बक्साइट पाउडरअशुद्धियों के कारण सफेद या हल्के भूरे, हल्के हरे या हल्के लाल दिखाई देता है। ग्लास चमक, दरार सतह पर्ल चमक। अर्ध पारदर्शी के लिए पारदर्शी। बहुत पूरा। कठोरता 2.5 से 3.5 तक होती है। सापेक्ष घनत्व 2.30 से 2.43 तक होता है। यह कीचड़ की तरह खुशबू आ रही है। ध्रुवीकरण फिल्म के तहत रंगहीन। वास्तव में, यह उन अयस्कों के लिए सामान्य शब्द को संदर्भित करता है जो उद्योग में उपयोग किए जा सकते हैं, मुख्य रूप से लंबे हाथ मैग्नेट और फेल्डस्पार से बना है। बॉक्साइट एल्यूमीनियम उत्पादन के लिए सबसे अच्छा कच्चा माल है और सबसे महत्वपूर्ण अनुप्रयोग क्षेत्र भी है। इसकी खपत कुल वैश्विक बॉक्साइट उत्पादन का 90% से अधिक है। आवेदन क्षेत्रों में धातु और गैर धातुएं शामिल हैं। यह एल्यूमीनियम धातु के उत्पादन के लिए सबसे अच्छा कच्चा माल है और सबसे महत्वपूर्ण अनुप्रयोग क्षेत्र भी है। इसकी खपत कुल वैश्विक बॉक्साइट उत्पादन का 90% से अधिक है। बक्साइट गैर-धातु अनुप्रयोगों में एक छोटे से अनुपात के लिए खाता है, लेकिन व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। राष्ट्रीय रक्षा, विमानन, मोटर वाहन, विद्युत, रासायनिक, दैनिक आवश्यकताओं, आदि के लिए उपयोग किया जाता है।
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रासायनिक सूत्र |
C2H4AL2O |
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सटीक द्रव्यमान |
98 |
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आणविक वजन |
98 |
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m/z |
98 (100.0%), 99 (2.2%) |
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मूल विश्लेषण |
सी, 24.51; एच, 4.11; अल, 55.06; ओ, 16.32 |
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बक्साइट पाउडरअयस्कों के लिए एक सामान्य शब्द मुख्य रूप से ट्राइहाइड्रेट एल्यूमिना, मोनोहाइड्रेट सॉफ्ट एल्यूमिना, या मोनोहाइड्रेट हार्ड एल्यूमिना से बना है। वैश्विक औद्योगिक प्रणाली में एक अपरिहार्य रणनीतिक खनिज संसाधन के रूप में, इसके अनुप्रयोग क्षेत्र दो आयामों को कवर करते हैं: धातु स्मेल्टिंग और गैर-धातु सामग्री, और यह राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था और रक्षा निर्माण में एक महत्वपूर्ण स्थिति पर कब्जा कर लेता है।
1। एल्यूमिना का निष्कर्षण और एल्यूमीनियम का इलेक्ट्रोलाइटिक उत्पादन
इस क्षेत्र में उपयोग किए जाने वाले दुनिया के लगभग 76% बॉक्साइट के साथ, धातु एल्यूमीनियम निकालने के लिए बॉक्साइट सबसे अच्छा कच्चा माल है। निष्कर्षण प्रक्रिया में दो मुख्य चरण शामिल हैं: एल्यूमिना निष्कर्षण और इलेक्ट्रोलाइटिक एल्यूमीनियम उत्पादन
एल्यूमिना निष्कर्षण (बायर प्रक्रिया का प्रभुत्व)
कच्चे माल प्रसंस्करण: बॉक्साइट को जबड़े के क्रशर द्वारा लगभग 100-300 मिमी तक कुचल दिया जाता है, और फिर शंकु/इम्पैक्ट क्रशर और एक इम्पैक्ट क्रशर के संयोजन से 10-50 मिमी तक बारीक रूप से कुचल दिया जाता है। अंत में, यह एक बॉल मिल द्वारा -0.074 मिमी पर 60-80% के अनुपात के साथ एक महीन घोल में है।
उच्च दबाव लीचिंग: घोल सोडियम हाइड्रॉक्साइड के साथ 230-260 डिग्री पर और 3-4MPA के साथ एल्यूमिना को सोडियम एल्युमिनेट समाधान में बदलने के लिए प्रतिक्रिया करता है, जबकि सिलिकॉन विघटन को रोकने और अशुद्धियों को कम करने के लिए चूना जोड़ते हैं।
लाल कीचड़ पृथक्करण: लोहे और टाइटेनियम जैसी अशुद्धियों वाले लाल मिट्टी को टैंकों और फिल्टर को निपटाने से अलग किया जाता है, और प्रदूषण को रोकने के लिए एंटी-सेपेज स्टोरेज की आवश्यकता होती है।
सीड अपघटन: ठंडा होने के बाद, मां शराब को एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड के बीज के साथ जोड़ा जाता है ताकि सोडियम एल्यूमिनेट के अपघटन और एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड की वर्षा को प्रेरित किया जा सके।
Calcination: Aluminum hydroxide is calcined at a high temperature of 1200 ℃ to produce metallurgical grade alumina (α - Al ₂ O3 content>98%).
वैकल्पिक प्रक्रिया: उच्च सिलिकॉन और निम्न-ग्रेड अयस्कों के लिए, क्षार चूना सिंटरिंग विधि सोडियम कार्बोनेट और चूना पत्थर को सिंटरिंग के लिए मिलकर एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड प्राप्त करती है, इसके बाद लीचिंग, कार्बन और अन्य चरणों, लेकिन उच्च ऊर्जा की खपत के साथ।
इलेक्ट्रोलाइटिक एल्यूमीनियम उत्पादन (हॉल हर्ट्ज़स्प्रुंग प्रक्रिया)
इलेक्ट्रोलाइटिक सेल संरचना: प्रीबेक्ड एनोड इलेक्ट्रोलाइटिक सेल मुख्यधारा के उपकरण हैं, जो क्रायोलाइट (ना ∝ एएलएफ ₆) का उपयोग करते हुए एल्यूमिना को भंग करने के लिए प्रवाह के रूप में, और पिघलने बिंदु को 940-980 डिग्री तक पहुंचाने के लिए एल्यूमीनियम फ्लोराइड को जोड़ते हैं।
इलेक्ट्रोड प्रतिक्रिया: तरल एल्यूमीनियम (Al ⁺ {+3 e ⁻ → → Al (l)) कैथोड में अवक्षेप होता है, और एनोड कार्बन ब्लॉक ऑक्सीजन आयनों के साथ प्रतिक्रिया करता है जो कार्बन डाइऑक्साइड (2O ² ⁻ ⁻+C-4E → → CO ₂ ₂) उत्पन्न करता है, जिसे नियमित रूप से प्रतिस्थापित करने की आवश्यकता होती है।
कुल प्रतिक्रिया: 2al ₂ o 3+3 c → 4Al +3 CO}}, एल्यूमीनियम के प्रति टन बिजली की खपत 12500-14500kWh है, जिसमें बिजली की लागत 40%से अधिक है।
पर्यावरण संरक्षण उपचार: कार्बन उत्सर्जन (एल्यूमीनियम के 12-14 टन प्रति टन एल्यूमीनियम) को कम करने के लिए सूखी (एल्यूमिना सोखना) या गीले (क्षार धोने) के माध्यम से फ्लोरीन युक्त गैसों की शुद्धि।
2। एल्यूमीनियम मिश्र धातु की तैयारी और उच्च अंत अनुप्रयोग
एल्यूमीनियम धातु अपने कम घनत्व (2.7g/सेमी of), उत्कृष्ट विद्युत और थर्मल चालकता (35.5 × 10 ⁶ s/m), और मजबूत संक्षारण प्रतिरोध के कारण स्टील के बाद दूसरी सबसे बड़ी धातु सामग्री बन गई है।
वास्तुकला के क्षेत्र में, यह 25% से अधिक एल्यूमीनियम की खपत के लिए खाता है और इसका उपयोग दरवाजे और खिड़की के फ्रेम, पर्दे की दीवार संरचनाओं और सजावटी सामग्री के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, टूटे हुए पुल एल्यूमीनियम मिश्र धातु के दरवाजों और खिड़कियों की ऊर्जा-बचत दक्षता में 30%की वृद्धि हुई है।
परिवहन: 35% खपत के लिए लेखांकन, कार लाइटवेटिंग में 1 किलोग्राम एल्यूमीनियम का उपयोग करके वजन 2.2 किलोग्राम और ईंधन की खपत में 7% तक कम हो सकता है; एयरोस्पेस क्षेत्र में एल्यूमीनियम लिथियम मिश्र धातुओं ने विमान संरचनाओं के वजन को 10-15%तक कम कर दिया।
पैकेजिंग सामग्री: 20% खपत के लिए लेखांकन, एल्यूमीनियम पन्नी की मोटाई 0.006 मिमी के रूप में कम हो सकती है, जिसका उपयोग भोजन पैकेजिंग, ड्रग नमी-प्रूफ और सिगरेट सॉफ्ट पैकेजिंग के लिए किया जाता है, जिसमें 90% से अधिक की रीसाइक्लिंग दर होती है।
पावर इलेक्ट्रॉनिक्स: 15% खपत के लिए लेखांकन, उच्च-वोल्टेज ट्रांसमिशन लाइनें एल्यूमीनियम फंसे हुए तार (जैसे कि एलजीजे -240/30 प्रकार के तार 610 ए की वर्तमान वहन क्षमता के साथ) का उपयोग करती हैं, और एल्यूमीनियम प्रोफाइल का उपयोग करके 5 जी बेस स्टेशन रेडिएटर्स की गर्मी विघटन दक्षता में 40% तक सुधार होता है।
गैर धातु क्षेत्र: बहुक्रियाशील सामग्री का स्रोत
1। दुर्दम्य सामग्री: उच्च तापमान उद्योग की आधारशिला
High alumina alumina clinker (Al ₂ O Ⅲ content>60%) 1780 डिग्री, मजबूत रासायनिक स्थिरता की अपवर्तकता है, और व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है:
स्टील धातुकर्म: 60% दुर्दम्य सामग्री की खपत के लिए लेखांकन, जिसका उपयोग ब्लास्ट फर्नेस लाइनिंग, टारपीडो टैंक कारों और निरंतर कास्टिंग इंटरमीडिएट लाडल के लिए किया जाता है, 2 वर्षों से अधिक सेवा जीवन के साथ।
सीमेंट भट्ठा: उच्च एल्यूमिना ईंटों का उपयोग रोटरी भट्ठा के संक्रमण क्षेत्र में किया जाता है, जो थर्मल शॉक प्रतिरोध में 50% तक सुधार करता है और सीमेंट के प्रति टन से 3% से ऊर्जा की खपत को कम करता है।
ग्लास पिघलने वाली भट्ठी: ऑक्सीजन दहन भट्ठी पूल की दीवार फ्यूज्ड जिरकोनिया कोरंडम ईंटों (50% अल ₂ ओ 3) से बनी होती है, जो क्षरण प्रतिरोध को तीन बार बढ़ाती है।
एल्यूमीनियम सिलिकेट फाइबर: 2000-2200 डिग्री पर एक इलेक्ट्रिक आर्क भट्ठी में पिघलने और उड़ाने से बनाया गया था, जिसमें 0.03-0.06w/(m · k) की थर्मल चालकता के साथ, स्पेसक्राफ्ट थर्मल प्रोटेक्शन सिस्टम के लिए उपयोग किया जाता है।
3। रसायन: औद्योगिक कटैलिसीस और पर्यावरण संरक्षण का मूल
सक्रिय एल्यूमिना: विशिष्ट सतह क्षेत्र 300-500 मीटर g/g, के लिए उपयोग किया जाता है:
पेट्रोलियम क्रैकिंग कैटलिस्ट (जैसे कि ZSM-5 आणविक छलनी) के वाहक ने गैसोलीन की उपज को 8%तक बढ़ा सकता है।
पीने के पानी से फ्लोराइड हटाने (सोखना क्षमता 1.5mg/g), प्रवाहित फ्लोराइड सामग्री के साथ<1.0mg/L.
ट्रांसफार्मर तेल सुखाने (नमी सामग्री)<10ppm) increases insulation strength by 50%.
एल्यूमीनियम यौगिक:
एल्यूमीनियम सल्फेट (Al ₂ (SO ₄)) का उपयोग पेपर साइज़िंग (पेपर वॉटर रेजिस्टेंस को बढ़ाने) के लिए किया जाता है, जिसमें 15 किलोग्राम प्रति टन पेपर की खपत होती है।
पॉलील्यूमीनियम क्लोराइड (पीएसी) का उपयोग अपशिष्ट जल उपचार (60-90% की सीओडी हटाने की दर) के लिए किया जाता है, पारंपरिक एल्यूमीनियम लवणों की तुलना में 30% तक कम खुराक के साथ।
बक्साइट पाउडर(ALCL3) फ्राइडेल शिल्प प्रतिक्रिया के लिए एक उत्प्रेरक के रूप में संश्लेषित डाई मध्यवर्ती (जैसे कि लाल 3 बी को फैलाने) की उपज को 15%तक बढ़ा सकता है।
2। पीसिंग सामग्री: सटीक मशीनिंग के लिए तेज उपकरण
अल्ट्राफाइन पीसने के बाद (D50)<5 μ m), bauxite clinker is used for:
ग्राइंडिंग व्हील मैन्युफैक्चरिंग: ब्राउन कोरंडम ग्राइंडिंग व्हील (अल ₂ ओ ∝ सामग्री 95%) का उपयोग ऑटोमोबाइल इंजन क्रैंकशाफ्ट को पीसने के लिए किया जाता है, जिसमें RA0.4 μ मीटर की मशीनिंग सटीकता होती है।
पॉलिशिंग पाउडर: उच्च शुद्धता एल्यूमिना माइक्रो पाउडर (कण आकार 1-3 μ मीटर) का उपयोग ऑप्टिकल लेंस को चमकाने के लिए किया जाता है, जिससे सतह खुरदरापन को λ/10 (λ =632.8 एनएम) तक कम किया जाता है।
सैंडब्लास्टिंग क्लीनिंग: सैंडब्लास्टिंग मीडिया को तैयार करने के लिए बक्साइट टेलिंग को रीसाइक्लिंग करना, लागत को कम करना 40%तक कम करना, जहाज जंग हटाने के लिए उपयुक्त (SA2.5 ग्रेड)।
4। सिरेमिक और ग्लास: संरचना और कार्य का संलयन
सिरेमिक उद्योग:
High alumina porcelain (with Al ₂ O3 content of 75-90%) is used to manufacture spark plugs (with heat shock resistance>800 डिग्री), 100000 किलोमीटर से अधिक की सेवा जीवन के साथ।
99 सिरेमिक (अल ₂ O3 सामग्री के साथ या 99%से अधिक या बराबर) का उपयोग एकीकृत सर्किट सब्सट्रेट के लिए किया जाता है, जिसमें 7.2 × 10 ⁻⁶/ डिग्री के थर्मल विस्तार गुणांक और सिलिकॉन चिप्स के साथ उच्च संगतता के साथ।
ग्लास उद्योग:
3-5% अल ₂ O3 जोड़ने से ग्लास के पिघलने बिंदु (1450 डिग्री से 1550 डिग्री तक) बढ़ सकते हैं, और उच्च दबाव वाले सोडियम लैंप ग्लास (10MPA के दबाव प्रतिरोध) के लिए उपयोग किया जाता है।
एल्यूमीनियम सिलिकेट ग्लास (20% अल ₂ ओ 3 कंटेंट के साथ) का उपयोग मोबाइल फोन कवर प्लेटों के लिए किया जाता है, जिसमें 7 की मोहन कठोरता और स्क्रैच प्रतिरोध में 3 गुना वृद्धि होती है।
5। सीमेंट और निर्माण सामग्री: समर्थन बुनियादी ढांचा
उच्च एल्यूमिना सीमेंट (AL ₂ O3 सामग्री 40-75%):
3-दिवसीय तीव्रता 50MPA तक पहुंचती है और इसका उपयोग आपातकालीन मरम्मत परियोजनाओं (जैसे भूकंप से भरे क्षेत्रों में सड़क की मरम्मत) के लिए किया जाता है, जिससे निर्माण अवधि 70%तक कम हो जाती है।
रासायनिक उपकरण नींव के लिए उपयुक्त, सल्फेट संक्षारण के लिए प्रतिरोधी (5% Na ₂ SO ₄ So Solution के लिए 5% Na ₄ So Solution समाधान में भिगोने के बाद 10% से कम की ताकत के साथ)।
एलुमिनेट सीमेंट:
Used in combination with Portland cement to prepare self leveling mortar (flowability>220mm), with a 24-hour compressive strength>20 एमपीए।
1। नई ऊर्जा सामग्री
लिथियम आयन बैटरी:
एल्यूमीनियम पन्नी सकारात्मक इलेक्ट्रोड वर्तमान कलेक्टर (मोटाई 12 μ मीटर) के रूप में कार्य करता है, बैटरी के वजन के 5-8% के लिए लेखांकन। चालकता बढ़ाने से 10% आंतरिक प्रतिरोध को 15% तक कम कर सकता है।
बॉक्साइट लिथियम एक्सट्रैक्शन टेक्नोलॉजी (जैसे सोखना विधि) 85% की लिथियम रिकवरी दर प्राप्त करती है और इसका उपयोग पावर बैटरी ग्रेड लिथियम कार्बोनेट के उत्पादन के लिए किया जाता है।
हाइड्रोजन ऊर्जा भंडारण और परिवहन:
एल्यूमीनियम आधारित मिश्र धातुओं (जैसे कि ALH3) में हाइड्रोजन भंडारण घनत्व 10WT% तक होता है और इसका उपयोग कार हाइड्रोजन सिस्टम (दबाव 35MPA) में किया जाता है, जिससे सीमा 40% बढ़ जाती है।
2। पर्यावरण के अनुकूल सामग्री
Adsorbent:
संशोधित बॉक्साइट में भारी धातु आयनों जैसे कि पीबी ⁺ ⁺ और सीडी ⁺ ⁺ के लिए 50mg/g की सोखना क्षमता होती है, जिससे अपशिष्ट जल उपचार की लागत 30%तक कम हो जाती है।
बॉक्साइट आधारित उत्प्रेरक (जैसे कि Fe/Al) O3) का उपयोग VOCs उत्प्रेरक ऑक्सीकरण के लिए किया जाता है, जिसमें रूपांतरण दर 95% से अधिक और तापमान खिड़की 200-400 डिग्री तक चौड़ी होती है।
उत्प्रेरक वाहक:
बॉक्साइट व्युत्पन्न - Al ₂ O3 का उपयोग ऑटोमोबाइल निकास शुद्धि (जैसे SCR उत्प्रेरक) के लिए किया जाता है, जिसमें NOX रूपांतरण दक्षता 90% से अधिक और सल्फर विषाक्तता प्रतिरोध 2 गुना बढ़ जाती है।
3. 3 d मुद्रण सामग्री
सिरेमिक घोल:
उच्च एल्यूमिना सिरेमिक पेस्ट (70%की एक ठोस सामग्री के साथ) का उपयोग फोटो इलाज के लिए 3 डी प्रिंटिंग के लिए किया जाता है, ± 0.1 मिमी की मोल्डिंग सटीकता के साथ, और विमानन ब्लेड के लिए थर्मल बैरियर कोटिंग्स की तैयारी के लिए उपयोग किया जाता है।
धातु पाउडर:
एरोसोल एल्यूमीनियम पाउडर (d 50=20 μ m) का उपयोग चयनात्मक लेजर पिघलने (SLM) के लिए किया जाता है, जिसमें 99.5% से अधिक का घनत्व और 380mpa की तन्यता ताकत होती है।
आविष्कार से परिष्कृत ठीक अयस्क तैयार करने के लिए एक विधि से संबंधित हैबक्साइट पाउडर। निम्नलिखित चरण शामिल हैं:
(1) सूखी गांठ अयस्क प्राप्त करने के लिए 5% से कम नमी सामग्री को कम करने के लिए बक्साइट अयस्क;
(2) चरण (1) में प्राप्त सूखी गांठ अयस्क को पीसने के लिए अयस्क की सुंदरता 70%~ 80%के लिए 100 μ मीटर खातों तक पहुंचने के लिए, और कच्चा ठीक अयस्क प्राप्त होता है;
(3) चरण (2) में प्राप्त कच्चे ठीक अयस्क को 300 ~ 400 डिग्री के कम तापमान प्रणाली में प्रीहीट किया जाता है और 600 ~ 950 डिग्री के मध्यम उच्च तापमान प्रणाली में कैलक्लाइंड किया जाता है ताकि ठीक ठीक अयस्क को प्राप्त करने के लिए कच्चे ठीक अयस्क से पानी, सल्फर और कार्बनिक कार्बन को हटाया जा सके। आविष्कार की तैयारी प्रक्रिया सरल, संचालित करने और प्रबंधन करने में आसान है, और तेजी से और समकालिक रूप से अयस्क में विभिन्न अशुद्धियों को हटा सकती है, ताकि अयस्क उत्पाद की गुणवत्ता में सुधार हो सके।
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