Алюміній
В обох випадках утворення водяного розчину алюмінату натрію приводить до відділення його від нерозчинних компонентів руди, що представляють собою в основному окисі і гідроокисі кремнію, заліза і титана. Відділення розчину від нерозчинного осаду, називаного червоним шламом, здійснюють у відстійниках.
В отриманий розчин при 125 C і тиску 5 ам додають вапно, що приводить до обескремніюваний-CaSi іде в осад, утворюючи білий шлам. Очищений від кремнію розчин після відділення його від білого шламу оброблюють вуглекислим газом при 60-80 C, у результаті чого в осад випадає кристалічний гідрат окису алюмінію:
Al O Na O + 3H O + CO = 2Al(OH) + Na CO .
Його промивають, просушують і прожарюють. Прожарювання приводить до утворення глинозему:
2Al(OH) = Al O + 3H O .
Описаний спосіб забезпечує досить повний витяг глинозему з біля 80%.
Одержання металевого алюмінію з глинозему полягає в його електролітичному розкладанні на складові: алюміній і кисень. Електролітом у цьому процесі є розчин глинозему в кріоліті (Al 3Na). Кріоліт, володіючи здатністю розчиняти глинозем, одночасно знижує його температуру плавлення. Глинозем плавиться при температурі близько 2000 C, а температура плавлення розчину, що складає, наприклад, з 85 % кріоліту і 15 % глинозему, дорівнює 935 C.
Схема електроліза глинозему досить проста, але технологічно цей процес складний і вимагає великих витрат електроенергії.У поду ванни з гарною теплоізоляцією 1 і вугільним набиванням 2 закладені катодні шини 3, з'єднані з негативним полюсом джерела електричного струму. До анодної шини 4 приєднані електроди 5. Перед початком електролізу на дно ванни насипають тонкий шар коксу, електроди опускають до зіткнення з ним і включають струм. Коли вугільне набивання загостриться, поступово вводять кріоліт. При товщині шаруючи розплавленого кріоліту, рівної 200-300 мм, завантажують глинозем із розрахунку 15% до кількості кріоліту. Процес відбувається при 950-1000 C.
Під дією електричного струму глинозем розкладається алюміній і кисень. Рідкий алюміній 6 накопичується на вугільній подині (дно вугільної ванни), що є катодом, а кисень з'єднується з вуглецем анодів, поступово спалюючи їх. Кріоліт витрачається незначно. Глинозем періодично додають, електроди для компенсації згорілої частини поступово опускають униз, а рідкий алюміній, що нагромадився, через визначені проміжки часу випускають у ківш 8.
При електролізі на 1 т алюмінію витрачається близько 2 т глиноземи,
0.6 т вугільних електродів, що служать анодами, 0.1 т кріоліту і від
17000 до 18000 кВт год. електроенергії.
Отриманий при електролізі глинозему алюміній-сирець містить металеві домішки (залізо, кремній, титан і натрій), розчинені гази, головним з який є водень, і неметалічні включення, що представляють собою частки глинозему, вугілля й кріоліту. У такому стані він непридатний для застосування, тому що має низькі властивості, тому його обов'язково піддають рафінуванню. Неметалічні і газоподібні домішки видаляють шляхом переплавляння й продувки металу хлором. Металеві домішки можна видалити тільки складними електролітичними способами.
Після рафінування одержують торгові сорти алюмінію.
Чистота алюмінію є вирішальним показником, що впливає на всі його властивості, тому хімічний склад, покладений в основу класифікації алюмінію.
Неминучими домішками, що виходять при виробництві алюмінію, є залізо й кремній. Обидві вони в алюмінії шкідливі. Залізо не розчиняється в алюмінії, а утворить з ним тендітні хімічні сполуки FeAl і Fe Al . З кремнієм алюміній утворить евтектичну механічну суміш при 11.7% Si. Оскільки розчинність кремнію при кімнатній температурі дуже мала (0.05%), те навіть при його незначній кількості він утворить евтетику Fe+Si і включення дуже твердих (НВ 800) тендітних кристаликів кремнію, що знижують пластичність алюмінію. При спільній присутності кремнію й заліза утвориться потрійна хімічна сполука і потрійна евтектика, теж понижуюча пластичність.