Tag: Trương Ngọc Thận

22

Sự chuyển hoá động năng của lõi đạn có tính cắt đoạn nhiệt khi xuyên mục tiêu

Đảm bảo hiệu quả phá hủy mục tiêu của lõi đạn xuyên là yêu cầu trước hết chi phối toàn bộ quá trình thiết kế, chế tạo vật liệu cũng như lõi đạn.

Kinetic energy transformation of projectiles having adiabatic shear charac- teristics when penetrating the target

Trần Bá Hùng
Nhà máy Z113, Bộ quốc phòng
Trần Sĩ Kháng
Viện công nghệ, Bộ quốc phòng
Trương Ngọc Thận
Trường ĐHBK Hà Nội

Tóm tắt

   Bài báo mô tả hành vi của lõi đạn biểu hiện trong quá trình xuyên mục tiêu. Tùy thuộc vào chiều dày mục tiêu cũng như sự tương quan về tính chất cơ-lý của lõi đạn và mục tiêu mà lõi đạn có hành vi tương ứng. Trên cơ sở hành vi của lõi đạn xuyên có tính cắt đoạn nhiệt (CĐN) đã thiết lập phương trình tổng quát biễu thị sự chuyển hoá động năng của lõi đạn khi xuyên trong mục tiêu. Bằng phương trình này và kèm theo các điều kiện biên có thể giải được một số bài toán liên quan đến quãng đường và tốc độ xuyên của lõi đạn.

Abstract

   In this paper the behavior of projectiles penetrating the target is described. The behavior depends on the thick- ness of target and the correlation of physical – mechanical properties of projectiles and the target. Based on the behavior of projectiles having adiabtic shear characteristics when penetrating the target, this paper proposes an equation for illustrating the kinetic energy transformation of projectiles is proposed. Using this equation with limit conditions, the penetration depth and velocity can be calculated.

1. Đặt vấn đề

   Đảm bảo hiệu quả phá hủy mục tiêu của lõi đạn xuyên là yêu cầu trước hết chi phối toàn bộ quá trình thiết kế, chế tạo vật liệu cũng như lõi đạn. Đây là bài toán phức tạp gồm nhiều biến số liên quan tới chiều dày mục tiêu và tương quan về cơ- lý tính giữa lõi đạn và mục tiêu. Đặt vấn đề xây dựng bài toán về sự chuyển hóa động năng của lõi đạn xuyên có tính cắt đoạn nhiệt trên cơ sở dự đoán hành vi của nó khi tiếp cận và đi trong mục tiêu là sự góp phần làm sáng tỏ dần cơ chế phá hủy mục tiêu của lõi đạn, tạo điều kiện để có thể mô phỏng toàn bộ quá trình vốn dĩ phức tạp này.

2. Hành vi của lõi đạn trong quá trình xuyên mục tiêu

   Sau khi tiếp cận mục tiêu, tuỳ thuộc vào chiều dày của mục tiêu và tương quan về tính chất cơ-lý của mục tiêu và lõi đạn xuyên mà lõi đạn có thể nằm lại hoặc xuyên qua mục tiêu.

   – Nếu mục tiêu là vật liệu có cơ tính thấp hơn so với vật liệu lõi xuyên thì hành vi của nó sẽ thể hiện tùy thuộc vào chiều dày của mục tiêu, cụ thể:

   + Nếu mục tiêu mỏng thì lõi đạn sẽ xuyên qua mục tiêu và tiếp tục chuyển động cho đến khi rơi.

   + Nếu chiều dày của mục tiêu đủ lớn thì lõi đạn có thể sẽ không xuyên qua mà nằm lại trong mục tiêu.

   Sự biến dạng của lõi xuyên khi qua mục tiêu có cơ tính thấp không lớn và không bị vỡ vụn sau khi thoát khỏi mục tiêu. Với loại mục tiêu này thì yêu cầu về cơ tính đối với vật liệu dùng cho chế tạo lõi đạn xuyên không đặc biệt cao.

   – Đối với mục tiêu có cơ tính cao cũng có thể xảy ra hai trường hợp sau:

   Trường hợp thứ nhất: Nếu động năng của lõi đạn không đủ lớn hoặc cơ tính của nó không cao hơn hẳn so với mục tiêu hoặc mục tiêu quá dày thì lõi đạn không thể xuyên qua mà nằm lại trong mục tiêu.

   Trường hợp thứ hai: Lõi đạn xuyên qua mục tiêu và sau đó bị nổ tung. Trong quá trình xuyên mục tiêu, hình dạng lõi xuyên có thể bị thay đổi:

   + Hoặc đầu bị biến dạng thành hình nấm. Hiện tượng này thường xảy với vật liệu lõi xuyên có độ dẻo cao, độ dẫn nhiệt tốt, nhiệt dung riêng lớn [1].

   + Hoặc lớp bề mặt lõi xuyên bị bóc tách do nóng chảy hoặc bay hơi. Trong trường hợp này, hình dạng của lõi xuyên trước và trong quá trình xuyên mục tiêu về cơ bản vẫn đồng dạng (Hình 1). Vật liệu lõi đạn thể hiện hành vi này thường có cơ tính cao, độ dẫn nhiệt thấp, nhiệt dung riêng lớn. Nhờ vậy, chúng có tính CĐN hay tính xuyên mềm [1].

Hình 1

Hình 1. Vết của lõi xuyên qua mục tiêu

3. Sự chuyển hoá động năng của lõi xuyên

   Lõi xuyên trước khi tiếp cận mục tiêu có động năng là:

loidanxuyen-ct1 (1)

   Trong đó: m0 (kg) và v0 (m/s) là khối lượng và vận tốc của lõi xuyên trước khi tiếp cận mục tiêu.

   Sau khi tiếp cận mục tiêu, Wo được chuyển hoá thành ba dạng năng lượng:

– Năng lượng cần cho biến dạng dẻo và phá huỷ mục tiêu, ký hiệu là W1;
– Năng lượng gây biến dạng dẻo và phá huỷ lõi xuyên, ký hiệu là W2;
– Động năng để duy trì chuyển động của lõi xuyên sau khi thoát khỏi mục tiêu, ký hiệu là W3.

Pages: Page 1, Page 2, Page 3, Page 4
17

Thành phần vật chất của quặng tinh bauxit Gia Nghĩa và nhận xét khái quát về tính chất công nghệ của nó

Bài báo đưa ra nhận xét sơ bộ về tính chất công nghệ của quặng tinh bauxit Gia Nghĩa trên cơ sở kết quả phân tích thành phần vật chất. Bauxit Gia Nghĩa là một trong số bauxit gipxit chất lượng cao, phù hợp với phương pháp Bayer châu Mỹ cho sản xuất alumin.

On the material composition of Gia Nghia bauxite concentrate and its technological properties

Trương Ngọc Thận
Đại học Bách khoa Hà Nội
Đỗ Hồng Nga
Viện Khoa học và công nghệ Mỏ-Luyện kim

Tóm tắt

   Bài báo đưa ra nhận xét sơ bộ về tính chất công nghệ của quặng tinh bauxit Gia Nghĩa trên cơ sở kết quả phân tích thành phần vật chất. Bauxit Gia Nghĩa là một trong số bauxit gipxit chất lượng cao, phù hợp với phương pháp Bayer châu Mỹ cho sản xuất alumin. Với chế độ hòa tách chọn trước ở áp suất thấp, hiệu suất thực tế thu hồi alu- min đạt tương đương hiệu suất lý thuyết.

Abstract

   Based on its material composition the technological properties of the Gia Nghia bauxite – one of the best gibb- sitic bauxites and suitable for alumina production by American Bayer technique have been evaluated. With the selected digestion regime under low pressure the real recovery productivity may reach the theoretical value.

1. Đặt vấn đề

   Theo Dự thảo: “Quy hoạch phân vùng thăm dò, khai thác, chế biến và sử dụng quặng bauxit của Việt nam giai đoạn (2005-2015) có xét tới 2025” của Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ-Luyện kim [1], bauxit thuộc khu mỏ Gia Nghĩa (Đắc Nông) sẽ là nguồn nguyên liệu cung cấp cho nhà máy alu- min Đắc Nông 2. Vì vậy, việc tiến hành phân tích thành phần vật chất (thành phần hóa học và thành phần khoáng vật) của bauxit Gia Nghĩa và từ đó đưa ra những nhận xét, đánh giá khái quát, kể cả thí nghiệm thăm dò về tính chất công nghệ cơ bản của bauxit này theo hướng sử dụng phương pháp Bayer để sản xuất alumin là rất cần thiết. Đây cũng là sự đóng góp thiết thực vào quá trình nghiên cứu đồng bộ bauxit Tây nguyên, kể cả về mặt đánh giá chất lượng nguồn tài nguyên lẫn phương án công nghệ xử lý có thể lựa chọn.

2. Thực nghiệm

2.1. Chuần bị mẫu phân tích và thí nghiệm thăm dò khả năng hòa tách

   Đối tượng phân tích và thí nghiệm thăm dò khả năng hòa tách là quặng tinh bauxit đại diện mỏ Gia Nghĩa đã qua tuyển rửa có cấp hạt +1 mm. Từ mẫu bauxit đại diện, các cỡ hạt theo yêu cầu của nhiệm vụ đặt ra được chuẩn bị trong máy nghiền bi, cụ thể:

– Cho xác định thành phần hóa học, cỡ hạt -0,1 mm.
– Cho phân tích thành phần khoáng vật, cỡ hạt -0,06 mm.
– Cho khảo sát khả năng hòa tách (hay còn gọi là mẫu công nghệ), cỡ hạt -0,3 mm.

2.2. Thành phần vật chất của quặng bauxit Gia Nghĩa

   Như đã biết, thành phần hóa học của bauxit bao gồm: trước hết là 4 cấu tử chính (Al2O3, Fe2O3, SiO2 và nước); tiếp đến là các ôxit khác (TiO2, CaO, MnO, MgO, P2O5…) và các nguyên tố (F, S…) với hàm lượng có thể trên dưới 1% hoặc ở dạng vết; ngoài ra còn một lượng nhất định chất hữu cơ [2]. Tuy nhiên, do những hạn chế về mặt thiết bị và kinh nghiệm phân tích, nên thành phần hóa học của bauxit Gia Nghĩa mới chỉ được tập trung xác định trong phạm vi các cấu tử chính bằng phương pháp phân tích định lượng truyền thống. Kết quả phân tích được trình bày trong bảng 1 và để có thêm minh chứng về sự ba động thành phần hóa học giữa các mỏ bauxit ở Tây nguyên, trong bảng này còn trích thêm thành phần các cấu tử chính của bauxit Tân Rai [3]. Thành phần khoáng vật của mẫu nghiên cứu được xác định bằng phương pháp phân tích nhiệt trên máy NETZSCH STA 409 và nhiễu xạ tia X trên máy YPC-50 UM. Kết quả phân tích được trình bày trên các hình 1, 2 và bảng 2.

   Mặc dù các số liệu có được từ phân tích thành phần hóa học và thành phần khoáng vật còn rất hạn chế, nhưng thông qua các cấu tử chính cũng có thể đưa ra một số nhận xét sơ bộ về tính chất công nghệ của bauxit Gia Nghĩa.

Pages: Page 1, Page 2, Page 3
14

Hoà tách quặng tinh bauxit Bảo Lộc ở điều kiện áp suất khí quyển

Để góp thêm căn cứ khoa học cho việc lựa chọn nhiệt độ hoà tách phù hợp, cần thiết khảo sát thêm khả năng hoà tách loại quặng này ở điều kiện áp suất khí quyển tương ứng với nhiệt độ 1070C theo cơ chế hoà tách sau.

Atmospheric pressure digestion of Baoloc bauxite concentrates

Trương Ngọc Thận, Vũ Chất Phác
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Tóm tắt

   Ở chế độ hoà tách thử nghiệm, hiệu suất thực tế thu hồi nhôm ôxit từ quặng tinh bauxit gipxit Bảo Lộc đạt 90%. Kết quả cho thấy, có thể sử dụng loại bauxit này cho sản xuất alumin bằng công nghệ Bayer châu Mỹ với chế độ hoà tách ở điều kiện áp suất khí quyển tương ứng nhiệt độ hoà tách 107°C.

Abstract

   The actual recovery of Al2O3 from BaoLoc gibbsitic bauxite concentrate reached 90% at the experimental degestion conditions. Obtained results show that it is possible to use this kind of bauxite for alumin production by the american Bayer technology at degestion regimes under atmospheric pressure (equivalent to 107°C).

1. Đặt vấn đề

   Theo công nghệ Bayer châu Mỹ, có thể hoà tách bauxit gipxit ở nhiệt độ 107°C hoặc 140°C. Kết quả nghiên cứu gần đây cho thấy, hiệu suất hoà tách thực tế của bauxit Bảo Lộc ở nhiệt độ 140°C đạt giá trị tương đương hiệu suất hoà tách lý thuyết [1]. Để góp thêm căn cứ khoa học cho việc lựa chọn nhiệt độ hoà tách phù hợp, cần thiết khảo sát thêm khả năng hoà tách loại quặng này ở điều kiện áp suất khí quyển tương ứng với nhiệt độ 107°C theo cơ chế hoà tách sau. Ở nhiệt độ 107°C, nhôm ôxit trong bơmit hoặc điaspo hoặc ở dạng thay thế đồng hình trong mạng alumogơtit không tan [2,3] mà chỉ có gipxit – Al2O3.3H2O [hay 2Al(OH)3] tác dụng với kiềm theo phản ứng:

Al(OH)3+NaOH+nH2O = NaAl(OH)4+nH2O (1)

   Silic ôxit từ caolinit hoà tan tạo thành natrisilicat theo phản ứng (2):

Al2O3.2SiO2.2H2O + 6NaOH + nH2O = 2NaAl(OH)4 + 2Na2SiO3 + (n+1)H2O (2)

    Natrisilicat tiếp tục phản ứng tạo ra kết tủa Bayersodalit đi vào bùn đỏ:

6NaAl(OH)4 + 6Na2SiO3 + 3Na2X + nH2O → 3(Na2O.Al2O3.2SiO2.nH2O).Na2X +12NaOH + (n-6)H2O (3)

– (Na2O.Al2O3.2SiO2.nH2O).Na2X là kết tủa Bayersodalit
– X có thể là 2AlO2– , 2Cl– , CO32- …

   Trong khi đó, SiO2 ở dạng thạch anh chỉ có thể hoà tan theo cơ chế tương tự caolinit ở nhiệt độ cao hơn với điều kiện cỡ hạt mịn hơn. Các khoáng vật sắt (hêmatit, gơtit, alumogơtit) hoàn toàn không tan trong kiềm và đi vào bùn đỏ.

2. Thực nghiệm

2.1. Mẫu nghiên cứu

   Bauxit gipxit Bảo Lộc dùng cho nghiên cứu có thành phần hóa học [%]: 45,36 Al2O3; 24,17 Fe2O3; 2,44 SiO2 và 3,81 TiO2, còn lại là các tạp chất khác.

2.2. Thiết bị và quy trình hoà tách

a. Thiết bị hoà tách

   Với nhiệt độ 107°C, quá trình hoà tách chỉ cần tiến hành trong bình kín. Tuy nhiên, để hạn chế sự thay đổi thành phần của dung dịch luân lưu, dung dịch natrialuminat và đảm bảo vệ sinh môi trường trong quá trình hoà tách, có thể sử dụng ôtôcla đứng như trên hình 1. Bauxit và dung dịch luân lưu được cấp vào ôtôcla qua nắp đậy. Huyền phù sau hoà tách được tháo từ đáy ôtôcla và theo ống dẫn làm nguội bằng nước ra ngoài. Ôtôcla được gia nhiệt bằng dây điện trở. Nhiệt độ của thiết bị hoà tách được ổn định bằng hệ thống tự động. Vận hành thiết bị hoà tách được thực hiện theo trình tự các bước sau: – Nạp dung dịch luân lưu và bauxit theo khối lượng tính toán. – Cố định nắp đậy ôtôcla. Bắt đầu quá trình gia nhiệt và khuấy trộn. Thời gian hoà tách được tính từ khi nhiệt độ đạt 107°C – Kết thúc quá trình hoà tách, ngắt nguồn điện, mở van tháo huyền phù vào bình lắng.

Hình 1

Hình1. Ôtôcla

Pages: Page 1, Page 2, Page 3
14

Ảnh hưởng của một số yếu tố tới phân huỷ dung dịch natrialuminat từ hoà tách bauxit Bảo Lộc

Bài báo giới thiệu kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ, tỷ lệ mồi kết tủa Al(OH)3 và thời gian tới mức độ phân huỷ của dung dịch natrialuminat từ hoà tách quặng tinh bauxit Bảo lộc ở điều kiện áp suất thấp.

Influence of some parameters on the decomposition of NaAl(OH)4 solution obtained from digestion of Baoloc bauxite

Trương Ngọc Thận, Vũ Chất Phác
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Tóm tắt

   Bài báo giới thiệu kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ, tỷ lệ mồi kết tủa Al(OH)3 và thời gian tới mức độ phân huỷ của dung dịch natrialuminat từ hoà tách quặng tinh bauxit Bảo lộc ở điều kiện áp suất thấp. Mức độ phân huỷ đạt 54,63% và Al(0H)3 thu được có độ sạch 98% với chế độ tối ưu được xác định qua nghiên cứu .

Abstract

   This article presents the influence of some technological parameters such as: temperature, ratio of seed alu- minium hydrate and holding time on the decomposition of NaAl(OH)4 solution obtained from degestion of Baoloc bauxite under low pressure. The recovery of decomposition may reach 54,63% by optimal experimental conditions and the purity of obtained Al(OH)3 is 98%.

1. Đặt vấn đề

   Dung dịch natrialuminat phân huỷ để tạo ra nhôm hyđrôxít kết tủa theo phản ứng

NaAl(OH)4+ nH2O → Al(OH)3↓ + NaOH+ nH2O

   Đây là một quá trình phức tạp, chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố, trước hết là nồng độ dung dịch, nhiệt độ, thời gian phân huỷ và tỷ lệ mồi kết tủa Al(OH)3 … Khi xác định điều kiện tối ưu của phân huỷ cần xét đến ảnh hưởng của khâu này tới các khâu khác trong toàn bộ quy trình Bayer sản xuất alumin.

   Mức độ phân huỷ (η) hay còn gọi là thu hoạch nhôm hydroxit được tính bằng %. Đó là tỷ số khối lượng Al(OH)3 kết tủa ra so với khối lượng Al(OH)3 có trong dung dịch ban đầu. Cũng có thể xác định thu hoạch trên cơ sở môđun côstic của dung dịch ban đầu (αcđ) và sau phân huỷ (αcc) theo biểu thức:

η = (1-αcc/αcđ)x100% ( 1 )

   Nhiệt độ là yếu tố có ảnh hưởng lớn tới mức độ phân huỷ. Từ giản đồ trạng thái cân bằng hệ Al2O3 – Na2O – H2O suy ra độ quá bão hoà của Al2O3 sẽ giảm khi tăng nhiệt độ, do đó độ bền của dung dịch sẽ tăng, tốc độ phân huỷ giảm. Trong thực tế, quá trình phân huỷ được tiến hành qua 2 giai đoạn: Giai đoạn 1- tạo mầm, tích tụ mầm ở nhiệt độ cao hơn, giai đoạn 2 – phát triển mầm.

   Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch thể hiện như sau: dung dịch có nồng độ cao, thì tốc độ phân huỷ nhỏ, các dung dịch có nồng độ thấp hoặc loãng thì ngược lại, mức độ phân huỷ cao. Môđun costic (αc) là chỉ tiêu đánh giá độ bền hay độ bão hoà của dung dịch. Khi αc càng nhỏ thì dung dịch càng phân huỷ nhanh.Trong thực tế, nồng độ Al2O3 của dung dịch cho phân huỷ khoảng 120 ÷ 230 g/l Al2O3 và αc =1,4 ÷ 1,8.

   Phụ thuộc vào thời gian theo quy luật: ở thời điểm đầu tốc độ phân huỷ tăng nhanh, sau đó giảm dần cho tới giá trị không đổi, có nghĩa quá trình đạt cân bằng.

   Để tăng tốc độ phân huỷ, cần sử dụng mồi kết tủa Al(OH)3 từ chu trình phân huỷ trước. Tỷ lệ mồi được tính bằng lượng Al(OH)3 đưa vào so với lượng Al(OH)3 có trong dung dịch. Ngoài ra, khuấy trộn cũng có tác dụng tốt đối với phân huỷ.

2. Thực nghiệm

Dung dịch natrialuminat, mồi kết tủa và thiết bị phân huỷ

   Các dung dịch natrialuminat từ hoà tách ở nhiệt độ 140°C dùng cho nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ, tỷ lệ mồi kết tủa và thời gian tới mức độ phân huỷ được ký hiệu lần lượt là: M1, M2, M3, M4, M5 với thể tích 2,5 lít và có thành phần như trong bảng 1.

Mẫu phân hủy Thành phần (g/l) αc
Na2Oc Al2O3
M1
M2
M3
M4
M5		 150,77
149,89
150,78
150,85
150,77		 130,20
130,20
130,20
130,21
130,20		 1,42
1,42
1,42
1,42
1,42

Bảng 1. Thành phần các mẫu dung dịch cho phân huỷ

   Mồi kết tủa Al(OH)3 có độ sạch 98%, độ ẩm 15%. Số lượng mồi (Mm) được tính theo công thức:

Công thức

   trong đó:

A – nồng độ Al2O3 [g/l] ;
a – Độ ẩm [%] ;
V – Thể tích dung dịch [l] .

   Quá trình phân huỷ được tiến hành trong thiết bị hoà tách với dung tích 5 lít có cơ cấu khuấy trộn, hệ thống gia nhiệt bằng điện trở và ổn nhiệt tự động.

Pages: Page 1, Page 2, Page 3
12

Nghiên cứu thử nghiệm điện phân nhôm trong thiết bị tự chế tạo

Nhằm mục đích góp phần nâng cao chất lượng đào tạo nguồn nhân lực luyện kim màu, tăng cường năng lực nghiên cứu, tiến tới làm chủ công nghệ điện phân kim loại trong dung dịch muối nóng chảy nói chung và nhôm nói riêng…

Study on electrolyse of aluminium in home-made equipment

Trương Ngọc Thận và Vũ Chất Phác
Đại học Bách Khoa Hà Nội

TÓM TẮT

   Điện phân nhôm là một công nghệ phức tạp và hoàn toàn mới mẻ đối với các nhà luyện kim nước ta. Bằng thiết bị tự thiết kế và chế tạo, đã thử nghiệm thành công điện phân nhôm trong dung dịch muối nóng chảy cryolit- alu- min (Na3AlF6 – Al2O3 ) với các thông số công nghệ sau:

Hàm lượng alumin  Al 2O3 trong dung dịch muối nóng chảy :
 10 %
Nhiệt độ điện phân :
 960°C
Điện áp :
 7,5 V
Mật độ dòng catốt :
 1,51 A/cm2
Khoảng cách điện cực :
 2,5 cm
Nhôm điện phân đạt độ sạch :
 98,5 %

 

ABSTRACT

   Electrolyse of aluminium is a complicated technology and still completely new for Vietnamese metallurgists. For the first time at HUT has been succesfully realized the electrolyse of the aluminium in cryolit – alumina (Na3AlF6 – Al2O3) melting solution by a home-made electrolyser with following conditions : 

Alumina content [Al2O3] in melting solution : 10 %
Electrolyse temperature : 960°C
Cell voltage : 7,5 V
Cathode current density : 1,51 A/cm2
Distance between electrodes : 2,5 cm
The purity of electrolytic aluminium : 98,5 %

1. ĐẶT VẤN ĐỀ

   Nguồn bauxit-gipxit với trữ lượng lớn và chất lượng trung bình ở khu vực phía Nam là tiền đề quan trọng cho việc xây dựng nền công nghiệp nhôm trong một tương lai gần ở nước ta.

   Trừ một lượng rất nhỏ được sản xuất bằng phương pháp hoàn nguyên hoá học trong thời gian 1854-1888, ngay từ đầu, nhôm được sản xuất ở quy mô công nghiệp bằng điện phân. Khác với điện phân Cu, Ni, Sn…, điện phân nhôm thực hiện trong dung dịch muối nóng chảy cryolit (Na3AlF6)– alumin (Al2O3) ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ nóng chảy của nhôm (658°C). Đây là công nghệ rất phức tạp và hoàn toàn mới mẻ đối với các nhà luyện kim Việt Nam trước năm 2004.

   Nhằm mục đích góp phần nâng cao chất lượng đào tạo nguồn nhân lực luyện kim màu, tăng cường năng lực nghiên cứu, tiến tới làm chủ công nghệ điện phân kim loại trong dung dịch muối nóng chảy nói chung và nhôm nói riêng, với sự phối hợp của Viện nghiên cứu Mỏ – Luyện kim, tập thể khoa học bộ môn Vật liệu kim loại màu & Compozit đã tiến hành thử nghiệm điện phân nhôm trong thiết bị tự thiết kế, chế tạo.

2. CƠ CHẾ ĐIỆN PHÂN MUỐI NÓNG CHẢY CRYOLIT-ALUMIN

   Cho đến nay, vẫn chưa có sự thống nhất quan điểm về thành phần phân tử của hỗn hơp muối nóng chảy cryôlit-alumin và cơ chế điện phân của hỗn hợp này. Tuy nhiên, có thể nêu ra đây một trong những thuyết giúp chúng ta hình dung được một cách đơn giản nhất về quá trình điện phân nhôm.

   Trong muối nóng chảy, sự phân ly cryôlit không chỉ ở mức thành các muối natri và nhôm florua (NaF và AlF3) mà còn tạo ra các ion theo phản ứng:

Na3AlF6 = 3Na+ + AlF6 3- (1)

Alumin cũng bị phân ly:

Al2O3 = Al3+ + AlO3 3- (2)

   Như vậy, trong dung dịch muối nóng chảy tồn tại các cation Na+, Al3+ và các anion AlF6 3- , AlO3 3- . Dưới tác dụng của dòng điện một chiều, xảy ra các phản ứng điện cực sau đây :

Trên cực âm (catôt) Al 3+ + 3e = Al (3)

   Trên cực dương (anôt)

2AlO3 3- – 6e = Al2O3 + 1,5O2 (4)

   Các phản ứng (3) và (4) cho thấy, trên catôt sẽ tiết ra nhôm kim loại, còn trên anôt ôxi sẽ ôxy hoá cacbon của cực dương để tạo ra khí CO và CO2 trong quá trình điện phân.

Pages: Page 1, Page 2, Page 3