【正文】 幻燈片12013年有色金屬冶金學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容復(fù)習(xí)幻燈片2前言1有色金屬是指除Fe、Cr、Mn之外的金屬2有色金屬分 、 、 、（ ） 3什么是輕金屬、重金屬、稀有金屬、貴金屬，代表性金屬分別是？幻燈片3l 55 什么是輕金屬、重金屬、稀有金屬和貴金屬？l 答：幻燈片4l 稀有金屬一般指工業(yè)上應(yīng)用較晚，而為人們不太熟悉的，或者在自然界中賦存較分散以及提取方法較復(fù)雜的有色金屬，包括鋯、鎢、鉬、鉿、稀土金屬等。l 貴金屬一般是指在空氣中保持其美麗金屬光澤，可用作裝飾品，因而價(jià)值較高的金屬，包括金、銀、鉑族金屬等?；脽羝?l 56 根據(jù)氧化鋁水合物所含結(jié)晶水的數(shù)目將其分為（ ）、（ ）、（ ）。l 57 不同形態(tài)的氧化鋁及其水合物溶解于酸和堿液中（ ）和（ ）是不相同的。三水鋁石最易溶解，一水軟鋁石次之，一水硬鋁石最難溶解。l 58 鋁土礦是一種以氫氧化鋁礦物為主的成分復(fù)雜的巖石。幻燈片6l 按鋁土礦礦物成分鋁土礦可分為（）、（）、（）和（）。l 按鋁土礦礦石結(jié)構(gòu)特點(diǎn)鋁土礦可分為（）、（）、（）。l 按鋁土礦地質(zhì)成因鋁土礦可分為（）、（）、（）?；脽羝?l 59 鋁土礦的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（鋁硅比）和（鋁土礦類型）。l 60 鋁硅比：鋁土礦中氧化鋁和氧化硅的重量比，工業(yè)上一般用A/S表示?；脽羝?l 61 電解過(guò)程對(duì)氧化鋁的要求？l 答：電解過(guò)程對(duì)氧化鋁的要求：在電解質(zhì)中溶解速度要快、流動(dòng)性好、粉塵量少、保溫性能好、吸附HF的能力要強(qiáng)。l 62 安息角：物料在光滑平面上的自然堆積的傾角，是表示物料流動(dòng)性好壞的指標(biāo)。安息角大物料的流動(dòng)性能就差?；脽羝?l 63 氧化鋁的比表面積越大，氧化鋁的化學(xué)活性越強(qiáng)越易溶解?；脽羝?0l 64 氧化鋁的生產(chǎn)方法有（ ）、（ ）、（ ）、（ ）?；脽羝?1l 酸法生產(chǎn)氧化鋁是用硝酸、硫酸或鹽酸等無(wú)機(jī)酸處理含鋁原料而得到相應(yīng)的鋁鹽的酸性水溶液。然后使這些鋁鹽成為水合物結(jié)晶（經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶）或堿式鋁鹽（水解結(jié)晶）從溶液中析出，亦可用堿（NH4OH）中和這些鋁鹽水溶液，使鋁成氫氧化鋁析出。煅燒所得到的氫氧化鋁即可得到氧化鋁?；脽羝?2l 堿法：是用堿（工業(yè)燒堿NaOH或純堿Na2CO3）處理鋁土礦，使礦石中的氧化鋁變?yōu)榭扇艿匿X酸鈉。礦石中的鐵、鈦等雜質(zhì)和絕大部分的硅則成為不溶解的化合物。將不溶解的殘?jiān)ǚQ作赤泥）與溶液分離，經(jīng)洗滌后棄去或綜合處理利用。將凈化的鋁酸鈉溶液（稱為精液）進(jìn)行分解以析出氫氧化鋁，經(jīng)分離洗滌和煅燒后，得到產(chǎn)品氧化鋁。分解母液則循環(huán)使用處理鋁土礦。 幻燈片13l 電熱法可用于處理高硅高鐵的鋁礦。在電爐內(nèi)或高爐內(nèi)還原熔煉礦石，同時(shí)獲得硅鐵合金與含氧化鋁的爐渣，二者借比重不同而分開(kāi)，再用堿法從爐渣中提取氧化鋁。電熱法僅適用于有廉價(jià)電能供應(yīng)的個(gè)別情況?；脽羝?4l 酸堿聯(lián)合法：先用酸法從高硅鋁礦中制取含鐵、鈦等雜質(zhì)的不純氫氧化鋁，再用堿法（拜耳法）處理。這一流程的實(shí)質(zhì)酸法除硅，堿法除鐵。幻燈片15l 拜耳法是直接利用含有大量游離苛性堿（NaOH）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）攪拌分解的方法，使鋁酸鈉溶液分解析出氫氧化鋁結(jié)晶。種分母液經(jīng)蒸發(fā)后返回用于溶出另一批鋁土礦。礦石中的主要雜質(zhì)SiO2以水合鋁硅酸鈉(Na2OAl2O3nH2O)的形式進(jìn)入赤泥幻燈片16l 燒結(jié)法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(jié)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?xì)猓┦谷芤褐械难趸X成氫氧化鋁結(jié)晶析出。碳分母液經(jīng)蒸發(fā)后返回用于配制生料漿。礦石中的主要雜質(zhì)SiO2是以原硅酸鈣（2CaOSiO2）的形式進(jìn)入赤泥幻燈片17l 65 鋁酸鈉溶液中堿的類型：苛性堿、碳酸堿、硫酸堿、全堿。什么是全堿？l 66 鋁酸鈉溶液的苛性比值是指鋁酸鈉溶液中 與 的摩爾數(shù)之比。鋁酸鈉溶液的苛性比值越小，溶液的過(guò)飽和度值越大。l 已知鋁酸鈉溶液的濃度為：Al2O3,100g/L；Na2OT,120g/L。Na2OC,20g/L，計(jì)算此溶液的摩爾比MR。幻燈片1867 鋁酸鈉溶液的硅量指數(shù)是指溶液中所含氧化鋁與二氧化硅的質(zhì)量的比值。硅量指數(shù)↗鋁酸鈉溶液中二氧化硅的含量↘純度↗析出的氫氧化鋁雜質(zhì)含量↘；反之，則相反幻燈片19l 68 不同溫度下的Na2OAl2O3H2O系溶解度等溫線圖說(shuō)明什么？l 各個(gè)溫度下的溶解度等溫線都包括兩個(gè)線段，這兩個(gè)線段的交點(diǎn)為該溫度下溶解度的最大點(diǎn) l 隨溫度升高，等溫線的曲率逐漸減小，即越來(lái)越直，它的兩個(gè)線段所構(gòu)成的夾角也逐漸增大，這樣就使溶液的未飽和區(qū)越來(lái)越大 l 溶解度的最大點(diǎn)隨溫度升高而向較高的Na2O濃度和Al2O3濃度方向推移 l 這與溶液的平衡固相成分改變有關(guān) 幻燈片20l 69 在任何較高溫度或高苛性堿濃度條件下制得的平衡或接近平衡的鋁酸鈉溶液，當(dāng)進(jìn)行冷卻或稀釋時(shí)，溶液都將處于過(guò)飽和狀態(tài)。l 70 從制得過(guò)飽和的鋁酸鈉溶液到開(kāi)始分解析出氫氧化鋁所需時(shí)間的長(zhǎng)短，可以衡量該鋁酸鈉溶液穩(wěn)定性的高低。l 71 過(guò)飽和程度越大，溶液的穩(wěn)定性也越低?；脽羝?1l 72 鋁酸鈉溶液穩(wěn)定性的影響因素：鋁酸鈉溶液苛性比值、溫度、鋁酸鈉溶液濃度、工業(yè)鋁酸鈉溶液中溶解的雜質(zhì)、添加晶種、攪拌。l 73 鋁酸鈉溶液的穩(wěn)定性決定于它的過(guò)飽和度的大小，同時(shí)又受溶液中所含雜質(zhì)的影響。 l 74 拜爾法工藝原理幻燈片22l 答：拜爾法工藝l 75 拜爾法生產(chǎn)氧化鋁的步驟？l 溶出：得到鋁酸鈉溶液，使氧化鋁與雜質(zhì)分離l 稀釋：降低鋁酸鈉溶液的濃度，便于晶種分解，便于赤泥分離l 分解：使鋁酸鈉溶液中的氧化鋁以氫氧化鋁的形式析出幻燈片23l 蒸發(fā)：排出多余的水分，保持水量平衡，使蒸發(fā)母液達(dá)到濃度要求l 煅燒：除去氫氧化鋁的附著水和結(jié)晶水，并得到吸濕性較差的氧化鋁以滿足電解需求。l 76 拜爾法生產(chǎn)氧化鋁工藝的諸多工序中，主要由鋁土礦的溶出、溶出漿液的稀釋、晶種分解和分解母液蒸發(fā)等四個(gè)工序。l 77 一次拜爾法循環(huán)、拜爾法循環(huán)、拜爾法的循環(huán)效率和循環(huán)堿量l 答：生產(chǎn)上將Na2Ok經(jīng)歷一次完整的溶出、稀釋、晶種分解及分解母液蒸發(fā)過(guò)程稱為一次拜爾法循環(huán)?；脽羝?4l 答：拜爾法生產(chǎn)中利用循環(huán)母液在高溫下溶出鋁土礦中的氧化鋁，而后又在低溫、低濃度、添加晶種的情況下析出氫氧化鋁。而母液經(jīng)過(guò)蒸發(fā)又濃縮到循環(huán)母液原來(lái)的成分，這樣一個(gè)循環(huán)過(guò)程稱之為拜爾法循環(huán)。l 答：循環(huán)效率是指1t苛性堿（Na2Ok）在一次拜爾法循環(huán)中所產(chǎn)出的Al2O3量（t），用E表示。單位為 。l 答：循環(huán)堿量是指生產(chǎn)一噸氧化鋁在循環(huán)母液中所必須含有的堿量。它是E的倒數(shù)，常用N表示，單位為 。l 78 假定在生產(chǎn)過(guò)程中不發(fā)生Na2Ok和Al2O3的損失，1m3循環(huán)母液中的苛性堿（ Na2Ok）含量為n(t)，含Al2O3質(zhì)量為a1(t),苛性比值為αk1，溶出后溶液含Al2O3質(zhì)量為a2(t),苛性比值為αk2，那么1m3循環(huán)母液經(jīng)過(guò)一次拜耳法循環(huán)后產(chǎn)出的氧化鋁的t數(shù)應(yīng)為：l 幻燈片25l l l 因?yàn)?m3循環(huán)母液中含有n(t)噸Na2Ok，所以循環(huán)效率：l l 循環(huán)堿量，它是E的倒數(shù)，l 幻燈片26l 79溶出時(shí)循環(huán)母液的αk1愈大，溶出液的αk2愈小，循環(huán)效率愈高，而生產(chǎn)1噸氧化鋁所需的循環(huán)堿量越小。l 80在預(yù)熱過(guò)程中鋁土礦所含的易與堿液作用的硅礦物在常壓溫度下即開(kāi)始與堿液反應(yīng)而進(jìn)入溶液，使溶液中的氧化硅迅速增加，然后又成為溶解度很小的水合鋁硅酸鈉（稱為“硅渣”）從溶液中析出，在預(yù)熱器表面形成結(jié)垢。幻燈片27l 81提高溫度和原礦漿中的固體含量以及降低Na2O濃度，都可加速脫硅過(guò)程。l 82各類型鋁土礦中的氧化鋁礦物，與苛性堿反應(yīng)均以鋁酸鈉形式轉(zhuǎn)入溶液l 83脫硅反應(yīng)幻燈片28l l l 84含硅礦物的危害l 答：1）造成Na2O和Al2O3損失l 2） 水合鋁硅酸鈉在溶出設(shè)備上結(jié)垢幻燈片29l 3） 水合鋁硅酸鈉進(jìn)入產(chǎn)品造成產(chǎn)品質(zhì)量降低l 85氧化鈦對(duì)生產(chǎn)的危害l 答：1）造成苛性堿的損失l 2）在一水硬鋁石型鋁土礦溶出時(shí)，溶出率會(huì)降低l 3）細(xì)小的酞酸鈉會(huì)生成膠體，惡化赤泥沉降幻燈片30l 86 影響鋁土礦溶出過(guò)程的因素：礦石細(xì)度、溶出溫度、循環(huán)母液堿濃度和苛性比值、溶出液的苛性比值、添加石灰。l 87高壓溶出系統(tǒng)主要設(shè)備：礦漿輸送泵、預(yù)熱器組、溶出器組、自蒸發(fā)器l 88 什么是單流法和雙流法？ 幻燈片31l 單流法是指將循環(huán)母液和礦石一起磨制成原礦漿進(jìn)行預(yù)熱溶出的 方法l 雙流法是指：僅將一部分循環(huán)母液送去磨制礦漿，大部分母液?jiǎn)为?dú)預(yù)熱到溶出溫度，再于溶出器內(nèi)和濃稠礦漿混合進(jìn)行溶出的方法。 l 89赤泥分離洗滌過(guò)程的步驟：赤泥料漿稀釋、沉降分離 、赤泥反向洗滌、溢流控制過(guò)濾幻燈片32l 90分解率是指鋁酸鈉溶液中分解析出的氫氧化鋁中所含氧化鋁數(shù)量占精液中氧化鋁數(shù)量的百分?jǐn)?shù)。l 91鋁酸鈉溶液的加種子分解實(shí)際上包括兩個(gè)方面：鋁酸根離子的分解和氫氧化鋁結(jié)晶 幻燈片33l 92在鋁酸鈉溶液加種子分解過(guò)程中，析出的氫氧化鋁多晶體的形成機(jī)理：氫氧化鋁晶核的形成；氫氧化鋁晶體的長(zhǎng)大；氫氧化鋁晶體的附聚；氫氧化鋁晶體的破裂磨損。l 93什么是二次成核（次生成核）？l 答：次生成核系指當(dāng)分解溫度低，晶種表面積小，分解精液的過(guò)飽和度高時(shí)，生成的晶核表面變得粗糙，長(zhǎng)成向外突出的細(xì)小枝晶，在顆粒相互碰撞以及流體剪切力作用下，這些細(xì)小晶體脫離母晶而落入溶液中，稱為新晶核。幻燈片34l 94附聚 在適當(dāng)條件下，一些細(xì)小的晶種顆粒（特別是20微米以下的）由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)而碰撞并粘結(jié)成為一個(gè)較大的顆粒，同時(shí)伴隨有顆粒數(shù)目的減少。l 95溶液過(guò)飽和度高、溫度高、種子晶粒細(xì)小且數(shù)量多時(shí)，有利于附聚過(guò)程的進(jìn)行。 l 96 影響晶種分解的主要因素：分解原液的濃度和分子比（摩爾比）、分解溫度、種子數(shù)量和質(zhì)量、雜質(zhì)影響?；脽羝?5l 97種子的數(shù)量通常用種子系數(shù)或種子比來(lái)表示，其定義為種子中Al2O3含量與溶液中Al2O3含量的比值。l 98種子分解設(shè)備系統(tǒng) 分解原液冷卻，分解槽及氫氧化鋁的分離和洗滌。l 99氫氧化鋁在煅燒過(guò)程中將發(fā)生附著水的蒸發(fā)、氫氧化鋁結(jié)構(gòu)水的脫水及相變?；脽羝?6l 100根據(jù)物料在窯內(nèi)發(fā)生的物理化學(xué)變化，可以將窯從窯尾起劃分為烘干帶、脫水帶、煅燒帶和冷卻帶四個(gè)帶。l 101 拜爾法生產(chǎn)氧化鋁進(jìn)入生產(chǎn)流程的水分為赤泥洗水、氫氧化鋁洗水、原料帶入、蒸汽直接加熱的冷凝水?；脽羝?7l 102蒸發(fā)設(shè)備 ：外加熱式自然循環(huán)蒸發(fā)器、降膜式蒸發(fā)器、閃速蒸發(fā)器l 103 燒結(jié)法原理？l 答：燒結(jié)法原理是用碳酸鈉和石灰石按一定比例與鋁土礦燒結(jié)，使原料中的各成分通過(guò)燒結(jié)反應(yīng)（高溫固相反應(yīng)）轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w鋁酸鈉Na2OAl2O鐵酸鈉Na2OFe2O硅酸二鈣2CaOSiO2和鈦酸鈣CaOTiO2的熟料。用稀堿溶液溶出這種熟料得到鋁酸鈉溶液，向溶液中通入CO2氣體，即可析出氫氧化鋁。原料中的氧化硅則以原硅酸鈣的形式轉(zhuǎn)入泥渣?；脽羝?8l 104碳酸化分解 是指鋁酸鈉溶液經(jīng)過(guò)凈化（脫硅），通入CO2氣體，降低其穩(wěn)定性，析出氫氧化鋁 的方法l 105 燒結(jié)法工藝過(guò)程？l 答：燒結(jié)法工藝工程：生料配料和燒結(jié)、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) 。幻燈片39l 106燒結(jié)過(guò)程的目的就是要使原料中的Al2O3轉(zhuǎn)變成易溶于水或稀堿溶液的化合物，而使SiOFe2O3和TiO2等雜質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苡谒蛳A溶液的2CaOSiO2 、Na2OFe2O3和CaOTiO2等化合物?；脽羝?0l 107熟料的物相組成：鋁酸鈉（Na2OAl2O3）、鐵酸鈉（Na2OFe2O3）、硅酸二鈣（2CaOSiO2）、鈦酸鈣（鈣鈦石CaOTiO2） l 108 正燒結(jié)熟料、正燒結(jié)、正燒結(jié)溫度、燒結(jié)溫度范圍、過(guò)燒結(jié)熟料、過(guò)燒結(jié)、過(guò)燒結(jié)溫度、近燒結(jié)熟料、近燒結(jié)、近燒結(jié)溫度、黃料、欠燒結(jié)、欠燒結(jié)溫度?；?