Quy Trình Sản Xuất Điều Chế Nhôm Từ Quặng Bôxit - Hanimexchem

Quy Trình Sản Xuất Điều Chế Nhôm Từ Quặng Bôxit

Bô xít (bắt nguồn từ từ tiếng Pháp bauxite /boksit/) là một loại quặng nhôm nguồn gốc đá núi lửa có màu hồng, nâu được hình thành từ quá trình phong hóa các đá giàu nhôm hoặc tích tụ từ các quặng có trước bởi quá trình xói mòn. Quặng bô xít phân bố chủ yếu trong vành đai xung quanh xích đạo đặc biệt trong môi trường nhiệt đới.

Từ bôxit có thể tách ra alumina (Al2O3), nguyên liệu chính để luyện nhôm trong các lò điện phân, chiếm 95% lượng bôxít được khai thác trên thế giới. Tên gọi của loại quặng nhôm này được đặt theo tên gọi làng Les Baux-de-Provence ở miền nam nước Pháp, tại đây nó được nhà địa chất học là Pierre Berthier phát hiện ra lần đầu tiên năm 1821.

Phương pháp sản xuất điều chế nhôm từ quặng boxit

1. Nguyên tắc

  – Khử ion Al3+ thành Al.

Al3+ +3e → Al

2. Phương pháp sản xuất nhôm

  – Điện phân nóng chảy Al2O3.

Tại sao không điện phân nóng chảy AlCl3 hoặc Al(OH)3? Vì:

 – AlCl3 là chất thăng hoa nên khi đun nóng đến nhiệt độ nhất định AlCl3 sẽ bốc hơi.

– Al(OH)3 là chất kém bền. Nên khi đun nóng

       2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O

3. Nguyên liệu sản xuất nhôm

  – Quặng boxit Al2O3 có lẫn SiO2 và Fe2O3.

4. Các giai đoạn điều chế 

– Làm sạch nguyên liệu:

2NaOH + Al2O3 → 2NaAlO2 + H­2O

2NaOH + SiO2 → Na2SiO3 + H2O

NaAlO2 + CO2 + 2H2O → NaHCO3 + Al(OH)3

NaOH + CO2 → NaHCO3

2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O

 – Điện phân nóng chảy Al2O3 có mặt criolit Na3AlF6

 – Vai trò của criolit Na3AlF6

  + Hạ nhiệt độ nóng chảy của Al2O3từ 20500C xuống 9000C.

  + Tăng độ dẫn điện do tạo thành nhiều ion hơn.

  + Nhôm sinh ra tinh khiết hơn.

  + Tạo lớp bảo vệ không cho O2 phản ứng với Al nóng chảy.

                   2Al2O3 → 4Al + 3O­2

5. Sơ đồ điện phân nóng chảy Al2O3 

                         Catot ( – )  Al2O3   Anot ( + )

Al3+ + 3e → Al                        2O2- → O2 + 4e

Phương trình điện phân là:

2Al2O3 → 4Al + 3O2

* Lưu ý: Oxi sinh ra ở anot trong điều kiện đó sẽ tác dụng với cacbon của điện cực làm cho anot bị ăn mòn.

 C + O2 → CO2

CO2 + C → 2CO

Bôxít thường được sử dụng làm lò cao, môi (giá) sắt/thép, ximăng, sản xuất nhôm, phễu rót kim loại lỏng, hồ ngâm vật liệu, lòng lò nung, torpedo cars vòm lò cao sử dụng điện…[8]