铝冶金11讲义.ppt

有色金属分类 Al Na Li Mg Be K Ca Ba Sr B Si As At 包括铝、镁、钙、锶、钡、钾、钠7种金属。这类金属的共同特点是密度较小，都在4000kg/m3以下；化学性质活泼，易与氧、卤素、水等作用。 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； 轻金属特点 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； 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 铝矿石 纯氯化镁 电解制镁 粗镁 精炼 铝锭 氧化镁氯化 氯化镁脱水 拜耳法 烧结法 联合法 冶 金 学 ——铝冶金学 铝冶金学 绪 论 氧化铝生产 金属铝生产 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 铝冶金学 第一章 绪论 铝的性质和用途 炼铝原料 铝的生产方法 1.1 铝的主要物理性质 铝是银白色的金属，具有良好的延展性 (1) 熔点 99.996%的纯铝熔点为933K（660℃）。 工业纯铝的最终凝固点575℃。 (2) 沸点 铝的沸点是2467℃。 (3) 熔化热和熔化熵 铝的熔化热在933K时为107?0.21 KJ/mol。 熔化熵为11.5J/（mol·k）。 (4) 导热系数（或导热率） 固体铝在室温下的导热系数为（2.35~2.37）×10-2W/（m·k）。 (5) 热膨胀系数 99.99%精铝凝固时的体积收缩率为6.5%。 (6) 密度 铝的实际密度值为2.6966~2.6988g/cm3。 (7) 导电性 高纯铝（99.995%）的电阻率在293K时为（2.62~2.65）×10-8Ω·m-1。 1.1 铝的主要化学性质 (1) 化学活性很强，与氧猛烈反应的倾向，在空气中铝的表明生成一层连续而致密的氧化铝薄膜，使其不再继续氧化。（良好的抗腐蚀能力） (2) 能与酸、碱溶液反应。 铝的传统用途?? 由于铝具有质轻（其密度相当于钢铁的1/3）、良好的导热性和导电性、可加工性以及构成高强度、耐腐蚀性的合金等优良的性能，因而铝成为有色金属当中应用最广泛的金属。铝工业现在是世界上最大的电化学工业，铝的产量仅次于钢，居各种有色金属的首位。?? 铝在低温下的强度特性引人瞩目，它的强度随温度降低而增大。温度降低到75K，铝也不变脆。 铝具有良好的防腐性能。在空气中铝表面生成一层光滑的、如金刚石一样硬的氧化铝薄膜。?? 铝是一种优良的导电材料。?? 铝具有良好的导热性能。铝导热系数差不多是不锈钢的10倍。?? 铝还具有良好的光和热的反射能力?? 铝没有毒性，它不会影响它所包装的饮料和食品的味道和质量。?? 铝没有磁性，它不会产生附加磁场，所以在精密仪器中不会起干扰作用。?? 铝还易于加工。 1.1 铝的用途 日常生活中的铝制品 铝合金门窗 饭盒 铝水壶 铝锅 自行车铝圈 铝汤匙 电饭煲内锅 摄影用三脚架 某些洗衣机的内筒 铝芯电线 铝脸盆 但人类多吃铝，会造成脑中毒。如老年痴呆 铝箔广泛用于包装香烟、糖果等 铝在交通运输工业上的应用?? 近年来，汽车和铁路车辆的用铝量明显增多，其目的是为减轻车身的质量，以求节省燃料。全铝汽车正在试制。电动汽车上用Al/空气电池作动力。因此，铝又被誉为一种节能的材料。铝在航空工业上的应用? 铝材是飞机的主要结构材料，一般占 50％～80％。民用飞机铝材用量均在70％以上，在可以预见的将来，铝合金仍然会是飞机的主要结构材料 。? 在军用飞机上，铝材同样是重要的结构材料，例如俄罗斯的CY－27飞机，铝合金占60％；美国F－16，铝材占64％。? 导弹与火箭的结构材料，也以铝合金为主。铝在冶金工业上的应用? 在钢铁冶金工业上用铝作脱氧剂。平均每吨钢需要0.8㎏铝。现在全世界年产钢约8亿t，因此钢铁工业上的用铝量达到64万t。? 此外，还用铝作还原剂，生产高熔点金属。 1.1 铝的用途 1.2 炼铝原料 铝在地壳中的含量约为8.8％，含铝矿物约有250种，但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。 铝土矿中主要含铝矿物： 氧化铝水合物 主要以三水铝石 [Al(OH)3] 、一水软铝石 (γ-AlOOH) 及一水硬铝石[α-AlO(OH)] 状态赋存。 国内外铝