Bài thuyết trình: Quy trình sản xuất nhôm từ quặng bô xít

Ấ

Ừ

Ặ

Ả QUY TRÌNH S N XU T NHÔM  T  QU NG BÔ XÍT

Aluminum

L P: Ớ 14CH111

NHÓM 10:

Ế

Ị Ậ ƯỜ

Ị Ễ Ễ

VÕ TH  AN  NGUY N TH  TUY T TRÂM  NGUY N NH T C

NG

Alumina

Ễ

GVHD: Th.S NGUY N THÁI THANH TRÚC

Bauxite

Ộ

N I DUNG

1

Ổ

Ề T NG QUAN V  BÔ XÍT &  NHÔM

Ử Ề

Ị

1.1.

L CH S  V  NHÔM VÀ BAUXITE

• Năm 1808: Humphrey Davy đã xác đ nh đ

ị ượ ố ạ c g c kim lo i phèn chua (alum)

ặ và đ t tên cho nhôm là aluminum.

• Năm  1821:  Piere Berthier phát hi n ra qu ng bauxite đ u tiên g n ngôi làng

ệ ặ ầ ầ

ướ ặ les Baux, n c Pháp và đ t tên là bauxite.

• Năm  1825:   Hans  Christian  Oersted (Đan  M ch)  đã  tách  đ

ạ ượ ộ ượ c  m t  l ng

• Năm 1827 : Freidrich Wohler (Đức) đã phát triển một phương pháp sản  xuất bột nhôm thông qua một phản ứng hóa học giữa kali và clorua khan.

2

ỏ ừ nh  nhôm t bauxite.

Ổ

Ề T NG QUAN V  BÔ XÍT &  NHÔM

Ử Ề

Ị

1.1.

L CH S  V  NHÔM VÀ BAUXITE

ả ấ

• Năm  1854 : Henri  Sainte­Claire  Deville (Pháp)  đã  s n  xu t  nhôm  công   paris.

ệ ạ ở ầ nghi p đ u tiên t i nhà máy javel

• Năm 1885: Hamilton Y. Cassner (M ) c i ti n quy trình s n xu t nhôm c a

ủ ả ấ

ượ ả ỹ ả ế ấ ấ Deville và 15 t n nhôm đã đ c s n xu t trong năm đó.

• Năm  1886 :  Charles  Hall  (My )  va   Paul  Heroult  (Pháp)  đ ng  phát  minh  ra

̃ ̀ ồ

́ ́ ệ ̉ ̉ ̣ qua  trình đi n phân alumina đê san xuâ t nhôm kim loai.

• Năm  1889:  Karl  Bayer  (Áo)  gi

̀ ́ ớ ệ ̣ i  thi u  quy  trình  Bayer  nhă m  ta ch  môt

3

́ ơ ư ̣ ượ l ng l n nhôm t ̀  quăng bauxite.

Ổ

Ề T NG QUAN V  BÔ XÍT &  NHÔM

1.2.

BÔ XÍT (BAUXITE)

• Bô xít là m t lo i qu ng nhôm tr m tích có màu h ng,

ạ ặ ầ ộ ồ

nâu…

• Hình  thành  t

ừ quá  trình  phong  hóa  các  đá  giàu  nhôm

ặ ướ ở ho c  tích  t ụ ừ   t ặ   các  qu ng  có  tr c  b i  quá  trình  xói

mòn.

• Khá ph  bi n trong l p v  trái đ t.

ự

Hình 1 – s  phong hóa đá

•

ổ ế ấ ỏ ớ

4

ườ ố ở ệ ớ ậ ệ Th ng  phân  b các  vùng  nhi ặ t  đ i  ho c  c n  nhi t

đ i.ớ

Ổ

Ề T NG QUAN V  BÔ XÍT &  NHÔM

1.2.

BAUXITE

ự

Hình 1 – s  phong hóa đá

5

ề 1.2.1. Khái quát v  bô xít

Ổ

Ề T NG QUAN V  BÔ XÍT &  NHÔM

1.2.

BAUXITE

ả

ứ

ể

ặ

ạ

ặ

B ng 1 – Đ c đi m các d ng khoáng chính ch a nhôm trong qu ng bô  xit

6

ề 1.2.1. Khái quát v  bô xít

Ổ

Ề T NG QUAN V  BÔ XÍT &  NHÔM

1.2.

BÔ XÍT (BAUXITE) ề

ủ ế ủ

ả

ầ

ọ

B ng 2 – Thành ph n hóa h c ch  y u c a bô xít

7

1.2.1. Khái quát v  bô xít

Ổ

Ề T NG QUAN V  BÔ XÍT &  NHÔM

1.2.

BÔ XÍT (BAUXITE)

`

ố ữ ượ

ộ ố

ế ớ

ặ

ố

ệ

Hình 2 – phân b  tr  l

ng qu ng bô xit trên m t s  qu c gia th  gi

i và Vi

t Nam

8

Ổ

Ề T NG QUAN V  BÔ XÍT &  NHÔM

1.2. NHÔM (ALUMINUM)

ệ ắ ạ • Ký hi u: Al, màu tr ng b c

• Trong t

ự ỉ ồ ạ ở ạ ệ ấ nhi n ch  t n t ợ  d ng h p ch t. i

• Nh , d n đi n, d n nhi

ẹ ẫ ệ ẫ ệ ố t t t.

• Khá m m, d  kéo s i, d  dát m ng.

•

ễ ễ ề ỏ ợ

ố ứ ế là nguyên t th  3 (sau oxy và silic), Chi m 8%

ố ượ ắ ủ ấ kh i l ng r n c a trái đ t.

9

ấ ủ Hình 3 – Tính ch t c a nhôm ặ ứ • Qu ng chính ch a nhôm là bô xít.

Ổ

Ề T NG QUAN V  BÔ XÍT &  NHÔM

1.2. NHÔM (ALUMINUM)

ấ ậ

ủ

ấ

ả B ng 3 – Các tính ch t chung và tính ch t v t lý c a  nhôm

10

Ổ

Ề T NG QUAN V  BÔ XÍT &  NHÔM

1.2. NHÔM (ALUMINUM)

ổ

ộ

ấ

T ng C ng vào tháng 2 năm 2017 : 4.657 nghìn t n nhôm

11

ả ượ

ế ớ

Hình 4 – S n l

ng nhôm trên th  gi

i

Ấ

Ả QUY TRÌNH S N XU T NHÔM

2.1.

QUY TRÌNH S N XU T

Ả ấ

Ấ ả § Quy trình s n xu t nhôm:

• Giai đo n 1: Tinh ch  oxit nhôm t

ế ạ ừ ặ qu ng bô xít.

• Giai đo n 2: Luy n nhôm t ự

ừ ệ ạ oxit nhôm.

§ D a trên 2 ph

ươ

•Ph

ươ ươ ấ ể ế ế ố ng pháp ít t n kém nh t đ  ch  bi n

ng pháp: ng pháp Bayer: là ph ề ượ ấ ừ ặ đ qu ng bô xít.

ươ ệ ươ c nhi u oxit nhôm nh t t •Ph ng pháp Hall­Héroult: Là ph

ng pháp đi n phân oxit nhôm  ệ ệ ể ệ ươ ng pháp công nghi p chính đ  luy n nhôm hi n

12

thành nhôm và là ph nay.

ơ ồ

ế ạ

ệ

Hình 5 – S  đ  quy trình ch  t o lá nhôm nguyên li u

13

Ấ

Ả QUY TRÌNH S N XU T NHÔM

Ả

Ấ

•

ế 2.1.1. Tinh ch  oxit nhôm t

2.1. QUY TRÌNH S N XU T ừ ặ  qu ng bô xít ươ

ươ ng pháp Bayer: là ph Ph ng pháp dùng NaOH

ể ở ệ ộ đ  hòa tách bô xít ấ  áp su t và nhi t đ  cao.

• V i 4 t n bôxit        2 t n oxit nhôm

ươ

Hình 6 –ph

ng pháp Bayer 14

ấ ấ ớ

Ấ

Ả QUY TRÌNH S N XU T NHÔM

Ả

Ấ

2.1. QUY TRÌNH S N XU T ừ ặ

q Nghi nề

ế 2.1.1. Tinh ch  oxit nhôm t qu ng bô xít

ượ ử ề ả ướ Bô xít đ c r a và nghi n, làm gi m kích th c

ề ặ ệ ạ ạ h t  và  tăng di n tích b   m t  cho  giai  đo n hòa

ươ

Hình 6 –ph

ng pháp Bayer 15

tách.

Ấ

Ả QUY TRÌNH S N XU T NHÔM

Ấ

Ả

2.1. QUY TRÌNH S N XU T ừ ặ

ươ

Hình 6 –ph

ng pháp Bayer 16

ế 2.1.1. Tinh ch  oxit nhôm t qu ng bô xít

Ấ

Ả QUY TRÌNH S N XU T NHÔM

Ấ

Ả

2.1. QUY TRÌNH S N XU T ừ ặ

q L cọ

ế 2.1.1. Tinh ch  oxit nhôm t qu ng bô xít

ỏ ượ ư ồ ọ ấ ắ Bùn đ  đ c đ a sang b n l c, các ch t r n không

ượ ẽ ắ ố ồ ượ đ c hòa tan s  l ng xu ng đáy b n và đ ạ c lo i ra.

ượ ồ ạ NaOH đ ế c tái ch  thu h i l i cho quá trình hòa

ươ

Hình 6 –ph

ng pháp Bayer 17

tách.

Ấ

Ả QUY TRÌNH S N XU T NHÔM

Ả

Ấ

2.1. QUY TRÌNH S N XU T ừ ặ

→

ươ

Hình 6 –ph

Al (OH) 4 ­ + Na +

Al (OH) 3 + Na + + OH ­

ng pháp Bayer 18

ế 2.1.1. Tinh ch  oxit nhôm t qu ng bô xít

Ấ

Ả QUY TRÌNH S N XU T NHÔM

Ấ

Ả

2.1. QUY TRÌNH S N XU T ừ ặ

q Nung

ế 2.1.1. Tinh ch  oxit nhôm t qu ng bô xít

ừ ế ủ ượ ư ạ ộ Al (OH) 3 t công đo n k t t a đ c đ a sang m t

ở ệ ộ ể ế ướ lò nung nhi t đ  lên đ n 1100 ° C đ  tách n c và

→

2Al (OH) 3

Al 2 O 3 + 3H 2 O

ươ

Hình 6 –ph

ng pháp Bayer 19

ượ ắ thu đ c oxit nhôm r n.

Ấ

Ả QUY TRÌNH S N XU T NHÔM

Ấ

Ả

2.1. QUY TRÌNH S N XU T

ừ ệ 2.1.2. Luy n nhôm t oxit nhôm

• Nhôm  đ

ượ ệ ừ c  tinh  luy n  t oxit  nhôm

ươ ệ ằ b ng  ph ng  pháp  đi n  phân    Hall­

Héroult.

• V i 2 t n oxit nhôm         1 t n nhôm.

ấ ạ

ệ

ồ

Hình 7 – C u t o n i đi n phân

20

ấ ấ ớ

Ấ

Ả QUY TRÌNH S N XU T NHÔM

Ấ

Ả

ừ

2.1. QUY TRÌNH S N XU T ệ 2.1.2. Luy n nhôm t  oxit nhôm

ươ

Hinh 8 – Ph

ng pháp Hall­Héroult

21

Ấ

Ả QUY TRÌNH S N XU T NHÔM

Ả

Ấ

2.1. QUY TRÌNH S N XU T

ừ ệ 2.1.2. Luy n nhôm t oxit nhôm

ươ ệ Ph ng trình đi n phân:

ươ

Hinh 8 – Ph

ng pháp Hall­Héroult

22

→ 2Al 2 O 3 + 3C 4Al + 3CO 2

Ứ

Ụ NG D NG

• Có  u đi m là nh , b n đ i v i không khí và n

ố ớ ẹ ề ư ể ướ ượ ậ ệ c nên đ c dùng làm v t li u

ế ạ ử ch  t o máy bay, ô tô, tên l a,…

• Có màu tr ng b c, đ p nên đ

ẹ ắ ạ ượ ử ự ộ c dung trong xây d ng nhà c  và trang trí n i

th t.ấ

• Nh  và d n đi n t

ệ ố ẹ ẫ ượ ệ ẫ t nên đ c dung làm dây d n đi n.

22

ộ ị ỉ ượ ụ ụ ế ẫ • D n nhi ệ ố t t t, ít b  g  và không đ c nên đ c làm d ng c  nhà b p.

Ứ

Ụ NG D NG

23

Ả

Ệ

TÀI LI U THAM KH O

Đống Thị Anh Đào (2012), Giái Trình Kỹ Thuật Bao Bì Thực Phẩm. Nhà Xuất Bản Đại

Học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh.

Nguyễn Minh Quang (2010, May 25), Khai Thác Bauxite và Luyện Nhôm ở Việt Nam.

Được truy lục từ VietThaoNew: http://www.swsdevsite.com/vietthucnew/khai-

thacbauxite-va-luy%E1%BB%87n-nhom-%E1%BB%9F-vi%E1%BB%87t-nam/

The Aluminum Association (không ngày tháng), Bauxite, Được truy lục từ The

Aluminum

Association: http://www.aluminum.org/industries/production/bauxite

Ả

Ệ

TÀI LI U THAM KH O

The Aluminum Associations. (không ngày tháng). Alumina Refining. Được truy lục từ The

Aluminum Associations: http://www.aluminum.org/industries/production/aluminarefining

Wikipedia. (2017, February 8). Nhôm. Được truy lục từ Bách khoa toàn thư mở

Wikipedia:

https://vi.wikipedia.org/wiki/Nh%C3%B4m

Word Aluminum. (không ngày tháng). Hall-Héroult process. Được truy lục từ Aluminum

For Future Generations: http://primary.world-aluminium.org/index.php?id=286&L=0

Word Aluminum. (không ngày tháng). The Bayer Process. Được truy lục từ Aluminum

Future Generations: http://bauxite.world-aluminium.org/index.php?id=208&L=0