Hóa học - Quy trình sản xuất nhôm từ quặng bô xít

NHÓM 10:VÕ THỊ AN NGUYỄN THỊ TUYẾT TRÂM NGUYỄN NHẬT CƯỜNGGVHD: Th.S NGUYỄN THÁI THANH TRÚCLỚP: 14CH111QUY TRÌNH SẢN XUẤT NHÔM TỪ QUẶNG BÔ XÍTBauxiteAluminumAluminaNỘI DUNGTỔNG QUAN VỀ BÔ XÍT & NHÔMQUY TRÌNH SẢN XUẤT NHÔMVAI TRÒ VÀ ỨNG DỤNG CỦA NHÔM1TỔNG QUAN VỀ BÔ XÍT & NHÔM1.1. LỊCH SỬ VỀ NHÔM VÀ BAUXITE2Năm 1808: Humphrey Davy đã xác định được gốc kim loại phèn chua (alum) và đặt tên cho nhôm là aluminum.Năm 1821: Piere Berthier phát hiện ra quặng bauxite đầu tiên gần ngôi làng les Baux, nước Pháp và đặt tên là bauxite.Năm 1825:  Hans Christian Oersted (Đan Mạch) đã tách được một lượng nhỏ nhôm từ bauxite.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.TỔNG QUAN VỀ BÔ XÍT & NHÔM1.1. LỊCH SỬ VỀ NHÔM VÀ BAUXITE3Năm 1854 : Henri Sainte-Claire Deville (Pháp) đã sản xuất nhôm công nghiệp đầu tiên tại nhà máy javel ở paris.Năm 1885: Hamilton Y. Cassner (Mỹ) cải tiến quy trình sản xuất nhôm của Deville và 15 tấn nhôm đã được sản xuất trong năm đó.Năm 1886 : Charles Hall (Mỹ) và Paul Heroult (Pháp) đồng phát minh ra quá trình điện phân alumina để sản xuất nhôm kim loại.Năm 1889: Karl Bayer (Áo) giới thiệu quy trình Bayer nhằm tách một lượng lớn nhôm từ quặng bauxite.TỔNG QUAN VỀ BÔ XÍT & NHÔM1.2. BÔ XÍT (BAUXITE)4Bô xít là một loại quặng nhôm trầm tích có màu hồng, nâuHình thành từ quá trình phong hóa các đá giàu nhôm hoặc tích tụ từ các quặng có trước bởi quá trình xói mòn. Khá phổ biến trong lớp vỏ trái đất.Thường phân bố ở các vùng nhiệt đới hoặc cận nhiệt đới.Hình 1 – sự phong hóa đá TỔNG QUAN VỀ BÔ XÍT & NHÔM1.2. BAUXITE5 1.2.1. Khái quát về bô xítHình 1 – sự phong hóa đá TỔNG QUAN VỀ BÔ XÍT & NHÔM1.2. BAUXITE6Bảng 1 – Đặc điểm các dạng khoáng chính chứa nhôm trong quặng bô xit 1.2.1. Khái quát về bô xítTỔNG QUAN VỀ BÔ XÍT & NHÔM1.2. BÔ XÍT (BAUXITE)7Bảng 2 – Thành phần hóa học chủ yếu của bô xítThành phần hóa học CaOMgOMất khi đốt Phần trăm theo khối lượng (%)55,64,54,42,42,80,3301.2.1. Khái quát về bô xítTỔNG QUAN VỀ BÔ XÍT & NHÔM1.2. BÔ XÍT (BAUXITE)8Hình 2 – phân bố trữ lượng quặng bô xit trên một số quốc gia thế giới và Việt Nam`TỔNG QUAN VỀ BÔ XÍT & NHÔM1.2. NHÔM (ALUMINUM)Ký hiệu: Al, màu trắng bạcTrong tự nhiện chỉ tồn tại ở dạng hợp chất.Nhẹ, dẫn điện, dẫn nhiệt tốt.Khá mềm, dễ kéo sợi, dễ dát mỏng.là nguyên tố thứ 3 (sau oxy và silic), Chiếm 8% khối lượng rắn của trái đất.Quặng chính chứa nhôm là bô xít.Hình 3 – Tính chất của nhôm9TỔNG QUAN VỀ BÔ XÍT & NHÔM1.2. NHÔM (ALUMINUM)Bảng 3 – Các tính chất chung và tính chất vật lý của nhôm10TỔNG QUAN VỀ BÔ XÍT & NHÔM1.2. NHÔM (ALUMINUM)Tổng Cộng vào tháng 2 năm 2017 : 4.657 nghìn tấn nhôm  Hình 4 – Sản lượng nhôm trên thế giới11QUY TRÌNH SẢN XUẤT NHÔMQuy trình sản xuất nhôm:Giai đoạn 1: Tinh chế oxit nhôm từ quặng bô xít.Giai đoạn 2: Luyện nhôm từ oxit nhôm. Dựa trên 2 phương pháp:Phương pháp Bayer: là phương pháp ít tốn kém nhất để chế biến được nhiều oxit nhôm nhất từ quặng bô xít.Phương pháp Hall-Héroult: Là phương pháp điện phân oxit nhôm thành nhôm và là phương pháp công nghiệp chính để luyện nhôm hiện nay.2.1. QUY TRÌNH SẢN XUẤT12Hình 5 – Sơ đồ quy trình chế tạo lá nhôm nguyên liệu13QUY TRÌNH SẢN XUẤT NHÔMPhương pháp Bayer: là phương pháp dùng NaOH để hòa tách bô xít ở áp suất và nhiệt độ cao.Với 4 tấn bôxit 2 tấn oxit nhôm14Hình 6 –phương pháp Bayer2.1. QUY TRÌNH SẢN XUẤT2.1.1. Tinh chế oxit nhôm từ quặng bô xítQUY TRÌNH SẢN XUẤT NHÔM2.1. QUY TRÌNH SẢN XUẤT2.1.1. Tinh chế oxit nhôm từ quặng bô xítNghiềnBô xít được rửa và nghiền, làm giảm kích thước hạt và tăng diện tích bề mặt cho giai đoạn hòa tách. 15Hình 6 –phương pháp BayerQUY TRÌNH SẢN XUẤT NHÔM2.1. QUY TRÌNH SẢN XUẤT2.1.1. Tinh chế oxit nhôm từ quặng bô xít   16Hình 6 –phương pháp BayerQUY TRÌNH SẢN XUẤT NHÔM2.1. QUY TRÌNH SẢN XUẤT2.1.1. Tinh chế oxit nhôm từ quặng bô xítLọcBùn đỏ được đưa sang bồn lọc, các chất rắn không được hòa tan sẽ lắng xuống đáy bồn và được loại ra. NaOH được tái chế thu hồi lại cho quá trình hòa tách.17Hình 6 –phương pháp BayerQUY TRÌNH SẢN XUẤT NHÔM2.1. QUY TRÌNH SẢN XUẤT2.1.1. Tinh chế oxit nhôm từ quặng bô xít Al (OH) 4 - + Na + → Al (OH) 3 + Na + + OH -18Hình 6 –phương pháp BayerQUY TRÌNH SẢN XUẤT NHÔM2.1. QUY TRÌNH SẢN XUẤT2.1.1. Tinh chế oxit nhôm từ quặng bô xítNung Al (OH) 3 từ công đoạn kết tủa được đưa sang một lò nung ở nhiệt độ lên đến 1100 ° C để tách nước và thu được oxit nhôm rắn.2Al (OH) 3 → Al 2 O 3 + 3H 2 O19Hình 6 –phương pháp BayerQUY TRÌNH SẢN XUẤT NHÔM2.1. QUY TRÌNH SẢN XUẤT2.1.2. Luyện nhôm từ oxit nhômNhôm được tinh luyện từ oxit nhôm bằng phương pháp điện phân Hall-Héroult.Với 2 tấn oxit nhôm 1 tấn nhôm. Hình 7 – Cấu tạo nồi điện phân 20QUY TRÌNH SẢN XUẤT NHÔM2.1. QUY TRÌNH SẢN XUẤT2.1.2. Luyện nhôm từ oxit nhôm 21Hinh 8 – Phương pháp Hall-HéroultQUY TRÌNH SẢN XUẤT NHÔM2.1. QUY TRÌNH SẢN XUẤT2.1.2. Luyện nhôm từ oxit nhôm 2Al 2 O 3 + 3C → 4Al + 3CO 2Phương trình điện phân:22Hinh 8 – Phương pháp Hall-Héroult22ỨNG DỤNGCó ưu điểm là nhẹ, bền đối với không khí và nước nên được dùng làm vật liệu chế tạo máy bay, ô tô, tên lửa,Có màu trắng bạc, đẹp nên được dung trong xây dựng nhà cử và trang trí nội thất.Nhẹ và dẫn điện tốt nên được dung làm dây dẫn điện.Dẫn nhiệt tốt, ít bị gỉ và không độc nên được làm dụng cụ nhà bếp.23ỨNG DỤNGTÀI LIỆU THAM KHẢOĐống Thị Anh Đào (2012), Giái Trình Kỹ Thuật Bao Bì Thực Phẩm. Nhà Xuất Bản ĐạiHọc 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: The Aluminum Association (không ngày tháng), Bauxite, Được truy lục từ The AluminumAssociation: TÀI LIỆU THAM KHẢOThe Aluminum Associations. (không ngày tháng). Alumina Refining. Được truy lục từ TheAluminum Associations: Wikipedia. (2017, February 8). Nhôm. Được truy lục từ Bách khoa toàn thư mở Wikipedia:https://vi.wikipedia.org/wiki/Nh%C3%B4mWord Aluminum. (không ngày tháng). Hall-Héroult process. Được truy lục từ AluminumFor Future Generations: Word Aluminum. (không ngày tháng). The Bayer Process. Được truy lục từ AluminumFuture Generations: