Tecnologias Del Aluminio Primario

LAS DISTINTAS TECNOLOGIAS DE PRODUCCION DE ALUMINIO PRIMARIO

INDICE

1 INTRODUCCION 3

2 EL ALUMINIO 3

3 BAUXITA 3

4 ALUMINA 4

4.1 PROPIEDADES QUIMICAS 4

4.2 DISTRIBUCION GRANULOMETRICA 4

4.3 CONTENIDO EN HIDRATO. 4

4.4 CONTENIDO EN ALUMINA α 5

4.5 SUPERFICIE ESPECIFICA 5

4.6 PERDIDAS AL FUEGO 5

4.7 DENSIDAD APARENTE Y REAL 5

5 PROCESOS DE OBTENCION DE ALUMINIO 5

5.1 PROCESO ALCOA 5

5.2 ELECTROLISIS DEL NITRURO DE ALUMINIO. 6

5.3 ELECTROLISIS DEL SULFURO DE ALUMINIO 6

5.4 PROCESO ALCAN 7

5.5 REDUCCION DIRECTA DE LA BAUXITA 7

5.6 PROCESO HALL-HEROULT 8

6 PRODUCCION INDUSTRIAL DE ALUMINIO 9

7 TABLA RESUMEN VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LAS DISTINTAS TECNOLOGIAS. 12

8 BIBLIOGRAFIA 13

1 INTRODUCCION

Desde hace siglos ya se conoce la utilización del aluminio, como reseñas históricas mas destacadas podemos hace mención a las culturas persas o babilónicas, de las cuales se conoce que utilizan materiales con compuestos de aluminio, para sus cantaros, medicinas o tintes.

En 1807 se demostró la existencia del Aluminio (Humprey Davy), al cual se le llamo Aluminium. En 1886 Charles Martin Hall, consiguió obtener aluminio puro al disolver oxido de Aluminio en criolita fundiéndola y haciendo pasar una corriente eléctrica a través de la misma. Al mismo tiempo y desconociendo el descubrimiento de Hall, Paul Louis Toussaint Heroult desarrollo un proceso similar al del Hall, dicho proceso es el conocido como Hall-Heroult el cual es la base del proceso actual de obtención de Aluminio.

2Al2 O3 (solución) + 3C→ 4Al (liquido)+ 3CO2

2 EL ALUMINIO

El Aluminio (Al) es un material no ferroso y el de mas consumo después de estos. Es muy abundante en la corteza terrestre con un contenido medio del 8% solo superado por el silicio y el oxigeno, en estado natural se encuentra en muchos silicatos. Como metal se extrae de la Bauxita por transformación en alumina mediante el proceso Bayer y luego en aluminio mediante electrolisis.

El aluminio tiene la ventaja de tener un reciclado infinito, es decir puede ser reciclado tantas veces como se quiera, no como otros productos cuyo ciclo de vida esta limitado a un numero de reciclados. Además es fácilmente maleable, de baja densidad, con buena conductividad eléctrica, abundante y resistente a la corrosión.

3 BAUXITA

La Bauxita es una roca sedimentaria, es un material de todo rojizo, gris o amarillento y son las explotadas industrialmente debido a su alto contenido en Al2 O3 y la cantidad de reservas existentes.

4 ALUMINA

La alumina metalúrgica se obtiene a partir de la bauxita en el proceso Bayer, la Alumina se emplea para la obtención de aluminio por electrolisis y se clasifica en dos tipos:

• Sandy (arenosa) poco calcinada y con bajos contenidos en alumina α, con poco ángulo de talud, fluye mucho y alto contenido en alumina γ.

• Fluory (harinosa) muy calcinada, poco fluyente, elevado ángulo de talud, alto contenido en alumina α y alto contenido en finos.

NOTA: El ángulo de talud es un parámetro importante a la hora del almacenaje en silos ya que mayor ángulo de talud menos capacidad de almacenaje.

A la hora de trabajar con aluminas hay ciertos parámetros a tener el cuenta para poder cumplir las exigencias actuales.

4.1 PROPIEDADES QUIMICAS

En las aluminas metalúrgicas se consideran en cuanto a composición química los siguientes elementos: Fe, Si, V, Pb, Ti, Na, Ca, Ga.

El Hierro (Fe) se considera como impureza no deseada, el mismo caso es el del Silicio (Si) si bien en algunas aleaciones se requiera de un contenido alto.

El Sodio (Na) y el Calcio (Ca), al reaccionar con el baño de la cuba producen fluoruros que afectan a la composición del electrolito. Existen límites máximos y mínimos para estos compuestos.

El Vanadio (V) y el Plomo (Pb) tienen efectos negativos en el rendimiento de la cuba por tanto su contenido ha de ser mínimo.

El Galio (Ga) y el Titanio (Ti) son impurezas en altos valores y podrían perjudicar al producto final de fundición.

4.2 DISTRIBUCION GRANULOMETRICA

Es de gran importancia debido al efecto de la disolución de la alumina en el baño, ya que si la granulometría es muy pequeña, este polvo no se disuelve en el baño y forma lodos en el fondo de la cuba. El tamaño aconsejable esta entre 45 y 100 μm. Se consideran como finos fracciones menores de 45 μm y ultra finos menores de 20μm.

4.3 CONTENIDO EN HIDRATO.

El contenido en hidrato (gibosita) es decir agua es algo no deseado en la cuba ya que hace que disminuya el rendimiento de la misma, el limite esta en un 1%. Otro efecto es que al alumina al reaccionar con el agua explota.

4.4 CONTENIDO EN ALUMINA α

La temperatura y tiempo de residencia determinan como será el producto final. Para la formación de la alumina α los tiempos de residencia han de ser prolongados y la temperatura elevada.

El grado de calcinación afecta a la solubilidad de la alumina en el baño. Una alumina poco calcinada Sandy se disuelve mejor que una muy calcinada.

La dureza de la costra y los depósitos catódicos dependen también de la calcinación. Las aluminas Fluory producen costras débiles y depósitos duros (Placas) al contrario de las Sandy.

La densidad real de la alumina y de la costra, aumenta al aumentar

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