Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций
Каталог

Обратная связь

Я ищу:

Содержимое электронного каталога российских диссертаций

Диссертационная работа:

Серёдкин Юрий Георгиевич. Разработка электрохимической технологии получения оксида алюминия высокой чистоты — сырья для производства лейкосапфиров : диссертация ... кандидата технических наук : 05.16.02 / Серёдкин Юрий Георгиевич; [Место защиты: ГОУВПО ""Государственный технологический университет "Московский институт стали и сплавов""].- Москва, 2010.- 115 с.: ил.


Для получения доступа к работе, заполните представленную ниже форму:


*Имя Отчество:
*email



Содержание диссертации:

Введение 6

1 Аналитический обзор литературы 8

1.1 Способы получения оксида алюминия 8

1.1.1 Получение оксида алюминия из минерального сырья 8

  1. Щелочные способы 9

  2. Кислотные способы 19

  3. Термические способы 20

1.1.2 Получение оксида алюминия из металла 23

  1. Способы химического окисления алюминия 25

  2. Способ искрового разряда 28

  3. Способ образования и гидролиза алюминийорганического соединения 28

  4. Способ синтеза и гидролиза алкоксисоединений алюминия 29

  5. Электрохимические способы 32

1.2 Способы выращивания монокристаллов 37

  1. Выращивание из раствора в расплаве (спонтанная кристаллизация) 38

  2. Метод Вернейля 40

  3. Метод Бриджмена 41

  4. Метод Чохральского 41

  5. Метод зонной плавки 42

  6. Гидротермальное выращивание 45

  7. Метод твердофазной рекристаллизации 45

2 Электрохимический способ получения гидроксида алюминия 47

2.1 Изучение поляризации электродных процессов в хлоридных растворах и
выяснение механизма образования гидроксида алюминия 48

  1. Анодная поляризация 49

  2. Катодная поляризация 52

  3. Взаимодействия в электролите 54

__ 2.1.4 Выводы 56

2.2 Изучение влияния плотности тока на выход продукта 56

  1. Анодный выход продукта 57

  2. Катодный выход продукта 60

  3. Общий выход продукта 61

  4. Выводы 62

2.3 Изучение старения раствора и кинетики укрупнения частиц гидроксида
алюминия 63

  1. Образование защитной пленки на аноде 63

  2. Старение раствора 67

  3. Выводы 74

2.4 Определение удельного электросопротивления гетерогенной смеси
электролита и гидроксида алюминия 75

3 Разработка электрохимической технологии получения оксида алюминия высокой
чистоты 78

  1. Описание установки для получения гидроксида алюминия 78

  2. Разработка конструкции и расчет электролизера 79

  1. Назначение электролизера 79

  2. Конструкция электролизера 80

3.2.2.1 Конструкция и внешний вид ванны 80

3.2.2.3 Расчет гидравлического контура 82

  1. Электрический расчет электролизера 84

  2. Тепловой расчет электролизера 87

  1. Боковые стенки 87

  2. Продольные наклонные стенки 89

  3. Поперечные наклонные стенки 90

  4. Дно 92

  5. Тепловой поток от поверхностей ванны 93

3.2.5 Расчет испарения воды 93

3.3 Разработка конструкции и расчет сборной емкости 95

  1. Назначение сборной емкости 95

  2. Конструктивный расчет сборной емкости 95

  1. Расчет габаритов сборной емкости 95

  2. Конструкция и внешний вид сборной емкости 98

  3. Расчет поверхностей сборной емкости 98

3.3.3 Тепловой расчет сборной емкости 100

  1. Крышка 101

  2. Боковые стенки 102

  3. Тепловой поток от емкости 104

3.4 Составление теплового баланса электролизной установки 104

  1. Приход тепла 104

  2. Расход тепла 104

  3. Тепловой баланс 105

3.5 Принципиальная аппаратурно-технологическая схема получения оксида
алюминия высокой чистоты 106

3.5.1 Описание технологической схемы 106

  1. Подготовка сырья, материалов, энергоресурсов 106

  2. Электролитическое получение и отделение гидроксида алюминия ... 108

  3. Термическое получение оксида алюминия 112

3.5.2 Расчет материального баланса 114

3.6 Опытно-промышленные испытания технологии 118

Выводы 119

Список использованных источников 121

Приложение А Технические требования к глинозему 124

Приложение Б Принципиальная аппаратурно-технологическая схема 125

Приложение В Акт опытно-промышленных испытаний 130

Приложение Г Патент на изобретение 131



Введение диссертации:

Лейкосапфир, сапфир, рубин являются разновидностями прозрачных драгоценных корундов [1]. В настоящее время производство искусственного корунда является востребованным на мировом рынке. Развитие высокотехнологичных отраслей приводит к увеличению спроса на монокристаллический корунд, который является материалом для изготовления оптических систем, лазеров, светодиодов высокой яркости, солнечных батарей, современных интегральных схем, пуленепробиваемых материалов для средств безопасности и сверхзвуковой авиации. Искусственные кристаллы корунда используются в медицине, а также в ювелирной и часовой промышленности.

Основной проблемой при получении искусственного корунда является дороговизна сырья для его производства (оксида алюминия чистотой 99,99-99,999 %), которая связана со сложностью аппаратурного оформления многочисленных переделов. Такое сырье получают из металлургического глинозема, имеющего чистоту до 99,7 % (марка Г-000) и требующего дополнительной очистки. Химическая очистка глинозема от примесей реализована за рубежом. В России в настоящее время не существует промышленного производства оксида алюминия необходимой чистоты.

Предлагаемый способ заключается в получении оксида алюминия высокой чистоты, пригодного для производства лейкосапфиров, из металла, заранее очищенного от примесей при помощи электролитического рафинирования и имеющего чистоту 99,99-99,995 % и выше [2]. Такое сырье не нуждается в дополнительной очистке, к тому же, после окисления алюминия до оксида содержание исходных примесей снижается вдвое за счет увеличения массы продукта. Поэтому работа по созданию электрохимической технологии получения оксида алюминия высокой чистоты является актуальной.

Для этого необходимо разработать научные и технологические основы нового способа получения сырья для производства лейкосапфиров, который должен стать экономичным, эффективным и позволил бы получать чистый конечный продукт.

Необходимо также создать установку для его получения и разработать аппаратурно-технологическое оформление процесса производства. Все перечисленное является целью данной работы.

Реклама


2006-20011 © Каталог российских диссертаций