第一篇铝冶金第1、2章题库.ppt

铝——来自粘土中的白银 博学笃志 切问近思 课程情况总体简介 课程性质：专业技术课，是一门重要的专业课程之一。 本课程的主要内容 一、氧化铝的生产 氧化铝生产的概括；铝酸钠溶液的特性参数及性质结构；拜耳法生产氧化铝的理论基础、工艺流程及特点、工艺技术参数、主要设备等；碱石灰烧结法生产氧化铝的理论基础、工艺流程及特点、工艺技术参数、主要设备等。 二、电解铝 铝电解生产概述；基本流程；工艺操作；铝电解质的物化性质；铝电解过程的机理；铝电解槽；铝电解的主要技术经济指标及影响因素等。 铝冶金过程 学习目的与要求： 1．了解铝冶金的发展史； 2．了解氧化铝生产的主要原料及其特点和方法； 3．掌握拜耳法和碱石灰烧结法的原理，工艺流程及操作，相关设备等知识； 4．掌握铝电解的基本理论，工艺流程及操作，设备，技术经济指标。 重点： 1、氧化铝的生产； 2、电解铝的生产。 绪论 轻金属 密度小于3.5g/cm3 特点： 化学性质活泼，化合物稳定，负电性很强。 种类： 铝、镁、钠、钾、铍等。 制取方法： 熔盐电解 用途：广泛 铝的发展史 0.1.2.铝的化学性质 0.1.3.铝的用途 在建筑业上，由于铝的抗氧化性和美观性，使铝在建筑业上被越来越多地广泛应用，特别是在铝合金门窗、铝塑管、装饰板、铝板幕墙等方面的应用。 在交通运输业上，汽车、火车、飞机、船只等交通运输工具开始大量采用铝及铝合金作为构件和装饰件，随着铝合金加工材的硬度和强度不断提高，航空航天领域使用的比例开始逐年增加。 在包装业上，各类软包装用铝箔、全铝易拉罐、各类瓶盖及易拉盖、药用包装等用铝范围也在扩大。 冶金工业中，常用铝热剂来熔炼难熔金属。如铝粉和氧化铁粉混合，引发后即发生剧烈反应，交通上常用此来焊接钢轨；渗铝，是钢铁化学热处理方法的一种，使普通碳钢或铸铁表面上形成耐高温的氧化铝膜以保护内部的铁。 蓝宝石是色美、透明的宝石级刚玉,是美国国石。实际上自 然界中的宝石级刚玉除红色的称红宝石外，其余各种颜色如 蓝色、淡蓝色、绿色、黄色、灰色、无色等，均称为蓝宝石蓝宝石的化学成分（Al2O3）,主要以Fe、Ti、致色 第一章 氧化铝生产概况 氧化铝： 氧化铝外观为白色粉末，结晶状态为六方晶体结构，分子式通常写为Al2O3，分子量为101.96。 氧化铝是典型的两性氧化物，不溶于水，可溶于无机酸和碱性溶液，由于其结晶形式不同，在酸、碱溶液中的溶解度及溶解速度也不同。 氧化铝有多种同素异构体，如：α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3、δ-Al2O3、θ-Al2O3、K-Al2O3、δ-Al2O3。而常见稳定结构的氧化铝主要是α-Al2O3、γ-Al2O3。 α-Al2O3性质稳定，熔点2050℃，沸点2900℃，比重3.9-4.0g/cm3。 γ-Al2O3是将各种Al（OH）3加热脱水获得的，γ-Al2O3呈立方晶系。晶格常数α=7.91à。 氧化铝水合物是由OH-、O2-、Al3+构成的化合物，其中并不含水分子，是人们对该种化合物的俗称。 氧化铝水合物是铝土矿中的主要矿物。自然界中OH-、O2-、Al3+构成的化合物主要有： 三水铝石、一水软铝石、一水硬铝石和刚玉。 其分子式分别为： 三水铝石：Al（OH）3、一水软铝石：γ-AlOOH、一水硬铝石：α-AlOOH、刚玉：Al2O3。 氧化铝水合物的化学性质也由于其结构不同而有很大差别。化学活性按下列次序递减： 三水铝石化学活性最大、一水软铝石次之、一水硬铝石较弱、刚玉则是非常稳定的氧化铝。 1.1炼铝原料： 炼铝最主要的矿石资源为铝土矿。铝土矿主要含铝矿物为 三水铝石（Al2O3?3H2O），一水硬铝石（α-Al2O3?H2O）， 一水软铝石（γ-Al2O3?H2O）。 其他矿石主要有霞石、红柱石、蓝晶石、明矾石 、高岭石。 1.1.5 铝土矿： 1.1.5.1 铝土矿的类型 铝土矿按其含有的铝矿物的类型可分为：三水铝石型、一水 软铝石型和一水硬铝石型。国外铝土矿主要是三水铝石型， 具高铝、低硅、高铁的特点。我国主要是一水硬铝石型铝土 矿，总体特征是高铝、高硅、低铁。 1.1.5.2 铝土矿的化学成分 铝土矿的化学成分主要为Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2、H2O， 五者总量占成分的95%以上. 1.1.5.3 铝硅比（A/S）： 铝硅比是指铝土矿中的Al2O3和SiO2的质量比。是衡量铝土矿质 量的主要指标。铝土矿中的硅是碱法处理铝土矿制取氧化铝过 程中最有害的杂质。 我国铝土矿资源的特点 我国铝土矿资源丰富。根据目前已探明的具有工业价值的铝土矿床，主要分布在河南、山西、广西、贵