Избранное
ЭБ Нефть
и Газ
Главная
Оглавление
Поиск +
Еще книги ...
Энциклопедия
Помощь
Для просмотра
необходимо:


Книга: Главная » Введенский Б.А. Большая советская энциклопедия Том 11
 
djvu / html
 

510
ГЛИНОЗЁМ —ГЛИНОЗЁМИСТЫЙ ЦЕМЕНТ
лов Г. А., Родион Глиннов — изобретатель первой гребнечесальной машины, «Текстильная промышленность», 1948, № 2.
ГЛИНОЗЁМ (окись алюминия), А1203,— белое кристаллич. вещество, 1°пл. 2050°, (°кип. 2980°, теплота образования из элементов 393,3 ккал/моль при 25°. В безводном состоянии Г. известен в виде двух модификаций: а-А1203, или корунда, и f-A-bOj. Корунд встречается в горных породах в виде бесцветных кристаллов; кристаллы a-Al.jOj, окрашенные в красный цвет — рубин, и в синий цвет — сапфир, являются драгоценными камнями. Корунд кристаллизуется в гексагональной системе, отличается высокой твёрдостью (9 по шкале Мооса), плотность 3,06. Г. модификации f в природе не встречается и образуется при обезвоживании гидроокиси алюминия в температурном интервале 500°— 900°, отличается большой дисперсностью и гигроскопичностью, кристаллизуется в кубич. системе, при нагревании от 900° до 1200° превращается в a-A!L,Os; плотность 3,77. Водные формы Г.—гидраргиллит А1(ОН)„ или А1.,03-ЗН,О, бемит и диаспор АЮОН или А1203-Н,0 —составляют основную рудную массу важнейшей алюминиевой руды — бокситов (см.).
Г. применяют для получения первичного алюминия (см.) электролизом криолито-глинозёмных расплавов. На 1 m алюминия расходуется около 2 m Г., причём Г. должен обладать высокой чистотой. Амфо-терный характер Г. позволяет извлекать его из руд как с помощью щелочей, так и кислот. Для производства Г. в силу большей экономичности и простоты пользуются только щелочными способами. В СССР разработаны и промышленно освоены 3 основных способа производства Г.: 1) мокрый щелочной, 2) сухой щелочной и 3) алюминатно-кальциевый.
Мокрый щелочной способ является преобладающим в СССР и за рубежом; разработан в России К. И. Байером в 90-х гг. 19 в.; значительные усовершенствования в технологию внесли советские исследователи— Д. П. Маноев, Ф. Ф. Вольф и др. Способ применим для извлечения Г. из бонситов, содержащих 2—5% SiOa. Измельчённый боксит подвергают обработке растворами едкого натра с целью выщелачивания содержащегося в боксите глинозёма и получения раствора алюмината натрия (NaAlOj). Операция выщелачивания боксита в зависимости от его типа ведётся в мешалках при атмосферном давлении (гидраргиллитовый боксит) или в автоклавах при 8—12 атм. (бемитовый и диаспоровый боксит). Осветлённый (профильтрованный) алюминатный раствор смешивается с нек-рым количеством гидроокиси алюминия •— «затравкой» — и подвергается медленному и длительному (100—120 час.) перемешиванию. В результате этой операции происходит разложение алюминатного раствора с выделением в осадок кристаллической гидроокиси алюминия А1(ОН),. Часть последней служит «затравкой» для разложения нового объёма алюминатного раствора, а основное количество после промывки и фильтрования подвергается прокаливанию при 1200°. После прокаливания получается безводный глинозём о-А12О3, направляемый на электролиз. Маточный щелочной раствор и промывные воды от промывки гидроокиси алюминия поступают на выпаривание для повышения концентрации в них щёлочи, а затем используются для выщелачивания новых порций боксита.
Сухойщелочнойспособ (сп екание) позволяет получать чистый Г. из руд с высоким (выше 5%) содержанием кремнезёма (низкосортных бокситов, нефелинов, глин и каолинов). Большой вклад в разработку сухого щелочного способа внесли советские исследователи— А. А. Яковкин, И. С. Лилеев, В. А. Мазель и др. Боксит (или другая алюминиевая руда) и известняк измельчают и смешивают с содой; шихта может подвергаться и мокрому помолу с применением оборотных содовых растворов. Боксито-содово-известковая шихта спекается во вращающихся трубчатых печах при 1200°—1300°; окись алюминия боксита, реагируя с содой, образует растворимый в воде метаалюминат натрия — Ка,О.-А1яО3, а кремнезём связывается в нерастворимый двухкальциевый силикат 2CaO-SiO,. Спек выщелачивается содовыми растворами; в раствор переходит алюминат натрия с нек-рым количеством растворённого кремнезёма, от последнего раствор очищают нагреванием его в автоклаве с добавкой извести; последняя связывает кремнезём в нерастворимые алюмо-силикаты кальция. Чистый алюминатный раствор для выделения
гидроокиси алюминия разлагают методом карбонизации, т. е. пропусканием через раствор топочных газов, содержащих углекислый газ. Гидроокись алюминия отделяют от образующегося при карбонизации раствора соды и подвергают кальцинации для получения конечного продукта — безводного Г. Раствор соды может быть использован двояко. В случае приготовления сухой шихты его концентрируют в выпарной батарее до выпадения кристаллов моногидрата соды Na,CO.,-H,O, к-рая кальцинируется и вновь направляется на дозировку шихты. В случае мокрого помола шихты раствор соды поступает непосредственно в шаровые мельницы.
В практике современной алюминиевой промышленности в ряде случаев применяется т. н. комбинированны и способ производства Г., сочетающий в одной техно-логич. схеме мокрый и сухой щелочные способы. Такое сочетание позволяет получить значительный экономич. эффект благодаря возможности, во-первых, избежать расхода дорогостоящего едкого натра, заменив его более дешёвой содой, и, во-вторых, применять для переработки по мокрому щелочному способу бокситы с большим содержанием кремнезёма (10—12%).
Алюминатно-кальциевый (шлако-
вый) способ производства Г. впервые был предложен в России в 1915 А. Н. Кузнецовым и Е. И. Жуковским. Промышленная схема разработана в начале 30-х гг. При плавке шихты, составленной из боксита, извести и кокса, получают шлак алюмината кальция СаО-А1,0,, в форме к-рого Г. извлекается из боксита и отделяется от кремне-вожелезного сплава (ферросилиция, кремнистого чугуна); последний образуется из восстановленных до элементарного состояния примесей боксита — кремнезёма и окиси железа. Выплавка шлаков алюмината кальция может вестись в электрических, а также доменных печах. Шлак подвергается выщелачиванию содовыми растворами, в результате чего получается раствор алюмината натрия, к-рый перерабатывается на Г. обычным путём.
В СССР разработана также промышленная технология, схема производства Г. из алунитов KIS01-A1,(SO,)I< • 4АЦОН),, к-рая позволяет извлекать из них дополнительно серу и щёлочи. Применение сухого щелочного способа для переработки нефелинов K,O.A1,O,.2S1O, или Na,O.Al,O,.2SiO, даёт возможность, наряду с Г., получать из них соду, поташ и цемент. Плавленный Г., т. н. а л у н д, получают плавкой боксита в электрич. печах, восстанавливая все примеси руды до металлич. состояния. Алунд применяется для изготовления высокоогнеупорных изделий, шлифовальных кругов, камней для часовых механизмов.
Лит.: Вольф Ф. Ф., Метод Байера в применении к уральским бокситам, М.—Свердловск, 1935 (Труды Уральского н.-и. хим. ин-та «Унихим», вып. 3); М а з е л ь В. А., Производство глинозема, Л.—М., 1950; Беляев А. И., Металлургия легких металлов, 3 изд., М., 1949.
ГЛИНОЗЁМИСТЫЙ ЦЕМЕНТ (алюминатный цемент) — нормально схватывающийся и быстро твердеющий гидравлический вяжущий материал. Г. ц. получается из смеси материалов, богатых глинозёмом (напр., боксита), с известью или известняком; обжиг смеси производится до плавления (при 1400°—1500°) либо до спекания (см. Вяжущие материалы). По минералогич. составу Г. ц. характеризуется преобладающим содержанием низкоосновных алюминатов кальция, быстрое взаимодействие к-рых с водой обусловливает процесс твердения и интенсивный рост прочности. Прочность растворов и бетонов на Г. ц. через 24 часа после затвердения составляет 70—80% от 28-дневной прочности силикатцемента. Через 3 дня твердения прочность Г. ц. обычно уже равна 28-дневной прочности силикатцемента. Г. ц., по сравнению с силикатцементом, обеспечивает получение большей плотности, водонепроницаемости и сульфа-тостойкости растворов и бетонов. Г. ц. при твердении выделяет значительно большее количество тепла, чем силикатцемент, что может быть использовано при зимних бетонных работах. Однако при температуре твердеющего бетона выше 25°—30° прочность его снижается, поэтому применение Г. ц. не допускается при бетонировании массивных конструкций, в толще к-рых резко повышается температура твердеющего бетона. П. П. Будниковым (см.) предложен АГ-цемент •—разновидность Г. ц., содержащая в своём составе добавку ангидрита (CaSOJ;

 

1 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 511 512 513 514 515 516 517 518 519 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640


Большая Советская Энциклопедия Второе издание