Ngày nay, trong công nghiệp sản xuất cũng như trong việc thiết kế nhà thì nhôm định hình đã trở thành một vật liệu không thể thiếu và được sử dụng rộng rãi.

Nên chúng ta cũng biết ít nhiều về nhôm định hình, nhưng mấy ai biết được quá trình để tạo ra nhôm - nguyên liệu thô hay còn gọi là phôi nhôm , nguyên liệu thiết yếu để làm ra một thanh nhôm định hình.

Vì thế , nay chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu về quá trình tạo ra NHÔM.

Trước hết chúng ta cùng tìm hiểu sơ về nhôm định hình và nhôm

Nhôm định hình phổ biến nhất trong các ngành công nghiệp như :

• Sản xuất hệ thống băng tải

• Sản xuất bàn thao tác

• Sản xuất khung nhôm cửa kính

Nhôm định hình là những thanh nhôm đã qua xử lý kim loại nhằm tối ưu đặc tính của nhôm.  Vật liệu nhôm có màu trắng bạc, mềm, dễ gia công. Nhôm chúng ta đang sử dụng là loại hợp kim nhôm. Thành phần phụ gia thường là Si, Mg 5%.

Công dụng của thanh nhôm định hình :

• Có khả năng chống thấm đối với thời tiết mưa bão khắc nghiệt.

• Có khả năng cách âm, cách nhiệt cao

• Chịu lực tốt, khả năng oxy hóa thấp

• Nhôm là loại vật liệu có tải trọng nhẹ so với các kim loại khác. Việc vận chuyển và thi công cũng trở nên dễ dàng hơn.

Mọi người có thể tham khảo thanh nhôm định hình của Việt Thống Hưng Thịnh luôn đảm bảo chất lượng không bị cong vênh với tính thẩm mỹ cao và đặc biệt là đạt được độ bóng và bền màu theo thời gian.

Nhôm

Nhôm là nguyên tố kim loại dồi dào thứ ba trong lớp vỏ trái đất, bao gồm 8% đất và đá của hành tinh (oxy và silicon lần lượt chiếm 47% và 28%).

Trong tự nhiên, nhôm chỉ được tìm thấy trong các hợp chất hóa học với các nguyên tố khác như lưu huỳnh, silic và oxy.

Nhôm kim loại nguyên chất chỉ có thể được sản xuất kinh tế từ quặng nhôm oxit

Nhôm kim loại có nhiều đặc tính làm cho nó hữu ích trong nhiều ứng dụng.

• Nhẹ, mạnh, không từ tính và không độc hại.

• Dẫn nhiệt và điện và phản xạ nhiệt và ánh sáng.

• Chịu được dưới cái lạnh cực độ mà không trở nên giòn.

• Bề mặt nhôm nhanh chóng bị oxy hóa tạo thành một rào cản vô hình đối với sự ăn mòn. Hơn nữa, nhôm có thể dễ dàng tái chế thành các sản phẩm mới.

Nguyên liệu để tạo ra nhôm

Các hợp chất nhôm xảy ra trong tất cả các loại đất sét, nhưng quặng dùng nhiều nhất để sản xuất nhôm nguyên chất là bauxite.

• Bauxite bao gồm 45-60% oxit nhôm, cùng với các tạp chất khác nhau như cát, sắt và các kim loại khác.

• Mặc dù một số mỏ bauxite là đá cứng, hầu hết bao gồm các bụi bẩn tương đối mềm, dễ dàng đào từ các mỏ lộ thiên.

• Phải mất khoảng 4 lb (2 kg) bauxite để tạo ra 1 lb (0,5 kg) kim loại nhôm.

Caustic soda (natri hydroxit) được sử dụng để hòa tan các hợp chất nhôm có trong bauxite, tách chúng ra khỏi tạp chất. Tùy thuộc vào thành phần của quặng bauxite, một lượng nhỏ các hóa chất khác có thể được sử dụng trong khai thác nhôm như tinh bột, vôi và natri sunfua.

Thành phần chính khác được sử dụng trong hoạt động luyện kim là carbon.

• Khoảng nửa pound (0,2 kg) carbon được sử dụng cho mỗi pound (2,2 kg) nhôm được sản xuất.

Bởi vì luyện nhôm liên quan đến việc truyền một dòng điện qua chất điện phân nóng chảy, nó đòi hỏi một lượng lớn năng lượng điện. Trung bình, sản xuất 2 lb (1 kg) nhôm cần 15 kilowatt-giờ (kWh) năng lượng. Chi phí điện chiếm khoảng một phần ba chi phí luyện nhôm.
 

Quá trình sản xuất nhôm

Việc sản xuất nhôm được thực hiện theo hai giai đoạn:

• Quy trình tinh luyện quặng bauxite để thu được oxit nhôm

• Quy trình Hall-Heroult để nấu chảy oxit nhôm để giải phóng nhôm nguyên chất.

Quy trình tinh luyện quặng Bauxite :

1. Đầu tiên, quặng bauxite được nghiền bằng cơ học. Sau đó, quặng nghiền được trộn với Caustic soda (natri hydroxit) và được xử lý trong máy nghiền để tạo ra bùn có chứa các hạt quặng rất mịn.

2. Bùn được bơm vào nồi nấu, bể có chức năng như nồi áp suất. Bùn được làm nóng đến 110-270°C dưới áp suất 50 lb / trong 2 (340 kPa).
Những điều kiện này được duy trì trong một thời gian từ nửa giờ đến vài giờ. Có thể thêm natri hydroxit để đảm bảo rằng tất cả các hợp chất chứa nhôm được hòa tan.

3. Bùn nóng, hiện là dung dịch natri aluminat, đi qua một loạt các bể chứa flash làm giảm áp suất và thu hồi nhiệt có thể được tái sử dụng trong quá trình tinh chế.

4. Bùn được bơm vào bể lắng. Khi bùn nằm trong bể này, các tạp chất sẽ không hòa tan trong natri hydroxit lắng xuống đáy tàu.

5. Sau khi các tạp chất lắng xuống, chất lỏng còn lại, trông giống như cà phê, được bơm qua một loạt các bộ lọc vải.

• Bất kỳ hạt tạp chất mịn nào còn lại trong dung dịch đều bị giữ lại bởi các bộ lọc.

• Vật liệu này được rửa để thu hồi nhôm oxit và natri hydroxit có thể được tái sử dụng.

6. Chất lỏng được lọc được bơm qua một loạt các bể chứa chất kết tủa cao.

• Các tinh thể hạt của alumina hydrate (alumina liên kết với các phân tử nước) được thêm vào thông qua đỉnh của mỗi bể. Các tinh thể hạt phát triển khi chúng lắng qua chất lỏng và nhôm oxit hòa tan gắn vào chúng.

7. Các tinh thể kết tủa (lắng xuống đáy bể) và được loại bỏ.

• Sau khi rửa, chúng được chuyển đến lò nung để nung (nung nóng để giải phóng các phân tử nước được liên kết hóa học với các phân tử nhôm oxit).

• Một băng tải di chuyển một dòng tinh thể liên tục vào một lò quay

• Nhiệt độ 1.100 ° C làm mất các phân tử nước, để lại các tinh thể nhôm oxit khan (không nước). Sau khi rời lò, các tinh thể đi qua một bộ làm mát.

Quá trình Hall-Heroult :

Việc nấu chảy alumina thành nhôm kim loại diễn ra trong thùng thép gọi là nồi khử. Đáy nồi được lót bằng carbon, hoạt động như một điện cực (chất dẫn điện) của hệ thống.

Các điện cực đối diện bao gồm một bộ thanh carbon lơ lửng phía trên nồi; chúng được hạ xuống thành dung dịch điện phân và giữ khoảng 1,5 in (3,8 cm) trên bề mặt nhôm nóng chảy tích tụ trên sàn nồi.

Các nồi khử được sắp xếp theo hàng bao gồm 50-200 chậu được nối tiếp để tạo thành một mạch điện.

Mỗi dây chuyền có thể sản xuất 60.000-100.000 tấn nhôm mỗi năm.

8. Trong nồi khử, các tinh thể nhôm oxit được hòa tan trong cryolit nóng chảy ở nhiệt độ 960-970 °C để tạo thành dung dịch điện phân sẽ dẫn điện từ các thanh carbon đến lớp lót carbon của nồi.

• Một dòng điện trực tiếp (4-6 volt và 100.000-230.000 ampe) được truyền qua dung dịch. Kết quả là phá vỡ liên kết giữa các nguyên tử nhôm và oxy trong các phân tử nhôm oxit.

• Oxy được giải phóng bị thu hút bởi các thanh carbon, nơi nó tạo thành carbon dioxide. Các nguyên tử nhôm được giải phóng lắng xuống đáy nồi dưới dạng kim loại nóng chảy.

• Quá trình nấu chảy là một quá trình liên tục.

• Nhôm nóng chảy nguyên chất tích tụ ở đáy nồi và được hút sạch.

9. Một chén nung được chuyển xuống dây chuyền, thu được 4.000 kg nhôm nóng chảy, nguyên chất 99,8%.

• Kim loại được chuyển đến lò giữ và sau đó đúc (đổ vào khuôn) dưới dạng thỏi.

• Một kỹ thuật phổ biến là đổ nhôm nóng chảy vào khuôn dài, nằm ngang. Khi kim loại di chuyển qua khuôn, bên ngoài được làm mát bằng nước, làm cho nhôm cứng lại.

• Giống như quá trình nấu chảy, quá trình đúc này cũng liên tục.