主要生产

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初级生产是氧化铝对纯铝金属熔化的过程。American Charles Martin Hall和Frenchman PaulHéroult的1886年霍尔 - Héroult进程同时发现了主要的工业过程,主要是铝制的主要工业过程。1888年,马丁创立了匹兹堡的第一个大型铝生产厂。匹兹堡的减少公司后来成为美国的铝公司,然后是美铝。

外卖的事实

  • 铝不以纯形式存在
    首先必须首先将金属形式化学精制成氧化铝,然后通过Hall-Héroult电解还原过程熔化成铝。
  • 铝土矿到铝还原因子
    每生产4磅铝土矿,就可以生产2磅氧化铝。每两磅氧化铝就能生产出一磅铝。
  • 节能趋势
    每吨铝生产,电气消耗从50年前所需的水平降低了50%。过去20年来,电能使用要求下降了大约10%。
  • 为什么铝不生锈
    铝与大气中的氧气发生反应。形成了一层薄薄的氧化铝(4纳米厚)。这层氧化铝保护金属免于进一步氧化,从而提供了铝的耐腐蚀性能。

铝的初级生产

如何制作铝

初级生产是制造新铝的过程(与二次生产,其中现有铝被再循环到纯金属中)。铝起源于铝土矿,通常在各种热带和亚热带地区的表土中发现的矿石。一旦开采,通过拜耳工艺将铝土矿矿石内的铝化学萃取到氧化铝化合物中。在第二步中,氧化铝通过Hall-Héroult工艺熔炼成纯铝金属。

Hall-Héroult进程:主要铝的制作方式

在Hall-Héroult过程中,氧化铝被溶解在内衬碳的钢制锅内的熔融冰晶石槽中。碳阳极被插入槽的顶部,电流通过阳极和槽。氧原子从氧化铝中分离出来,并与碳阳极结合,将剩余的熔融铝留在锅的底部。熔融铝被定期虹吸出来,并放置在保温炉中。熔化的铝从保温炉中铸造成锭。

Hall-Héroult过程的历史

Charles Martin Hall, a 20-year-old first-year student at Oberlin College (Ohio), began research to produce aluminum in 1880. Hall’s efforts were focused on methods to use electric current to extract pure aluminum from alumina (an oxide compound that contains aluminum and oxygen). One of Hall’s first challenges was to determine the correct liquid in which to dissolve the aluminum oxide. The use of water did not yield successful results; passing electricity through a water solution caused the water to break down into hydrogen and oxygen. Hall’s experimental approach was to dissolve alumina in another mineral, cryolite. On February 23, 1886, Hall had his first success. After running current through his equipment, small amounts of aluminum were precipitated. The Hall–Héroult process was invented independently and almost simultaneously in 1886 by Paul Héroult, a French chemist. In 1888, Hall opened the first large-scale aluminum production plant in Pittsburgh. The Reduction Company of Pittsburgh later became the Aluminum Company of America, then Alcoa.

电力在初级生产中的作用

当生产大规模电力时,铝的加工变得在经济上可行。如今,电力占生产铝成本的约20%至40%。按全国平均水平,铝产生产在美国产生的大约5%的电力。虽然在超过110年的铝加工历史上取得了持续的进展,但减少了使用的电力量,但目前没有可行的替代方案到Hall-Héroult过程。

期待:能源效率的提高

铝工业的重点是在铝的初级生产中提高节能。在过去的二十年里,Hall-Héroult生产过程的能源效率提高了20%。

主要生产可持续能源

由于北美大部分熔炼设施的地理位置,熔炼设施消耗的大约70%的电力来自水力发电。这种可再生能源极大地促进了行业制定的环境效率目标。

铝可以吸收钢的碰撞能量的两倍。

一磅接一磅,铝吸收两倍于钢的碰撞能量,在事故中表现同样出色。铝制的防撞轨道可以像手风琴一样折叠起来,这样可以分散能量,并将能量导向车辆的乘客。铝在停车距离、搬运和性能方面也具有优势。

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