Cтраница 2
Хлорид бария ВаС12 получают обжигом барита с углем и хлоридом кальция и используют для изготовления пигментов, цветных лаков и стекла, а также как стабилизатор для кислотных красителей. Его также применяют для уплотнения и окраски тканей в текстильном производстве и при очистке алюминия. Хлорид бария служит пестицидом, умяг-чителем воды для бойлеров, а также дубильным и стабилизирующим средством в обработке кожи. Нитрат бария [ Ba ( NO3) 2 ] применяют в пиротехнике и производстве электроники. [16]
Для отдельного процесса желательна ревизия использования энергии на каждом этапе добычи ресурса, переработки и производства. Например, в производстве алюминиевых емкостей ( рис. 11.5) основное количество энергии тратится на разделение и очистку алюминия, содержащегося в руде. Производство листов и емкостей также важно, но на гораздо меньшем уровне. Транспортировка материала между этапами вносит незначительный вклад в общее использование энергии. Имея эту информацию в качестве основы, можно было бы увеличить объем рециклированного сырья, используемого для производства металлических продуктов, а не добывать металлы напрямую из руды. Хотя алюминий дает величайшую возможность сбережения энергии путем рециклирования, использование многих других видов лома может приводить к экономии энергии 30 % и более. [17]
В промышленности также находит широкое применение точечная сварка алюминия и его сплавов. Существенным в технологии точечной сварки этих металлов является очистка их поверхности от пленки окиси алюминия, которая, являясь тугоплавкой ( температура плавления около 2050), препятствует получению хорошего соединения. Очистка алюминия и его сплавов может производиться как механическим путем ( стальной щеткой или наждачной бумагой № 00 или 0), так и травлением в смеси серной и хромовой кислот. В последнем случае необходим очень тщательный контроль, вследствие чего химическая очистка применима, главным образом в крупном производстве. Для сварки алюминия и его сплавов требуются машины большой мощности, так как сварка ведется на жестких режимах. Более устойчивые результаты получаются в случае, когда машины оборудованы синхронным игнитронным прерывателем, а напряжение сети, питающей машину, достаточно устойчиво. [18]
Электролитический алюминий обычно содержит 99 5 - 99 7 % алюминия. Главными примесями в нем являются железо и кремний. Чистый алюминий по сравнению с электролитическим проявляет более высокие антикоррозионные свойства, обладает большей пластичностью и электропроводностью, и поэтому проблема очистки алюминия ( рафинирования) приобретает большое значение. [19]
Другой подход к экономике экстракции предложен Ллойдом [16], в частности, для гидрометаллургических процессов. При анализе стоимости реагентов оказалось, что стоимость переноса 1 кг-экв экстрагируемого вещества через межфазную поверхность постоянна и находится в пределах 7 5 - 12 5 долларов. Поэтому в ряде случаев, если концентрация растворенного вещества высока, может оказаться более экономичным экстрагирование примеси. Примером служит канадский процесс очистки алюминия, в котором из сульфатного раствора экстрагируется железо. Это связано с меньшими энергетическими затратами, чем экстракция алюминия. [20]
Проблема повышения чистоты алюминия за весь период развития производства алюминия занимала и продолжает занимать важное место. По мере возрастания требований к качеству алюминия были решены основные задачи, связанные со снижением металлических примесей. Эти задачи применительно к алюминию технической чистоты были решены путем совершенствования техники и технологии процесса электролиза. Для дальнейшего снижения примесей разработаны и внедрены в промышленном масштабе электролитический метод рафинирования алюминия и метод очистки алюминия зонной плавкой. Первым методом получается металл высокой чистоты, вторым - особой чистоты. [21]
Более электроположительные, чем алюминий, элементы ( железо, кремний и медь) на аноде не растворяются в отличие от более электроотрицательных ( магний, кальций и др.), которые накапливаются в электролите. На катоде же выделяется только алюминий. Так как плотность расплавленного алюминия 2 3 г / см3, то он всплывает, собирается на поверхности и служит катодом. Для предупреждения окисления его засыпают сверху тонким слоем размолотого электролита. При переплавлении также происходит некоторая очистка алюминия от механических примесей. [22]
Более электроположительные, чем алюминий, элементы ( железо, кремний и медь) на аноде не растворяются в отличие от более электроотрицательных ( магний, кальций и др.), которые накапливаются в электролите. На катоде же выделяется только алюминий. Так как плотность расплавленного алюминия 2 3 г / см3, то он всплывает, собирается на поверхности и служит катодом. Для предупреждения окисления его засыпают сверху тонким слоем размолотого электролита. По мере накопления алюминия его вычерпывают или сливают. При обеднении анодного сплава алюминием добавляют новые порции его. Анодный сплав заменяют свежим редко, так как очищаемый алюминий содержит небольшое количество примесей. При переплавлении также происходит некоторая очистка алюминия от механических примесей. [23]
Наиболее подробная методика ( 43 ] позволяет из навески образца - 1 г определить 40 - 45 элементов. Все примеси сначала разделяются на пять групп: часть элементов осаждается сероводородом из солянокислого раствора; из оставшегося раствора выделяется шестиводный хлорид алюминия и осаждается вторая группа элементов в виде гидроокисей; третья группа элементов осаждается в виде сульфидов из аммиачного раствора, четвертая - в виде карбонатов и пятая - в виде перхлоратов. Затем производится радиохимическое разделение элементов внутри групп. Редкоземельные элементы разделяются при помощи ионнообменной колонки. Содержание элементов определяется по у-спек-трам излучения. Многие элементы не были обнаружены в алюминии, полученном зонной плавкой, и в алюминии, полученном двойным электролизом. Автор делает вывод, что их концентрация ниже открываемого минимума. Метод отличается высокой чувствительностью. В работе [46] при изучении эффективности очистки алюминия методом зонной плавки все примеси были разбиты на три группы в зависимости от величины периода полураспада. В первую группу входят элементы с Т 2 - 3 час. В зависимости от группы элементов образцы облучают в реакторе с потоком 6 5 - 1013 нейтр / см2 / сек соответствующее время. Активность элементоз после радиохимического разделения измеряют на успектрометре или на пропорциональном счетчике. Для определения ванадия по короткожи-вующему изотопу V52 ( Т 2 6 мин. [24]
Наиболее подробная методика [43] позволяет из навески образца - 1 г определить 40 - 45 элементов. Все примеси сначала разделяются на пять групп: часть элементов осаждается сероводородом из солянокислого раствора; из оставшегося раствора выделяется шестиводный хлорид алюминия и осаждается вторая группа элементов в виде гидроокисей; третья группа элементов осаждается в виде сульфидов из аммиачного раствора, четвертая - в виде карбонатов и пятая - в виде перхлоратов. Затем производится радиохимическое разделение элементов внутри групп. Редкоземельные элементы разделяются при помощи ионнообменной колонки. Содержание элементов определяется по успек-трам излучения. Многие элементы не были обнаружены в алюминии, полученном зонной плавкой, и в алюминии, полученном двойным электролизом. Автор делает вывод, что их концентрация ниже открываемого минимума. Метод отличается высокой чувствительностью. В работе [46] при изучении эффективности очистки алюминия методом зонной плавки все примеси были разбиты на три группы в зависимости от величины периода полураспада. В первую группу входят элементы с Т 2 - 3 час. В зависимости от группы элементов образцы облучают в реакторе с потоком 6 5 - 1013 нейтр / см2 / сек соответствующее время. Активность элементов после радиохимического разделения измеряют на у спектрометре или на пропорциональном счетчике. Для определения ванадия по короткожи-вующему изотопу V52 ( 7 2 6 мин. [25]