1 TIỂU LUẬN
CÁC QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT CƠ BẢN
***

LUYỆN NHÔM Nhóm thực hiện
Trịnh quang Vinh
Hoàng Thị Lưu
Chu Văn Thiện
Đoàn Thanh Tuấn
2

Mục lục
PHẦN I 4
I. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT NHÔM TRÊN THẾ GIỚI HIỆN NAY 4
I.1 Giới thiệu chung về nhôm 4
I.2 Lịch sử ngành Sản xuất nhôm 6
I.3 Tình hình sản xuất và sử dụng nhôm hiện nay trên thế giới 8
II. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT NHÔM TẠI VIỆT NAM HIỆN NAY 11
II.1 Phân bố quặng nhôm và tình hình sản xuất trong nước 11

Nhôm là một kim loại mềm, nhẹ với màu xám bạc ánh kim mờ, vì có một lớp
mỏng ôxi hóa tạo thành rất nhanh khi nó để trần ngoài không khí. Tỷ trọng
riêng của nhôm chỉ khoảng một phần ba sắt hay đồng; nó rất mềm (chỉ sau
vàng), dễ uốn (đứng thứ sáu) và dễ dàng gia công trên máy móc hay đúc; nó
có khả năng chống ăn mòn và bền vững do lớp ôxít bảo vệ. Nó cũng không
nhiễm từ và không cháy khi để ở ngoài không khí ở điều kiện thông thường

Tổng quát
Tên, Ký hiệu, Số Nhôm, Al, 13
Phân loại kim loại yếu
Nhóm, Chu kỳ, Khối 13, 3, p
Khối lượng riêng, Độ cứng 2.700 kg/m³, 2,75
Bề ngoài màu trắng bạc

Tính chất nguyên tử
5
Khối lượng nguyên tử 26,981538 đ.v.
Bán kính nguyên tử (calc.) 125 (118) pm
Bán kính cộng hoá trị 118 pm
Cấu hình electron [Ne]3s
2
3p
1

e
-
trên mức năng lượng 2, 8, 3

2. 1.816,7 kJ/mol
3. 2.744,8 kJ/mol
4. 11.577 kJ/mol
5. 14.842 kJ/mol
6. 18.379 kJ/mol
7. 23.326 kJ/mol
8. 27.465 kJ/mol
9. 31.853 kJ/mol
10. 38.473 kJ/mol
11. 42.647 kJ/mol
12. 201.266 kJ/mol
13. 222.316 kJ/mol

I.2 Lịch sử ngành Sản xuất nhôm
Mặc dù nhôm là nguyên tố phổ biến trong vỏ trái đất (8,1%), nó lại hiếm ở
dạng tự do và đã từng được cho là kim loại quí có giá trị hơn vàng (Người ta
nói rằng Napoleon III của Pháp có các bộ đồ ăn bằng nhôm dự phòng cho
những người khách quý nhất của ông. Những người khách khác chỉ có bộ đồ
ăn bằng vàng). Vì thế nhôm là kim loại tương đối mới trong công nghiệp và
được sản xuất với số lượng công nghiệp chỉ khoảng trên 100 năm.
Khi mới được phát hiện nhôm rất khó tách ra khỏi các loại đá có chứa nó. Vì
toàn bộ nhôm của Trái Đất nằm trong các hợp chất nên nó là kim loại khó
nhận được nhất. Lý do là nhôm bị ôxi hóa rất nhanh và ôxít nhôm là một hợp
chất cực kỳ ổn định, không giống như gỉ sắt, nó không bị bong ra.
7

Người khởi nghiệp

khi giá điện thấp < 3 US cent/kWh. Để có được giá thành hạ, các công ty
thường có nhà máy điện riêng, hầu hết là thuỷ điện như Alcan có tới 11 nhà
máy thuỷ điện với tổng công suất 4.156 MW, Alcoa tự sản xuất được 25%
lượng điện cho sản xuất

Tái chế nhôm

Sự tái chế nhôm từ các phế thải đã trở thành một trong những thành phần quan
trọng của công nghiệp luyện nhôm. Việc tái chế đơn giản là nấu chảy kim
loại, nó rẻ hơn rất nhiều so với sản xuất từ quặng. Việc tinh chế nhôm tiêu hao
nhiều điện năng; việc tái chế chỉ tiêu hao khoảng 5% năng lượng để sản xuất
ra nó trên cùng một khối lượng sản phẩm. Một thực tế phổ biến cho đến đầu
thập niên 1900 là việc tái chế nhôm là không mới. Tuy nhiên, nó là lĩnh vực
hoạt động trầm lắng cho đến tận những năm cuối thập niên 1960 khi sự bùng
nổ của việc sử dụng nhôm để làm vỏ của các loại đồ uống cuối cùng đã đưa
việc tái chế nhôm vào trong tầm chú ý của cộng đồng. Các nguồn tái chế
nhôm bao gồm ô tô cũ, cửa và cửa sổ nhôm cũ, các thiết bị gia đình cũ,
contener và các sản phẩm khác.
I.3 Tình hình sản xuất và sử dụng nhôm hiện nay trên thế giới

9 Tình hình sản xuất nhôm từ năm 2000 đến hết năm 2007 trên
thế giới: ( Số liệu của IAI )

10


II.2.1 Nh à máy luyện nhôm Bảo Lâm-Lâm Đồng( trực thuộc Tổng công ty
khoáng sản Việt Nam thuộc Tập đoàn Công nghiệp Than và Khoáng sản Việt
Nam )
Công suất : 600.000 tấn/năm.
Dự kiến bắt đầu hoạt động năm 2009
13
II.2.2 Nhà máy nhôm Asia Vina – Taiwan (thuộc Công ty Thương mại tổng
hợp Quảng Bình)
Nhà máy nhôm Asia Vina - Taiwan là một trong 5 doanh nghiệp hàng đầu ở
Việt Nam kể cả doanh nghiệp có hơn 100% vốn nước ngoài và liên doanh về
sản xuất các loại nhôm thanh định hình đạt tiêu chuẩn chất lượng quốc tế, có
sức cạnh tranh cao. Nhà máy hiện có 3 dây chuyền công nghệ hiện đại sản
xuất các loại nhôm thanh, 2 hệ thống mạ hoàn thiện sản phẩm, hệ thống đúc
nhôm để nấu lại toàn bộ dư liệu trong quá trình sản xuất, vừa triệt để tiết kiệm
nguyên liệu đắt tiền, vừa làm cho nhà máy giảm thiểu phế thải đến mức cao
nhất, cùng với các máy kiểm tra độ cứng của thanh nhôm, độ dày lớp mạ sản
phẩm và hệ thống kiểm tra cơ, lý hoá của sản phẩm đạt yêu cầu chính xác cao.
Công suất : Từ 3.500 đến 3.700 tấn sản phẩm/ năm

Ngoài ra còn rất nhiều các cơ sở đúc nhôm và chế tạo nhôm thành phẩm
nhỏ l ẻ.

Tham khảo :
-
2
O
3
100
Diaspo, bơmit Al
2
O
3
. H
2
O (AlOOH) 85
Spinel Al
2
O
3
. MgO 71
Hydraogilit, ghipxit

Al
2
O
3
. 2H
2
O; Al(OH)
3

65,4

Kianit, antalunit, silimanit Al

3
.4Al(OH)
3

37

Nephelin (Na,K)
2
O.Al
2
O
3
. 2SiO
2
32,3 – 35,9

Trong các loại quặng, Boxit là quặng nhôm quan trọng nhất, trong boxit nhôm
tồn tại dưới dạng diaspo, bơmit, hydraghilit, ghipxit và đôi khi cả caolinit và
corundum. Thành phần hóa học của quặng bôxit dao động khá lớn:
Al
2
O
3
: 35-60% SiO
2
: 0,5-25%
Fe
2
O
3

điện phân Nhôm trong môi tr-ờng nóng chảy chiếm địa vị chủ yếu trong
công nghệ sản xuất nhôm. Sau đây là l-u trình sản xuất nhôm hiện nay:
17

18
II. SN XUT NHễM OXIT

Có 2 ph-ơng pháp sản xuất nhôm oxit chủ yếu:
- Ph-ơng pháp Baye
- Ph-ơng pháp Kiềm thiêu kết II.1.Ph-ơng pháp Baye

- Ph-ơng pháp Baye thực chất là ph-ơng pháp dùng dung dịch NaOH để hoà


Cô đặc và
costic hoá

Mầm
Al(OH)
20
Các khâu chính của quá trình sản xuất Nhôm ôxit gồm :
1.Hoà tách bôxit
2.Khuấy phân hoá dung dịch NaAlO
2

3.Nung Nhôm hyđrôxit
4.Cô đặc dung dịch cái và costic hoá.

II1.1.Hoà tách bôxit:

- Bôxit sau khi nghiền nhỏ trộn vào với Kiềm cho vào Ôtôcla(thiết bị hoà
tách). Trong Ôtôcla xảy ra tác dụng của dung môi với các thành phần của bôxit.
- Nhôm ôxit trong bôxit phần lớn ở dạng ngậm n-ớc(hiđrôxit) khi hoà tách sẽ
tác dụng với NaOH tạo natri aluminat theo phản ứng sau :
Al(OH)
3
+ NaOH + aq = NaAl(OH)
4
+ aq
AlOOH + NaOH + aq = Na Al(OH)

O + NaOH
21
- Hợp chất Natri alumosilicat ngậm n-ớc không tan trong NaOH ở dạng rắn,
lẫn vào cặn đỏ.
- Phản ứng trên có ích là khử SiO
2
trong dung dịch nh-ng có hại là gây mất
mát Kiềm và Al. Hàm l-ợng SiO
2
trong bôxit càng lớn thì hàm l-ợng mất mát
kiềm và Al càng nhiều => ph-ơng pháp Baye chỉ áp dụng cho các loại
quặng có hàm l-ợng SiO
2
thấp.
- Hiệu suất của quá trình hoà tách phụ thuộc vào nhiều nhân tố : Nhiệt độ,
thời gian, nồng độ dung dịch, tỉ số rắn lỏng, bản chất quặng.

II.1.2.Khuấy phân hoá dung dịch natri aluminat.

- Sau lắng lọc dung dịch natri aluminat đ-ợc đem đi khuấy phân hoá. Dung
dịch này phân hoá tạo ra nhôm hiđrôxit theo phản ứng sau:
Na AlO
2
+ H
2
O -> Al(OH)
3

- Mục đích của khuấy là làm cho nồng độ dung dịch đồng đều và hạt
tinh thể luôn ở trạng thái lơ lửng.
- Sau khi khuấy phân hoá, dung dịch có tỉ số costic là 3,6-3,7.Kết tinh
xong đ-a Al(OH)
3
đi phân cấp. Loại Al(OH)
3
có cỡ hạt lớn đem đi rửa và
nung, còn loại hạt nhỏ cho quay lại mầm kết tinh cho quá trình sau. Dung
dịch cái sau khi khuấy phân hoá đ-ợc đem đi cô đặc và costic hoá.

II.1.3.Nung Al(OH)
3

Mục đích của việc đem nung là làm mất n-ớc của Al(OH)
3
để thu đ-ợc
Al
2
O
3
theo phản ứng:
2Al(OH)
3
Al
2
O
3
+ 3H
2

2
để costic hoá theo phản ứng:
Na
2
CO
3
+ Ca(OH)
2
= 2NaOH + CaCO
3

- Sau đó lắng lọc, thải bã, dung dịch đem dùng lại.

Một số u nhợc điểm của phơng pháp này:

-Ưu điểm: L-u trình đơn giản, chất l-ợng sản phẩm tốt, giá thành hạ.
-Nh-ợc điểm: Chỉ thực hiện với quặng bôxit có hàm l-ợng SiO
2
thấp mới có
lợi về mặt kinh tế.

II.2. Ph-ơng pháp Kiềm thiêu kết

Khi hàm l-ợng SiO
2
trong quặng cao, dùng ph-ơng pháp Baye để sản xuất sẽ
không có lợi về mặt kinh tế do làm mất mát nhôm ôxit và kiềm. Ph-ơng pháp
kiềm thiêu kết cho phép chế biến một cách hợp lí các loại quặng có hàm l-ợng
Silic cao.
Thực chất của ph-ơng pháp là đem hỗn hợp Bôxit - Na

chính sau: Thiêu kết, hoà tách thiêu kết phẩm, khử silic, cacbonat hoá, nung.
25

§¸ v«i

Xay nghiÒn
B«xit

Xay
nghiÒn

Phèi liÖu
Thiªu kÕt
NgiÒn thiªu kÕt
phÈm

Hoµ t¸ch
L¾ng läc
Khö silic
L¾ng läc

dd
NaAlO
s¹ch

Cacbonat
ho¸