Tìm hiểu ngay 2 quá trình sản xuất nhôm phổ biến nhất Thế Giới

Trang chủ » Tin tức Công ty » Tìm hiểu ngay 2 quá trình sản xuất nhôm phổ biến nhất Thế Giới

Nội dung

Nhôm là kim loại quan trọng và được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực từ công nghiệp đến gia dụng. Tuy nhiên, ít ai biết rằng quá trình sản xuất nhôm là một quy trình phức tạp, đòi hỏi công nghệ tiên tiến. Trên thế giới, có nhiều phương pháp sản xuất nhôm từ quặng boxit, nhưng Quy trình Bayer và Quy trình Hall-Heroult là hai phương pháp phổ biến nhất. Trong bài viết này, hãy cùng Nhôm Dinostar tìm hiểu về 2 quy trình sản xuất nhôm phổ biến nhất này nhé!

Quá trình sản xuất nhôm là một quy trình phức tạp, đòi hỏi công nghệ tiên tiến

1. Quá trình Bayer – Sản xuất Alumina

Quy trình Bayer là phương pháp sản xuất nhôm phổ biến nhất trên thế giới, chiếm khoảng 90% tổng sản lượng nhôm trên thế giới. Quy trình này được đặt tên theo tên nhà khoa học người Anh Karl Bayer, người đã phát minh ra phương pháp này vào năm 1887. Quy trình Bayer được sử dụng để tách alumina (oxit nhôm) từ quặng boxit thông qua một loạt các phản ứng hóa học và quy trình công nghệ, bao gồm các bước chính sau:

Bước 1 – Hòa tách: Quặng boxit được nghiền bằng máy và trộn với xút NaOH tạo ra một loại bùn. Bùn được bơm vào bể phân hủy được làm nóng đến 270°C trong điều kiện áp suất 50 lb / in 2 (340 kPa) tạo ra dung dịch Natri Aluminate NaAlO₂ siêu bão hòa
Bước 2 – Làm sạch: Bùn được bơm vào bể lắng, các tạp chất (được gọi là “bùn đỏ”) không hòa tan trong xút NaOH sẽ lắng xuống đáy bể bao gồm: cát mịn, oxit sắt và oxit của các nguyên tố vi lượng như titan. Chất lỏng còn lại sẽ được lọc loại bỏ các hạt tạp chất mịn còn sót lại.
Bước 3 – Kết tủa: Một loạt các bể kết tủa cao sáu tầng sẽ được thiết lập để chất lỏng đã lọc được bơm qua. Kết tinh chất lỏng này thu được nhôm hydroxit Al(OH)₃ kết tủa.
Bước 4 – Nung: Các tinh thể nhôm hydroxit Al(OH)₃ được nung nóng trong lò quay đến 1.100°C để loại bỏ các phân tử nước, kết quả sản phẩm cuối cùng là một loại bột màu trắng được gọi là oxit nhôm Al₂O₃ có tên hóa học là alumina.

2. Quá trình Hall-Heroult – Sản xuất nhôm tinh khiết

Alumina sau khi được tạo ra từ quy trình Bayer, sẽ được sử dụng làm nguyên liệu chính trong Quy trình Hall-Heroult để sản xuất nhôm tinh khiết. Quy trình Hall-Heroult được phát minh vào cuối thế kỷ 19 bởi hai nhà khoa học Charles Hall và Paul Heroult. Quy trình này Hall-Heroult sử dụng điện phân để tách alumina (oxit nhôm) thành nhôm tinh khiết trong một thùng điện phân lớn bằng thép.

Alumina được dùng trực tiếp để sản xuất nhôm, tuy nhiên để tạo ra môi trường phù hợp cho quá trình điện phân, cần phải có một thành phần khác, đó là cryolite. Các tinh thể alumina được hòa tan trong cryolite nóng chảy ở nhiệt độ 1.760 – 1.780 °F (960 – 970 °C) để tạo thành dung dịch điện phân. Khi điện được chạy qua dung dịch, phản ứng điện phân xảy ra, phá vỡ liên kết giữa nhôm và oxy trong phân tử alumina Al₂O₃ (nhôm oxit).
Cực âm của thùng điện phân là 1 tấm than chì nguyên chất được bố trí ở đáy thùng. Tại đây xảy ra quá trình khử ion Al3+ thành nhôm nguyên chất Al. Nhôm được giải phóng sẽ chảy xuống đáy thùng dưới dạng nhôm nóng chảy và được di chuyển qua khuôn làm mát, được đông đặc lại thành sản phẩm nhôm tinh khiết cuối cùng.
Cực dương của thùng điện phân cũng là những khối than chì lớn. Ở đây xảy ra quá trình oxy hóa O2- thành khí oxy. Khí Oxy ở nhiệt độ cao sẽ đốt cháy cacbon trong than chì tạo thành khí CO và CO2.

Thu được nhôm tinh khiết thành phẩm sau quá trình Hall-Heroult

Quy trình Hall-Heroult được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp nhôm do tính hiệu quả và chi phí thấp. Tuy nhiên, quy trình này tiêu thụ một lượng điện năng lớn, do đó các nhà máy sản xuất nhôm thường được đặt cạnh các nhà máy điện để đảm bảo nguồn cung điện ổn định.

3. Sản phẩm sau quá trình sản xuất nhôm

1 – Bùn đỏ: Bùn đỏ được tạo ra trong quá trình xử lý quặng boxit bằng phương pháp Bayer để phân tách nhôm từ các tạp chất khác. Bùn đỏ có dạng một hỗn hợp đặc sệt màu nâu đỏ, chứa silic, sắt, titan và các hợp chất khác, được xử lý trong các khu vực biệt lập đặc biệt.

Tuy nhiên, bùn đỏ không được coi là chất thải hoàn toàn vì nó có thể được sử dụng làm nguyên liệu trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Một trong những ứng dụng của bùn đỏ là sản xuất scandium, một kim loại quan trọng được sử dụng trong sản xuất hợp kim nhôm scandium. Hợp kim này có độ cứng và độ bền cao, được sử dụng trong các thiết bị vận chuyển, xe cơ giới, tên lửa, dụng cụ thể thao và sản xuất dây điện. Bùn đỏ cũng có thể được sử dụng trong sản xuất gang đúc, bê tông.

Scandium – kim loại được sản xuất từ bùn đỏ – một trong những sản phẩm phụ quan trọng nhất của quá trình sản xuất nhôm

2 – Nhôm tái chế: Khả năng tái chế của nhôm là rất cao, với tỷ lệ tái chế có thể lên đến 95%. Sau quá trình tái chế, nhôm vẫn giữ được các đặc tính quan trọng như độ bền, độ dẻo, tính dẫn điện và dẫn nhiệt, khả năng chống ăn mòn. Do đó, quá trình tái chế nhôm giúp tiết kiệm tài nguyên tự nhiên, giảm thiểu khí thải, và tiết kiệm năng lượng so với quá trình sản xuất nhôm mới.

Viện Nhôm Quốc tế ước tính rằng kể từ năm 1880, gần một tỷ tấn nhôm đã được sản xuất trên khắp thế giới với 3/4 số lượng này vẫn được sử dụng cho đến ngày nay. Khoảng 35% được sử dụng trong các tòa nhà và công trình, 30% trong dây cáp và thiết bị điện và 30% trong giao thông.

Nhôm có khả năng giữ được các đặc tính quan trong sau quá trình tái chế

Công ty Cổ phần Nhôm Ngọc Diệp sở hữu dây chuyền sản xuất nhôm thanh định hình hiện đại, tự động hóa, thân thiện với môi trường. Dây chuyền sản xuất nhôm định hình tại Nhà máy Nhôm Dinostar đạt được các tiêu chuẩn hàng đầu Việt Nam và Thế giới như: JIS H4100:2015, TCXDVN 330: 2003,ISO 14001:12015, ISO 9001-2015, tiêu chuẩn AAMA và QUALICOAT,… Các sản phẩm nhôm Dinostar trước khi giao đến khách hàng kiểm duyệt nghiêm ngặt, đảm bảo chất lượng tốt nhất.

Mong rằng bài viết trên mang lại cho quý độc giả những thông tin hữu ích về quá trình sản xuất nhôm. Việc hiểu rõ về quá trình sản xuất nhôm giúp chúng ta có cái nhìn toàn diện về nguồn gốc và quá trình sản xuất của vật liệu quan trọng này. Điều này giúp chúng ta hiểu rõ hơn về ngành công nghiệp sản xuất nhôm và có những hành động phù hợp để bảo vệ môi trường, sử dụng tài nguyên một cách bền vững.

Nhôm Dinostar – Công ty Cổ phần Nhôm Ngọc Diệp

Trụ sở chính: