有色金屬冶金學word版(已修改)
2025-01-19 16:35 本頁面
【正文】 有色金屬冶金學 前言 輕金屬：鋁、鎂、鈹、鈦、鉀、鈉、鋰、鈣、鍶、鋇等十余種金屬 重金屬：銅、鎳、鈷、鋅、錫、銻、汞等二十余種金屬 稀有金屬：鎢、鉬、鋯、鉿、鈮、鉭 、 稀土金屬等數(shù) 十種金屬 貴金屬：金、銀、鉑族金屬等幾種 第一篇 輕金屬冶金學 第一章 氧化鋁生產(chǎn) （苛性比） ：溶液中 Na2O 濃度為 135g/l， Al2O3為 130g/l，則該溶液的摩爾比為MR=(135/130)*(102/62)=。式中的 102 和 62 分別為 Na2O 和 Al2O3的分子量 ：鋁土礦原料準備、熔出、赤泥分離洗滌、分解、氫氧化鋁分離洗滌、煅燒、蒸發(fā)和苛化 ： 是直接利用含有大量游離苛性鈉的循環(huán)母液處理鋁土礦，溶出其中氧化鋁得到鋁酸鈉溶液，并用加氫氧化鋁種子（晶種）分解的方法，使鋁酸鈉溶液分解析出氫氧化鋁結晶。種分母液經(jīng)蒸發(fā)后返回用于溶出鋁土礦。 ：鋁土礦的溶出通常是在高于溶液常壓沸點的溫度下用苛性堿溶液處 理的化學反應過程，所以也叫“高壓（高溫）溶出” 。 影響因素 ： 鋁土礦的礦物成分及其結構；溶出溫度；循環(huán)母液堿濃度；配料摩爾比；攪拌強度 、雙流法 ：在溶出流程上可分將循環(huán)母液和礦石一起磨制成原礦漿進行預熱溶出的“單流法”及僅將一部分循環(huán)母液送去磨制礦漿，大部分母液單獨預熱到溶出溫度，再于溶出器內(nèi)和濃稠礦漿混合進行溶出的“雙流法” ：赤泥料漿稀釋；沉降分離；赤泥反向洗滌；溢流控制過濾 ： 實際上應包括鋁酸根離子的分解和氫氧化鋁結晶 （ 剛玉、三水鋁石、一水鋁石、明礬石、霞石 ） ： 高嶺石 Al2O3 2SiO2 2H2O、剛玉 Al2O三水鋁石 Al(OH)一水鋁石 AlOOH 、明礬石 (K, Na)2SO4 Al2(SO4)3 4Al(OH)霞石 (K, Na)2O Al2O3 2SiO2。 ：是排除流程中多余的水分，保持循環(huán)系統(tǒng)中的水量平衡，使母液蒸發(fā)到符合拜耳法溶出或燒結法生料漿配料所要求的濃度 ：得到的鋁酸鈉溶液經(jīng)過凈化（脫硅），通入 CO2氣體，降低其穩(wěn)定性，析出氫氧化鋁 ：工藝、生料配料和燒結；熟料溶出；粗液脫硅；碳酸化分解；氫氧化鋁煅燒；碳分母液蒸發(fā) ： 是在鋁土礦中配入石灰石（或灰石）、純堿（含大量 Na2CO3的碳分母液），在高溫下燒結而得到含有固態(tài)鋁酸鈉的熟料，用水或稀堿溶液溶出熟料，得鋁酸鈉溶液。經(jīng)脫硅凈化的鋁酸鈉溶液用碳酸化分解法（向溶液中通入二氧化碳氣）使溶液中的氧化鋁成氫氧化鋁結晶析出。碳分母液經(jīng)蒸發(fā)后返回用于配制生料漿。 ：鋁酸鈉、鐵酸鈉、硅酸二鈣、鈦酸鈣 溫度和物理化學變化的特點，可以將窯依次劃成如下各帶 ：烘干帶、預熱帶、分解帶、燒成帶、冷卻帶 ：由于硅酸二鈣的分解又引起其他反應，使已溶出的 Al2O3和 Na2O 又轉(zhuǎn)為固相而造成損失，這種造成 …損失的反應叫做 …. ： 2Na2SiO3+(2+n)NaAl(OH)4+aq=Na2O Al2O3 2SiO2 nNaAl(OH)4 xH2O+4NaOH+aq 3Ca(OH)2+NaAl(OH)4+aq=3CaO Al2O3 6H2O+2NaOH+aq （簡單看一下） ：溶出用調(diào)整液的組成使孰料中鋁酸鈉溶出液摩爾比控制為 左右，以減少溶液中游離苛性堿的濃度；溶液中 Na2O 濃度保持不大于 30g/l，使溶液位于苛化曲線上部的 CaCO3穩(wěn)定區(qū)；在不顯著影響赤泥沉降速度的條件下采取偏低的溶出溫度 7882℃；快速分離赤泥 ： 鋁酸鈉溶液的脫硅過程即為使溶液中 SiO2 由介穩(wěn)狀態(tài)過渡到平衡狀態(tài)的過程，過飽和部分的 SiO2自溶液中析出。 SiO4析出變化曲線 ：第一階段表明有 Al2O3 與 SiO2 共同析出，第二階 段表明只析出氫氧化鋁而不析出 SiO2，第三階段表明隨氫氧化鋁的析出， SiO2也強烈析出 第二章 鋁冶金 ：從鋁土礦提取氧化鋁 —— 氧化鋁生產(chǎn)；用冰晶石 氧化鋁融鹽電解法生產(chǎn)金屬鋁 —— 鋁電解；鋁加工 氧化鋁融鹽電解法 ：直流電流通入電解槽，在陰極和陽極上起電化學反應。電解產(chǎn)物，陰極上是鋁液，陽極上是 CO2和 CO 氣體。鋁液用真空抬包抽出，經(jīng)過凈化和澄清之后，澆鑄成商品鋁錠，其質(zhì)量達到 ～ %Al。陽極氣體中還含有少量有害的氟化物和瀝青煙氣，經(jīng)過凈化之后，廢氣排放入大氣，收回的氟化物返回電解槽。 ：冰晶石、氟化鈣、氟化鎂、氟化鉀等幾種 ：制酸 用螢石和硫酸制備氟化氫氣體，加水吸收制粗氟酸，再加碳酸鈉得精氟酸；制鹽 精氟酸同氫氧化鋁反應生成氟鋁酸，然后用碳酸鈉中和，生成冰晶石泥漿 ：自焙陽極和預焙陽極 ：制造陽極用的焦炭，通常是石油焦或石油焦和瀝青焦的混合物。石油焦是渣油蒸餾過程中的副產(chǎn)物 ：作用 制造陽極的 粘結劑；瀝青分為三種 軟瀝青、硬瀝青、中硬瀝青 ：自焙陽極電解槽；預焙陽極電解槽 ：主要包括陽極、陰極和母線三部分 ： 系列中電解槽串聯(lián)連接 ： 有縱向排列和橫向排列兩種，每次一種排列方式又可分為單行排列和雙行排列 NaFAlF3二元系中，有兩個化合物 ：冰晶石（ Na3AlF6）和亞冰晶石（ Na5Al3F14）。此外，還可能有化合物單冰晶石（ NaAlF4） ：單斜晶
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