有色金属冶金学第一篇轻金属冶金主讲教师：冯柳2020年03月11日
有色金属冶金学 第一篇 轻金属冶金 1 主讲教师：冯柳 2020年 03月11日
轻金属特点·特点·比重小。化学性质活泼（电负性很强）；·与氧、卤族元素、硫和碳的化合物都非常稳定；■生产工艺>碳热还原很难，而只能以沸点更高的金属为还原剂，由金属热还原法来制取。>水溶液电解困难，只能电解水，所以采用熔盐电解：
轻金属特点 特点 比重小 化学性质活泼（电负性很强）； 与氧、卤族元素、硫和碳的化合物都非常稳定； ▪ 生产工艺 ➢ 碳热还原很难，而只能以沸点更高的金属为还原剂，由金属热 还原法来制取。 ➢ 水溶液电解困难，只能电解水，所以采用熔盐电解； 2
在轻金属中最重要和最有代表性的是铝和镁。地壳中含量最多的金属元素是A1氧48.60%硅26.30%红宝石铝7.73%钾2.47%铁4.75%镁2.00%钙3.45%氢0.76%纯刚玉钠2.74%其他1.20%蓝宝石021230
在轻金属中最重要和最有代表性的是铝和镁。 地壳中含量最多的金属元素是Al ； 3
铝的生产方法镁的生产方法氧化镁氯化拜耳法1.镁矿石铝矿石氯化镁脱水2.2.烧结法3.联合法生产氯化镁生产氧化铝纯氧化铝纯氯化镁电解制铝电解制镁原铝粗镁精炼精炼铝锭镁锭
生产氯化镁 铝矿石 生产氧化铝 纯氧化铝 电解制铝 原铝 精炼 铝锭 铝的生产方法 镁的生产方法 镁矿石 纯氯化镁 电解制镁 粗镁 精炼 镁锭 1. 氧化镁氯化 2. 氯化镁脱水 1. 拜耳法 2. 烧结法 3. 联合法 4
第一章铝冶金1．铝的冶金历史和性质2.炼铝原料述概3.铝的生产方法1.铝酸钠溶液的性质2.拜耳法生产氧化铝氧化铝生产3.烧结法生产氧化铝4.联合法生产氧化铝1.铝电解用原材料制备金属铝生产2.铝电解过程机理3.铝电解生产过程4.原铝的精炼5
概 述 氧化铝生产 金属铝生产 1. 铝电解用原材料制备 2. 铝电解过程机理 3. 铝电解生产过程 4. 原铝的精炼 1. 铝酸钠溶液的性质 2. 拜耳法生产氧化铝 3. 烧结法生产氧化铝 4. 联合法生产氧化铝 1. 铝的冶金历史和性质 2. 炼铝原料 3. 铝的生产方法 第一章 铝冶金 5
概述1.铝的冶金历史和性质2.炼铝原料3.铝的生产方法
一 概 述 1. 铝的冶金历史和性质 2. 炼铝原料 3. 铝的生产方法 6
1.1铝冶金的历史在有色金属中，铝的发现和冶炼较晚，十八世纪未被发现，十九世纪初分离出单独金属，十九世纪末开始工业生产，可大体分为三个历史阶段：0金属热还原法1825年：丹麦化学家奥斯特（Orested）用钾汞齐还原无水AICl31827年：德国的韦勒，用钾汞齐和钾还原无水AICI31845年：法国戴维尔，开始小规模生产：用Na还原NaCI-AICI混合盐，1855年：德国罗西，用Na还原NasAIF61865年：俄国别凯托夫，用Mg还原Na3AIF6，并建厂炼铝→产量小（总共约200吨）成本高，未能广泛应用
7 1）金属热还原法 1825年：丹麦化学家奥斯特 (Orested)用钾汞齐还原无水AlCl3 1827年：德国的韦勒，用钾汞齐和钾还原无水AlCl3 1845年：法国戴维尔，用Na还原NaCl-AlCl3混合盐，开始小规模生产； 1855年：德国罗西，用Na还原Na3AlF6； 1865年：俄国别凯托夫，用Mg还原Na3AlF6，并建厂炼铝。 在有色金属中，铝的发现和冶炼较晚，十八世纪末 被发现，十九世纪初分离出单独金属，十九世纪末开始 工业生产，可大体分为三个历史阶段： 产量小（总共约200吨），成本高，未能广泛应用 1.1 铝冶金的历史
2）小型预焙/自焙阳极电解槽炼铝1886年，HalI和Heroult分别申请冰晶石-氧化铝熔盐电解法炼铝专利；Hall-Heroult法，即冰晶石-氧化铝法挪威：1906法国：1889英国：1890意大利：1907德国：1898西班牙：1927奥地利1899前苏联：1931中国：1938
8 2）小型预焙/自焙阳极电解槽炼铝 1886年，Hall和Heroult分别申请冰晶石-氧化铝熔盐电 解法炼铝专利； Hall-Heroult法，即冰晶石-氧化铝法 法国：1889 挪 威：1906 英国：1890 意大利：1907 德国：1898 西班牙：1927 奥地利1899 前苏联：1931 中国：1938
最初槽型为小型预槽、20世纪初出现侧插自焙阳极电解槽、20世纪40年代出现上插自焙阳极电解槽，电解槽容量由最初的2kA发展到80kA或更高
9 最初槽型为小型预焙槽、20世纪初出现侧插自焙阳极 电解槽、 20世纪40年代出现上插自焙阳极电解槽， 电解槽容量由最初的2kA发展到80kA或更高
3）大型预阳极电解槽炼铝使电解20世纪50年代，大型预焙铝电解槽出现，在产能、炼铝技术迈向了大型化、王现代化发展新阶段，电流效率、能耗、环保、机械化和自动化程度等方面获得了很大发展。10
3）大型预焙阳极电解槽炼铝 20世纪50年代，大型预焙铝电解槽出现，使电解 炼铝技术迈向了大型化、现代化发展新阶段，在产能、 电流效率、能耗、环保、机械化和自动化程度等方面 获得了很大发展。但其基本原理并未发生改变。 一、铝电解生产概论 10