有色金属冶金学第一篇轻金属冶金铝冶金总结
有色金属冶金学 第一篇 轻金属冶金 ——铝冶金总结 1
一炼铝原料铝最主要的矿石资源只有铝士矿，世界上95%以上的氧化铝是用铝土矿生产的。铝土矿是含铝矿物和其它矿物的混合矿，其中Al,O,的含量变化很大，低的在40%以下，高者可达到70%以上。铝土矿中的AI0主要以三水铝石［AI（OH)3］、一水软铝石状态赋存。(Y-A100H)及一水硬铝石［α-AIO0HI
一 炼铝原料 铝最主要的矿石资源只有铝土矿，世界上95％以上的氧化铝是 用铝土矿生产的。 铝土矿是含铝矿物和其它矿物的混合矿，其中Al2O3的含量变 化很大，低的在40%以下，高者可达到70%以上。 铝土矿中的Al2O3主要以三水铝石 [Al(OH)3] 、一水软铝石 (γ-AlOOH) 及一水硬铝石[α-AlOOH] 状态赋存。 2
。铝土矿的质量主要取决于其中氧化铝的矿物形态和有害杂质含量（铝硅比）。·衡量铝土矿质量标准：·铝土矿类型：决定氧化铝生产的方法。·铝硅比：矿石中可溶性氧化铝的含量。工业上要求铝硅比不低于3~3.5
铝土矿的质量主要取决于其中氧化铝的矿物形态和有害杂 质含量（铝硅比）。 衡量铝土矿质量标准： 铝土矿类型：决定氧化铝生产的方法。 铝硅比：矿石中可溶性氧化铝的含量。工业上要求铝硅比 不低于3～3.5 3
铝土矿1.拜耳法铝的生产方法2.烧结法生产氧化铝3.拜耳一烧结联合法纯氧化铝电解制铝原铝精炼精铝
铝土矿 生产氧化铝 纯氧化铝 电解制铝 原铝 精炼 精铝 1. 拜耳法 2.烧结法 3.拜耳－烧结联合法 铝的生产方法 4
二全氧化铝的生产酸法：腐蚀设备、酸的回收麻烦、铝盐溶液除杂难碱法：业拜耳法：7<A/S店烧结法：3~3.5<A/S<7·联合法：以拜耳法为主，以烧结法补其不足，处理中间品位的铝土矿5
二 氧化铝的生产 酸法：腐蚀设备、酸的回收麻烦、铝盐溶液除杂难 碱法： 拜耳法：7<A/S 烧结法：3~3.5<A/S<7 联合法：以拜耳法为主，以烧结法补其不足，处理中 间品位的铝土矿 5
拜耳法生产氧化铝的基本原理·基本原理：(1）用NaOH溶液溶出铝土矿所得到的铝酸钠溶液，在添加晶种、不断搅拌的条件下，溶液中的氧化铝呈氢氧化铝析出，即种分过程。（2）分解得到的母液，经蒸发浓缩后在高温下可用来溶出新的铝土矿，即溶出过程。Al,O;(1或3)H,0+2NaOH+aq=2NaAl(OH)4+aq
拜耳法生产氧化铝的基本原理 基本原理： （l）用NaOH溶液溶出铝土矿所得到的铝酸钠溶液，在添加晶种、不 断搅拌的条件下，溶液中的氧化铝呈氢氧化铝析出，即种分过程。 （2）分解得到的母液，经蒸发浓缩后在高温下可用来溶出新的铝土矿 ，即溶出过程。 Al2O3 (1或3)H2O+2NaOH+aq＝2NaAl(OH)4+aq 6
200℃铭土矿的溶出√铝酸钠溶液的稀释√晶种分解分解母液蒸发60℃A1203/30℃BCAD2010Na20%
Al2O3/ ％ 30℃ 60℃ 200℃ A D C B 10 20 7 Na2O％ ➢铝土矿的溶出 ➢铝酸钠溶液的稀释 ➢晶种分解 ➢分解母液蒸发
铝土矿+补充奇性碱石灰破碎拜耳法：湿磨.溶出1. 溶出过程中SiO,发生的反应溶出矿浆及其危害稀释稀释矿浆国收钠和铝2.氧化钛水合物在溶出过程中沉降分离的反应及解决措施粗液稠浓赤泥浆热水13.溶出矿浆稀释的主要作用，叶菇赤泥洗涤精液11NaOH和稀释液的来源。洗液赤泥石灰乳CaCO3的混晶种分解11合溶液人堆场4.晶种分解的机理苟化氢氧化铝浆液41NaOH溶液溶解5.种分母液的用途？需做何处蒸发流降分离母液1Na,CO.-H.O分离氢氧化铝晶种理，为什么？结品洗涤洗液热发母液116.一水碳酸钠的苛化方法氧氧化铝NaOH溶液搬烧-氧化铝8拜耳法基本流程图2.2
拜耳法： 1. 溶出过程中SiO 2发生的反应 及其危害 2. 氧化钛水合物在溶出过程中 的反应及解决措施 3. 溶出矿浆稀释的主要作用， 稀释液的来源。 4. 晶种分解的机理 5. 种分母液的用途？需做何处 理，为什么？ 6. 一水碳酸钠的苛化方法 NaOH溶液 NaOH溶液 回收钠和铝 NaOH 和 CaCO3的混 合溶液 3 2 1 4 8
氧化硅水合物在溶出过程中的行为1铝土矿中部分氧化硅溶于NaOH溶液，生成硅酸钠：：2）溶液中铝酸钠和硅酸钠又反应生成水合硅铝酸钠，在溶液中沉淀下来。SiO,造成的危害造成氧化铝和苛性碱的损失结疤影响产品质量
氧化硅水合物在溶出过程中的行为 1）铝土矿中部分氧化硅溶于NaOH溶液，生成硅酸钠； 2）溶液中铝酸钠和硅酸钠又反应生成水合硅铝酸钠，在溶液 中沉淀下来。 SiO2造成的危害 造成氧化铝和苛性碱的损失 结疤 影响产品质量 9
氧化钛水合物在溶出过程中的行为·氧化钛与苛性钠溶液作用生成钛酸钠。2Na0H+Ti02+aq=Na20·Ti02:2H2O+aq·在溶出一水硬铝石时，氧化钛能引起氧化铝溶出率降低和氧化钠损失，还在加热设备表面形成钛结疤。·生产中为了消除氧化钛在溶出过程中的危害，一般采用添加石灰的办法，使TiO2与CaO作用生成不溶解的钛酸钙：2CaO+TiO2+2H20=2CaO·TiO2·2H20由于钛酸钙结晶粗大松脆，易脱落，所以氧化铝溶出不受影响，并且消除了生成钛酸钠所造成的碱损失。10
氧化钛水合物在溶出过程中的行为 氧化钛与苛性钠溶液作用生成钛酸钠。 2NaOH+TiO2+aq=Na2O·TiO2·2H2O+aq 在溶出一水硬铝石时，氧化钛能引起氧化铝溶出率降低和氧化钠损失 ，还在加热设备表面形成钛结疤。 生产中为了消除氧化钛在溶出过程中的危害，一般采用添加石灰的办 法，使TiO2与CaO作用生成不溶解的钛酸钙： 2CaO＋TiO2十2H2O=2CaO·TiO2·2H2O 由于钛酸钙结晶粗大松脆，易脱落，所以氧化铝溶出不受影响 ，并且消除了生成钛酸钠所造成的碱损失。 10