Кендер мен минералдар

Алюминийдің қасиеттері және қолданылу облысы

Алюминий периодтық жүйенің 3 топ элементі, реттік нөмірі 13, атомдық салмағы 26,98. Тұрақты изотоптары жоқ, химиялық қосылыстарында әдетте ІІІ валентті. Техникалық таза Al (99,5%) 658⁰С-та балқиды, өте жоғары тазалықтағы Al (99,996%) балқу температурасы 660,24⁰С, t_қайн – 2500⁰С, қатты күйдегі тығыздығы 1000⁰С-та 2,35 г/см³.

Балқыған кезде Al көлемі 6,6 % ұлғаяды, механикалық өңдеу жеңіл, тазалығы өскен сайын, оның пластикалық қасиеті өседі.

Техникалық таза Al беріктігі 9 – 12 кг/мм², ұзаруы 18 – 20 %.

Al электрді және жылуды жақсы өткізеді, бұл қасиеті оның тазалық дәрежесіне байланысты өзгереді.

Al оттегіге тартылысы жоғары болғандықтан ауада өзінің жылтырлығын жоғалтады, жұқа өте берік алюминий тотығымен қапталады, ол металдың коррозияға тұрақтылығын көтереді.

Al сілтілерде, күкірт және тұз қышқылдарында жақысы ериді,

Al көптеген қасиеттеріне, бағасының арзандығы, басқа металдарды алмастыра алатындығына байланысты кеңінен қолданылады. Al әр түрлі қорытпалар түрінде қолданылады. Оның механикалық өңделуі жеңіл қорытпасы дюралюминий (3,4 – 4,0% Cu; 0,5%Mg; 0,5% Mn, қалғаны Al).

Кеңінен қолданылатын қорытпасы - силумин (құрамында 12 -13% SiO₂ бар). Сонымен қатар алюминий: электротехникада – кабельдер, шинопроводтар, конденсаторлар, айнымалы ток түзеткіштерін даярлауда; машина жасау, құрылыс, металдық конструкциялар жасауда, ядролық техникада, радиоэлектроникада, тұрмыста және т.б. салаларда кеңінен қолданылады.

Кендер мен минералдар

Al химиялық белсенді элемент болғандықтан табиғатта тек қосылыстар түрінде кездеседі.

Алюминий жер қабатындағы ең кеңінен таралған элементтердің бірі, оның жер қабатындағы мөлшері 7,45 %, металдардың ішінде 1 орында тұр. Алюминий кендерде тотыққан минералдар, қос сульфаттар және силикаттар түрінде болады.

Шамамен 250 минералдары бар.

Төменде алюминидің маңызды минералдары келтірілген (1-ші кесте).

1-ші кесте

Алюминидің өндірістік маңызды минералдары

Алюминий кендері келесі талаптарға жауап беруі тиіс:

1) Құрамында алюминий тотығының мөлшері жеткілікті мөлшерде жоғары болуы тиіс;

2) Табиғатта ірі кен көздері ретінде кездесуі тиіс.

3) Құрамындағы алюминий тотығын таза күйінде бөліп алу жеңіл болатын формада болуы тиіс.

Негізгі алюминий кендеріне келесі тау жыныстары жатады: бокситтер, нефелиндер, алунит, каолинит, кианит.

Бокситтер қазіргі кездегі алюминий өндересе жұмыс істейтін маңызды кен, құрамы күрделі, 42 кем емес химиялық элементтер кіреді. Сапасы құрамындағы Al₂O₃ және SiO₂ мөлшерімен анықталады. Сапалы кеннің құрамында Al₂O₃ мөлшері жоғары, SiO₂ төмен болады.

кремнийлік модуль

Кремнийлік модуль 7-ден үлкен болса жоғары сапалы боксит, төмен болса төменгі сапалы боксит болып саналады.

Бокситтер.

Өндіру технологиясында бокситтен Al₂O₃ жеңіл бөліп алу мүмкіндігі маңызды роль атқарады. Бокситтер «10» таңбалы мемлекеттік стандарты бар.

Боксит топырақ (саз) тәрізді, негізінен тасты жыныс. Құрамы, түсі әртүрлі. Ақ түстен қара-қоңырға дейін өзгереді, негізінен қоңыр-қызыл немесе құрамындағы темірдің мөлшеріне байланысты кірпіш –қызыл түсті. Fe₂O₃>15% болса жоғары темірлі бокситтер. Минералогиялық құрамы күрделі, 100-ге тарта минералдары бар. Негізгілері: диаспор, бемит, гидраргиллит, гиббсит, кальцит, сидерит, гематит, гетит, каолинит және т.б.

Құрамындағы гидроксидтердің формасына байланысты - бір сулы, үш сулы және аралас болып бөлінеді. Бір сулы – бемитті диаспорлар, Үш сулы – гидраргиллитті, аралас-бемитті т.б. Сонымен қатар сусыз және аз сулы бокситтер кездеседі (корунд).

Қазақстандағы боксит – гидраргиллиттік түрге жатады:Құрамы, %: Al₂O₃-40 – 50; SiO₂-5,0 – 15%; Fe₂O₃ -14 – 16,0; TiO₂- 2 – 3%. Ашық әдіспен өңделеді.

Нефелиндер

(Na, K)₂O·Al₂O₃·2SiO₂ - алюминий өндірісі үшін негізгі кешенді шикізат. Құрамында

Na₂O және K₂O бар.

Нефелин жоғары кремнийлі алюминий шикізаты, кешенді өңдеу арқылы глинозем, сода, поташ (K₂CO₃), цемент, сирек металдар.

Алуниттер.

Таза күйіндегі формуласы – K₂SO₄·Al₂(SO₄)₃·4Al(OH)₃. Табиғатта құрамына Na сілтісі кіретін алуниттер де кездеседі. Кешенді өңдеу арқылы Al₂O₃, H₂SO₄, K₂SO₄, Na₂SO₄ және сирек металдар өндіріледі.

Каолиндер

Кеңінен таралған каолинит минералы түрінде кездеседі (Al₂O₃ – 36 – 39%). Каолинді алюминий –кремний қорытпасы силикоалюминийді электротермиялық жолмен алу үшін пайдаланады.

Жоғары глиноземды силикаттардан (андалузит, силлиманит, кианит) алюминий мен кремнидің қорытпасы – силуминдер алуға болады