clorua khan.

1.1 LỊCH SỬ VỀ NHÔM VÀ BAUXITE

• Năm 1854 : Henri Sainte-Claire Deville (Pháp) đã sản xuất nhôm công nghiệp đầu tiên tại nhà máy javel ở paris.

• Năm 1885: Hamilton Y Cassner (Mỹ) cải tiến quy trình sản xuất nhôm của Deville và 15 tấn nhôm đã được sản xuất trong năm đó.

• Năm 1886 : Charles Hall (Mỹ) và Paul Heroult (Pháp) đồng phát minh ra quá trình điện phân alumina để sản xuất nhôm kim loại.

• Năm 1889: Karl Bayer (Áo) giới thiệu quy trình Bayer nhằm tách một lượng lớn nhôm từ quặng bauxite.

1.2 BÔ XÍT (BAUXITE)

• Bô xít là một loại quặng nhôm trầm tích có màu hồng, nâu…

• Hình thành từ quá trình phong hóa các đá giàu nhôm hoặc tích tụ từ các quặng có trước bởi quá

trình xói mòn

• Khá phổ biến trong lớp vỏ trái đất

• Thường phân bố ở các vùng nhiệt đới hoặc cận nhiệt đới

Hình 1 – sự phong hóa đá

1.2 BAUXITE

• Tồn tại ở 4 dạng: Lớp phủ, túi, xen kẹp, mảnh vụng

• Có chứa các hợp chất oxit nhôm như gibbsit, boehmit, diaspore và một số chất khác như oxit sắt ,

oxit sillic (),…

 

1.2.1 Khái quát về bô xít

Hình 1 – sự phong hóa đá

1.2 BAUXITE

Bảng 1 – Đặc điểm các dạng khoáng chính chứa nhôm trong quặng bô xit

1.2.1 Khái quát về bô xít

1.2 BÔ XÍT (BAUXITE)

Bảng 2 – Thành phần hóa học chủ yếu của bô xít

Thành phần hóa học CaO Si Ti MgO Mất khi đốt

Phần trăm theo khối

Thành phần hóa học CaO MgO Mất khi đốt

Phần trăm theo khối

1.2.1 Khái quát về bô xít

1.2 BÔ XÍT (BAUXITE)

Hình 2 – phân bố trữ lượng quặng bô xit trên một số quốc gia thế giới và Việt Nam

`

1.2 NHÔM (ALUMINUM)

• Ký hiệu: Al, màu trắng bạc

• Trong tự nhiện chỉ tồn tại ở dạng hợp chất

• Nhẹ, dẫn điện, dẫn nhiệt tốt

• Khá mềm, dễ kéo sợi, dễ dát mỏng

• là nguyên tố thứ 3 (sau oxy và silic), Chiếm 8% khối lượng rắn của trái đất

• Quặng chính chứa nhôm là bô xít

Hình 3 – Tính chất của nhôm

1.2 NHÔM (ALUMINUM)

Bảng 3 – Các tính chất chung và tính chất vật lý của nhôm

1.2 NHÔM (ALUMINUM)

Tổng Cộng vào tháng 2 năm 2017 : 4.657 nghìn tấn nhôm  

 Quy trình sản xuất nhôm:

• Giai đoạn 1: Tinh chế oxit nhôm từ quặng bô xít

• Giai đoạn 2: Luyện nhôm từ oxit nhôm

 Dựa trên 2 phương pháp:

•Phương pháp Bayer: là phương pháp ít tốn kém nhất để chế biến được nhiều oxit nhôm nhất từ quặng bô xít

•Phương pháp Hall-Héroult: Là phương pháp điện phân oxit nhôm thành nhôm và là phương pháp công nghiệp chính để

luyện nhôm hiện nay

2.1 QUY TRÌNH SẢN XUẤT

• Phương pháp Bayer: là phương pháp dùng NaOH để hòa tách bô xít ở áp suất và nhiệt

2.1 QUY TRÌNH SẢN XUẤT

2.1.1 Tinh chế oxit nhôm từ quặng bô xít

Trộn với NaOH dưới áp suất và nhiệt độ cao để hòa tan các khoáng chất chứa nhôm tạo

thành một dung dịch gồm và chất không hòa tan như oxit sắt, oxit silic, oxit titan và

2.1 QUY TRÌNH SẢN XUẤT

2.1.1 Tinh chế oxit nhôm từ quặng bô xít

Bùn đỏ được đưa sang bồn lọc, các chất rắn không được hòa tan sẽ lắng xuống đáy bồn và

được loại ra NaOH được tái chế thu hồi lại cho quá trình hòa tách

Hình 6 –phương pháp Bayer

2.1 QUY TRÌNH SẢN XUẤT

2.1.1 Tinh chế oxit nhôm từ quặng bô xít

Dung dịch được đưa qua bồn kết tủa, được làm nguội và thêm các mầm kết tủa oxit nhôm vào

để giúp Al(OH)3 kết tủa và lắng xuống đáy khi dung dịch nguội đi. 

 

2.1 QUY TRÌNH SẢN XUẤT

2.1.1 Tinh chế oxit nhôm từ quặng bô xít

Al (OH) 3 từ công đoạn kết tủa được đưa sang một lò nung ở nhiệt độ lên đến 1100 ° C để tách

nước và thu được oxit nhôm rắn

2Al (OH) 3 → Al 2 O 3 + 3H 2 O

Hình 6 –phương pháp Bayer

2.1 QUY TRÌNH SẢN XUẤT

2.1.2 Luyện nhôm từ oxit nhôm

• Nhôm được tinh luyện từ oxit nhôm bằng phương pháp điện phân

Hall-Héroult

• Với 2 tấn oxit nhôm 1 tấn nhôm

2.1 QUY TRÌNH SẢN XUẤT

2.1.2 Luyện nhôm từ oxit nhôm

• Oxit nhôm được hòa tan trong dung dịch cryolite (Na3AlF6) và nhôm florua ( nóng chảy

trong nồi điện phân, duy trì ở nhiệt độ khoảng 960 -

• Cung cấp dòng điện một chiều có cường độ rất cao (200.000 – 350.000 Ampere) truyền qua

chất điện phân từ cực dương sang cực âm

 

Hinh 8 – Phương pháp Hall-Héroult

2.1 QUY TRÌNH SẢN XUẤT

2.1.2 Luyện nhôm từ oxit nhôm

• Nhôm trong dung dịch điện phân tiết ra, lắng tụ ở đáy và trích ra, oxy bay về phía cực

dương, oxi hóa cực than tạo thành

 

2Al 2 O 3 + 3C → 4Al + 3CO 2

Phương trình điện phân:

Hinh 8 – Phương pháp Hall-Héroult

• Có ưu điểm là nhẹ, bền đối với không khí và nước nên được dùng làm vật liệu chế tạo máy bay, ô tô, tên lửa,…

• Có màu trắng bạc, đẹp nên được dung trong xây dựng nhà cử và trang trí nội thất

• Nhẹ và dẫn điện tốt nên được dung làm dây dẫn điện

• Dẫn nhiệt tốt, ít bị gỉ và không độc nên được làm dụng cụ nhà bếp

Đống Thị Anh Đào (2012), Giái Trình Kỹ Thuật Bao Bì Thực Phẩm Nhà Xuất Bản Đại

Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh.

Nguyễn Minh Quang (2010, May 25), Khai Thác Bauxite và Luyện Nhôm ở Việt Nam.

Được truy lục từ VietThaoNew: http://www.swsdevsite.com/vietthucnew/khai-thacbauxite-va-luy%E1%BB%87n-nhom-%E1%BB

%9F-vi%E1%BB%87t-nam/

The Aluminum Association (không ngày tháng), Bauxite, Được truy lục từ The Aluminum

Association: http://www.aluminum.org/industries/production/bauxite

The Aluminum Associations (không ngày tháng) Alumina Refining Được truy lục từ The

Aluminum Associations: http://www.aluminum.org/industries/production/aluminarefining

Wikipedia (2017, February 8) Nhôm Được truy lục từ Bách khoa toàn thư mở Wikipedia:

https://vi.wikipedia.org/wiki/Nh%C3%B4m

Word Aluminum (không ngày tháng) Hall-Héroult process Được truy lục từ Aluminum

For Future Generations: http://primary.world-aluminium.org/index.php?id=286&L=0

Word Aluminum (không ngày tháng) The Bayer Process Được truy lục từ Aluminum

Future Generations: http://bauxite.world-aluminium.org/index.php?id=208&L=0