Средневековые учёные, постигавшие алхимию, с самого её возникновения стремились узнать секрет создания философского камня, артефакта, способного преобразовывать любой металл в самое настоящее золото. На поиски потратили столько времени, так много технологий проверили, но технология не открылась. Зато алхимия смогла своими изысканиями продвинуть науку вперед, а также дать начало такой современной научной дисциплине, как химия. Вместо своей прабабки-алхимии, химия сегодня предлагает нам шанс пройти по не менее привлекательному пути обогащения. Сегодня рассмотрим технологию химии, позволяющей производить добычу алюминия из глины..
Технология
Ключ к достижению безбедной жизни в достатке, всё это время находился, в буквальном смысле, под ногами. Сегодня речь пойдёт о, так называемой, бокситной глине. Это очень распространённое сырьё. В её составе содержится значительный процент алюминия, который для полного счастья, остаётся лишь только получить из бокситов, применяя описанную здесь технологию. Данный материал можно найти во многих местах. Например, скрывается под слоем грунта в различных котлованах, у берегов рек, озер и вообще вблизи водоёмов.
По правде говоря, одним сырьём сыт, конечно, не будешь. Потребуется ещё помещение. Идеальным вариантом, конечно, стали бы площади заводского помещения, дабы сразу получить способность производить масштабный оборот добытого, но в начале сойдёт обычный гараж. Нужных нам результатов достигнем электрическим током.
Необходимые компоненты
Вот список вещей:
- графитовый порошок
- металлическая бочка
- сварочный аппарат
- бетономешалка
- бокситная глина
Сегодня, вышеперечисленное, за исключением бокситов, легко можно отыскать среди хозяйственных рынков и магазинов стройматериалов. Так давайте же от праздного теоретизирования перейдём к практике данной технологии. Правда, для старта необходимо найти место, откуда будете брать требуемое сырьё. Подгоните туда машину, которая может перевозить грузы весом полтонны. Именно такое количества бокситов предстоит набрать. Меньше пяти центнеров брать смысла нет. Складывая бокситы, учитывайте свои силы. Теперь отвезите собранное.
Процесс извлечения
1. Как только привезёте боксит, будет необходимо её просушить. Можно расстелить газеты, выложить собранное раннее сырьё. После этого взять самый обычный фен. При помощи него займитесь сушкой. Конечно же, куда предпочтительнее использовать с этой целью какой-нибудь серьёзный агрегат для сушки. Когда солнечная погода, подсушивание можно устроить снаружи. Правда стоит помнить о том, что надо следить за тем, чтобы высушенная глина не присохла к чему-нибудь. Для этого поверхность можно посыпать мукой или песком, смотря что у вас под рукой.
Материалы для литых форм
При открытом способе заливки часто используется самый простой материал, который всегда под рукой, это – кремнезем. Сначала земля укладывается с послойной трамбовкой. Между слоями закладывают макет отливки, который после тщательной трамбовки оставляет отпечаток в кремнеземе. Эту форму осторожно вынимают и заливают вместо нее алюминий.
Некоторые мастера используют при приготовлении основы формы речной песок с добавлением жидкого стекла. Также иногда применяется смесь цемента с тормозной жидкостью.
Видео:
Гипсовые формы
При изготовлении макета сложной формы часто используют гипс, который в основном может служить для разового процесса литья. При литье алюминия в гипсовую форму в качестве макетов используют парафин или пенопласт.
Восковой макет изделия заливается гипсом и после его сушки при высокой температуре расплавляется и сливается через специальное отверстие.
В случае изготовления макета из пенопласта его заливают гипсовой смесью и оставляют в ней до полного отвердевания формы. Горячий алюминиевый расплав заливают прямо на пенопласт. Благодаря высокой температуре металла происходит расплавление и испарение пенопласта, а его место занимает алюминиевый расплав, принимая заданную пенопластом форму.
При использовании пенопласта в качестве макета работы необходимо проводить в открытом пространстве или обеспечить хорошее проветривание помещения, т. к. продукты горения пенопласта вредны для человека.
Видео:
Типичные ошибки и советы для правильного проведения литья
- При работе с гипсом следует избегать типичных ошибок. Несмотря на то, что гипсовые формы являются удобным способом отливки нужных конфигураций деталей, этот материал очень чувствителен к влаге. При обычной сушке на воздухе она остается в составе гипса. Это вредит качеству алюминиевой отливки, т. к. может спровоцировать образование мелких раковин и пузырьков. Поэтому сушить гипсовые формы нужно несколько суток.
- Металл перед заливкой должен быть достаточно горячим, чтобы успеть заполнить всю форму, прежде чем начать отвердевать. Поэтому после достижения температуры расплавления с учетом быстрого остывания алюминия не надо затягивать с его разливкой в форму.
- Не рекомендуется окунать полученную отливку в холодную воду для ускорения процесса отвердевания. Это может нарушить внутреннюю структуру металла и приведет к трещинам.
Видео:
P.S. Всё, можете начинать литье в домашних условиях!
Результат
Не спешите взять металл у бочки! Он сейчас очень раскалён контактом сварочным аппаратом. Стоит пойти отдохнуть, позволить металлу остыть. Обычно трёх часов с лихвой хватает, чтобы нагретая металлическая бочка охладились. Полтонна сырья обычно даёт четверть тонны алюминия. Полученный из бокситов металл, конечно, вряд ли будет чистым настолько же, насколько получают на специальных предприятиях по очистке руды. У нас по итогу выйдет некая смесь, у которой доля алюминия будет от 80% до 90% примерно. Такой чистоты достаточно, чтобы отнести полученное ближайшему пункту, куда принимают цветные металлов да получить деньги за это. Правда, полной стоимости, конечно там никто не заплатит, но даже при таком условии за месяц заработать под сотню тысяч рублей реально.
Теперь известна буквальным образом находившаяся на поверхности технологии химии. А вообще, подумайте. Готовы ли взять риск или для вас привычная скучная каждодневная рутина официального трудоустройства приятнее, чем открывшаяся перспектива? Решайте.
Способ получения алюминия из глин, боксита и т. п.
АВТОРСНОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТЕНИЕ ИСА, боксита и т. пособа получения алюминия из г авторскому свидетельству А. 1928 года (ваяв.Ханин ид.а, заявленному б июня28605).но 31 декабря 1932 года,О выдаче авторского свидетельства опублико Изобретение касается способов полуне-ния алюминия из глины, боксита и т. п., путем осаждения алюминия электролитомиз растворов его солей, Согласно пред. лагаемому способу в качестве электролита применены растворы солей осаждаемых металлов в жидкостях, неразлагаемых этими металлами в момент их выделения (например, глицерине, ацетоне и т, п.), Изобретение предусматривает примеение в качестве электролита соединений алю. миния, неочищенных от железа, в каче-, стве же растворйтеля в вещес, не растворяющих соединения железа (глицерин, щелочные растворы алюминатов и проч,),На чертеже изображен вертикальный разрез ванны, употребляемой для получения алюминия электрическим способом,Разложение глины производится разло. жениемсерной кислотой кремнекислого алюминия глины, Для этого измельченная глина обливается избытком серной кисло. ты, затем добавляется вода, смесь перемешивается и оставляется в покое. От. стоявшийся кремнезем выпадает в осадок в виде, песка высокой чистоты (пригодного для выработки оптического стекла), раствор же, содержащий сернокислый алю миний, сернокислое железо и остаток свободной серной кислоты, фильтруется и переливается в резервуары для очистки от железа, производящейся одним из четырех вариантов.Вариант 1-ый. Остаток серной кислоты нейтрализуется прибавлением гашеной извести и в раствор прибавляется серная печень сернистый натр, кали Й или аммоний) в виде слабого водного раствора, в количестве, эквивалентном содержащЕмуся в растворе железу, определяемому для каждой загрузки лабораторным путем. При этих условиях сернистые щелочи реагируют прежде всего с солями железа, осаждая сернистое же- лезО и, вследствие этого, не успевают реагировать с солями алюминия Таким образом, при прибавлении эквивалентного количества серной печени, все содержащееся в растворе железо осаждается в виде сернистого и удаляется отстаиваниеми фильтрованием.Вариант 2-ой. В освобожденный от свободной кислоты раствор сернокислого железа и алюминия прибавляется серная печень в количестве, произвольно большем эквивалента железа, При этом избыток серной печени осаждает часть глиновема,который снова переводится в раствор по окончании осаждения, медленным прибавлением разведенной серной или соля- 2 -ной кислоты или раствора бисульфита натрия, или же других кислот или солей, в слабых растворах растворяющих гидат глинозема но не ейств ю их или слабо действующих на сернистое железо,удаляемое по окончании реакции отстаиванием и фильтрованием. Рд у щВ а р и а н т З-ий В раствор сернокислого алюминия и железа прибавляетсяаммиак, осаждающий окислы железа и глинозем: А 1 г(Я 04)з+6 ИН 40 Н =2 А 1(ОН), +3(ИНДгЯО. ге ЯО 4+ 2 ИН 4 ОН = Ге (ОН)г+ (ИН)г Я 04 ге (Я 01), + б ИНОН =2 Ге(ОН)з+3(ИН 4)г ЯООсадок отделяется отстаиванием и фильтрованием или обрабатывается горячим раствором едкого патра (или калия), растворяющего глинозем: А 1 (ОН)з+ ДИа ОН = А 1 (Иа 0)з+3 Нг 0нри этом железо остается в осадке,А 1 г (ЯО)з .+ б Са (ОН)г = 3 Са ЗО+ А 1 г . 3 Са О+ б Нг 0 ге Я 04+Са(ОН)г = СаЯ 04+ге(ОН)г Гег (ЯОДз + 3 Са(ОН)г = 3 Са ЯО+ 2 1.е (ОН)з,Отфильтрованный осадок всех перечисленных веществ обрабатывается раствором соды или глауберовой соли: А 1 г О 3 Са О + 3 Иаг СОз или 3 Иаг ЯО= 2 А 1 (Иа 0)з+ 3 Са СОз или 3 Са Я 01;Из полученного раствора алюмнната н атрия осаждается глинозем действием углекислоты, вызывающей образование -соды, или естественным распадом наглинозем и едкий натр (вызываемым прибавлением свежеосажденного глинозема). В первом случае сода, действием извести, переводится также в едкий натр, который снова идет для растворения глинозема. Первый фильтрат (раствор сернокислого аммония), обработкой гашеной известью, разлагается на гипс и аммиак, идущий при этом железо и гипс остаются в осад» ке с углекислой известью, а раствор алюмината натрия сливается и разлагается действием углекислоты на раствор соды и глинозем, при чем раствор соли снова идет для обработки алюмината кальция.Первые два варианта дают в результате очищенный раствор сернокислого алюминия, из которого может быть получен глинозем, например, выпариванием и прокаливанием сернокислой соли или осажде.нием аммиаком, как это указано при описании варианта 3-го. Два же последних варианта дают сразу глиноэем, который может быть проработан на чистые алюмиснова для осаждения окисей. Первая часть этого процесса может быть также применена для получения глинозема из очищейного сернистыми щелочами раст ора сернокислого алюминия. В этом сл,чае аммиаком осаждается чистый глинозем, отделяемый фильтрованием; аммиак регенерируется известью и т. д,В а р и а н т 4 ый, Раствор сернокислого алюминия и железа смешивается с известковым молоком, осаждающим гидраты железа, гипс и алюминат кальция,ниевые соли или непосредственно примевен для получения алюминия.Для прямого получения других чистых солей алюминия серную кислоту для об.- работки глины можно заменить другой кислотой; так, например, для непосредственного получения хлористого алюми ния из глины последнюю можно обрабатывать соляной кислотой и полученный раствор очищать от примесей железа сернистыми щелочами.Кроме глины, этим же способом можно обрабатывать боксит и другие содержащие алюминий минералы, хотя наиболее выгодна для обработки предлагаемымспособом именно глина, так как она не требует дробления, быстро растворяется в кислотах и не связана с определенным месторождением, как боксит и другие минералы,Из раствора алюминиевой соли алюминий по предлагаемому способу может бать получен электролизом мокрого пути. Этот способ электролиза основан на том явлении, что самые электро-отрицательные металлы могут выделяться в совершенно чистом виде из неводных растворов, т,-е, растворов разлагаемой соли в жидкостях, не взаимодействующих с свободными катионами в момент выделения, как, например, глицерин, гликоль и другие одно- атомные спирты, ацетон и другие аналогичные кетоны, уксуснокислый и другие амилы.Для возможно большего приближения условий электролиза таких растворов к условиям электролиза водных в ван подогреваются. Этим достигается повышение растворимости солей и, следовательно, облегчение возможности. поддержания высоких концентраций растворов, уменьшение вязкости таких растворителей, как глицерин, и увеличение электропроводности, происходящее как от повышения концентрации солей, так и непосредственно от повышения температуры.Полученйе металлов из растворов их соединений по этому способу (электролизом с нерастворимыми анодами) производится в ванне с пористой перегородкой, при чем, в случае выделения взаимодействующих с растворителем анионов, раствором разлагаемой соли в соответствующем растворителе наполняется только катодное пространство; анодное же наполняется водным раствором выделяемого на аноде продукта, .к которому, для увеличения электропроводности, могут быть прибавлены нейтральные соли или кислоты.Электролиз производится в ванне, схематически изображенной на чертеже Ток подводится к катоду 4, представляющему алюминиевый или медный» лист, и к свинцовому, угольному или магнетитовомуаноду 5. Катодноеи анодное 2 пространства разделены пористой перегородкой 3, при чем католитом служит растворразлагаемой алюминиевой соли в указанных растворителях, анолитом же в , вода с примесью некоторых нейтральных солей, или другая жидкость, неразлагаемая свободными анионами. Непрерывное насыщение солями, подогревание и перемешивание католита достигаются циркуляцией раствора по трубам б и 9 через нагреваемый резервуар большой емкости, на дне которого постоянно находится избыток алю. миниевой соли. Образующаяся на поверхности анода 5 серная кислота, хлор или какой-либо другой анодный продукт отводится по трубам 8, расположенным так, что они захватывают наиболее близко лежащие к аноду слои жидкости, т.-е, отводят наиболее концентрированный раствор анолита, Для поддержания же постоянного уровня в анодном пространстве 2 по .трубе 7 непрерывно подается вода.Алюминиевые катоды, по достижении определенной толщины, переплавляются, медные же катоды, соответственно окисленные на поверхности, допускают легкое снятие алюминиевого слоя. Таким образом, этот способ дает возможность прямого получения листового алюминия, Электролизу подвергается раствор серно- кислого алюминия глинозема (растворяю. щегося в растворах щелочей в глицерине), хлористый алюминий, двойная соль цианйстого алюминия и калия, получаемая растворением глинозема в растворе цианистого калия, алюминат кальция, получаемый непосредственно при выщелачивании глицерином осадка гипса, окислов железа и алюмината,Применяя подходящий растворитель для электролиза, можно устранить процесс очистки алюминиевых соединений от железа. Для этого означенный растворитель должен растворять определенные соли алюминия, но не растворять таких же солей железа. Например, для сернокислого алюминия и железа такими растворителями являются уксуснокислый амил, глицерин, для окиси алюминия и железа — щелочной раствор алюмината натрия в глицерине и проч.При применении таких растворителей получение алюминия значительно упрощается, так как при этом процесс состоит всего из двух операций; обработки глины кислотой, сливания раствора и выпаривания его или осаждения нечистого глинозема и растворения полученной солив соответствующем растворителе и алек.тролиз раствора,Предмет изобретения.1. Способ получения алюминия из глин, боксита и т. ппутем осаждения алюминия из растворов солей алюминия электролизом, отличающийся тем, что в качестве электролита применяют растворы солей осаждаемых металлов в жидкостях, неразлагаемых этими металлами в момент их выделения, например, глицерине или ацетоне и т. п., при чем, в случае выделения взаимодействующих с электролитом анионов при электролизе с нераствори. мыми анодами, ванну разделяют пористой перегородкой и в качестве. анолита применяют раствор анодного продукта в воде или другую жидкость, неразлагаемую свободными анионами, а в качестве като- лита — раствор алюминиевой соли в указанных растворителях.2. Электролитический способ получения алюминия согласно п, 1, отличающийся тем, что в качестве электролита применяют соединения алюминия, нефйищенные от железа, в качестве же растворителя применяют вещества, не растворяющие соединения железа, как, например, глицерин, щелочные растворы алюминатов и проч.
Смотреть
