有色金屬冶金學(xué)2——氧化鋁(編輯修改稿)
2024-11-14 16:13 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 晶石 氧化鋁 熔鹽電解法 ，其中氧化鋁是煉鋁的 原料 ，冰晶石是 熔劑 。直流電通入電解槽，在陰極和陽極上發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。電解產(chǎn)物，陰極上是 液體 鋁，陽極上是氣體CO2（ 7580%） 和 CO（ 2025%）。 在工業(yè)電解槽內(nèi)，電解質(zhì)通常由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 95%的冰晶石 和 5%的氧化鋁 組成，電解溫度為 950970℃ 。 電解液的密度約為 ， 鋁液密度為 g/cm3， 兩者因密度差而上下分層。鋁液用 真空抬包 抽出 后，經(jīng)過凈化 和 過濾 ，澆鑄成商品鋁錠，純度達(dá) %。陽極氣體中還含有少量有害的氟化物、瀝青煙氣和二氧化硫。經(jīng)過凈化后，廢氣排入大氣，收回的氟化物返回電解槽內(nèi)繼續(xù)使用。 鋁礦 （ 1） 鋁土礦（ Bauxite) 鋁土礦是含鋁礦物和赤鐵礦、針鐵礦、高嶺石、銳鐵礦、金紅石、鈦鐵礦等礦物的混合礦，是現(xiàn)代電解法煉鋁的 原料 。 鋁土礦的化學(xué)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)和主要礦物成分 化學(xué)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù) 礦物 三水鋁石 Al2O33H2O Al2O3 4060% 一水軟鋁石 Al2O3H2O 一水硬鋁石 Al2O3H2O SiO2 ~10% 高嶺石 Al4(OH)8Si4O10 石英 SiO2 Fe2O3： 3~30% 赤鐵礦 Fe2O3 針鐵礦 Fe2O3 H2O TiO2： ~8% 銳鐵礦 金紅石 TiO2 H2O： 10~34% 水 微量元素 Mn P V Cr Ni Ga Ca Mg 有機(jī)物 鋁土礦類型 三水鋁石 一水軟鋁石 一水硬鋁石 組成 Al2O33H2O Al2O3H2O Al2O3H2O 最高 Al2O3% 晶系 單斜 正方 正方 硬度 ~ ~ ~ 密度 快速脫水溫度 /℃ 150 350 450 在每升 Na2O水溶液中 Al2O3溶解度/g(125 ℃) 105 45 基本不溶 世界鋁土礦的主要類型是三水鋁石型，其次是一水軟鋁石型和一水硬鋁石型。 鋁土礦的儲(chǔ)量 全世界為 245億噸，可滿足今后 150年 需要， 80%集中在幾內(nèi)亞、澳大利亞、巴西、加勒比海地區(qū)、印度、印度尼西亞和東歐等處于熱帶和亞熱帶的國(guó)家和地區(qū)，多數(shù)為 三水鋁石 型。 中國(guó)的鋁土礦資源豐富，分布甚廣，主要在山西、河南、貴州、廣西和山東。 我國(guó)鋁土礦的特點(diǎn) 高硅 、 高鋁 和 低鐵 ，為 一水硬鋁石型 ，礦石中鋁硅比在 4～ 7之間 [m(Al2O3)/ m(SiO2)]。福建、河南和廣西有 少量 的三水鋁石型鋁土礦。 鋁土礦的可溶性 堿液溶出次序： 三水鋁石型 、 一水軟鋁石型 、 一水硬鋁石型 。 鋁土礦質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)： A、 礦石類型 B、 礦石中可溶性氧化鋁含量 可溶性氧化鋁含量是由氧化鋁總量減去由氧化硅生成羥基方鈉石化合物所損失的氧化鋁量。 （ 2）紅柱石、霞石 紅柱石、硅線石和藍(lán)晶石： Al2O3SiO2 霞石 : (Na, K)2O Al2O3SiO2 （ 3） 長(zhǎng)石和高嶺石 （ 4）明礬石礦 從鋁土礦提取氧化鋁 從鋁土礦中提取鋁的簡(jiǎn)要生產(chǎn)流程 見圖 從鋁土礦中提取氧化鋁的方法 拜耳法、堿石灰燒結(jié)法、聯(lián)合法 (拜耳 燒結(jié) ) 拜耳法生產(chǎn)氧化鋁占世界 95
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