耳法生产氧化铝__第一章_绪论.ppt

氧化铝生产方法 一、综述 (一)、氧化铝的水合物 氧化铝的水合物是构成各种类型铝土矿的主要成分，结晶型的氧化铝水合物通常按所含的结晶水的数目不同，分为三水型氧化铝和一水型氧化铝两类，目前认为三水型氧化铝的同类异晶体包括：三水铝石、拜尔石和诺水铝石（或者成新三水铝石）。 一水型氧化铝的同类异晶体包括一水软铝石和一水硬铝石。 1三水铝石 是天然三水铝石型铝土矿的主要成分，它是氧化铝生产中从铝土矿提炼氧化铝的中间产品，工业上称；氢氧化铝。2、一水软铝石 是构成自然界中一水软铝石型铝土矿的主要成分，这种氧化铝的水合物也很容易用人工制得。例如在溶出器中以200度左右的温度把三水铝石在水介质中溶出，可得三水铝石。3、一水硬铝石、是构成自然界中一水硬铝石型铝土矿的主要成分。人工制造一水硬铝石是比较困难的。4、铝胶、自然界中存在的铝胶主要在铝土矿形成时起重要作用，它是一种介稳状态化合物，以后再结晶成为三水铝石。 * （二）、氧化铝 存在于自然界的氧化铝称为刚玉，（α—氧化铝），是火山爆发后的产物，它在岩石中是五色的结晶，也可以与其他氧化物杂质染成带色的结晶，红色的称红宝石，兰色的称蓝宝石。 工业氧化铝是各种氧化铝水合物加热分解的脱水产物，它们形成一系列的同质异晶体。按照它们的生成温度可分成两类：低温氧化铝和高温氧化铝。 （三）电解用氧化铝，主要由α—氧化铝和Υ—氧化铝所组成，铝氧的质量直接影响所得金属铝的纯度和铝电解生产的技术经济指标，作为电解炼铝的原料，对其化学纯度和物理性质都有严格的要求。 1、化学纯度：氧化铝中除主要含有氧化铝外，往往还含有少量的二氧化硅，三氧化二铁，氧化钠和水（灼减）等主要杂质。 电解炼铝为什么要求有较高的纯度呢？ 直观理解和原理理解。 氧化铝生产方法 * 原理，氧化铝中含有比铝更正电性的元素的氧化物杂质，例如、铁、硅、等，在电解过程中将首先在阴极析出，进入金属铝中，使铝不纯，而比铝更负电性的金属氧化物如钠，则与电解质作用，改变了电解质的正常组成，不利于电解操作，并生成SIF4有毒气体。 氧化铝中残存的结晶水（灼减），也是有害的杂质，它与电解质中的AIF3作用而生产HF气体，也是有毒气体，对工人的骨骼造成损害，同时造成氟盐的损失，并且污染环境，此外，当灼减高的或者吸湿后的氧化铝与高温熔融的电解质接触的时候，则会造成电解质爆溅，危及操作人员的安全。 2、氧化铝的物理性质 电解炼铝对氧化铝有什么要求？ 铝电解生产除对铝氧的化学成分有严格的要求外，还要求氧化铝在冰晶石熔体中溶解速度快，电解槽槽底沉淀少，覆盖在电解质上的介壳保温性能好，在空气中不易吸湿，飞扬损失少，流动性好，便于运输，和便于电解槽自动加料等。 氧化铝生产方法 * 表征铝氧物理性质的指标有： 安息角 是指物料在光滑水平面上自然堆积所形成的锥体的底角。 α—氧化铝的含量 它反映了氧化铝的培烧的程度，它的含量越多，吸湿性则变差。 容重 是指自然状态下单位体积的物料的重量。 粒度 颗粒物料的粗细的程度 比表面积 单位重量的物料的外表面积与内孔表面积之和的总表面积。是表示物质活性高低的一个重要指标。 磨损系数 是氧化铝在控制一定条件的流花床上进行磨撞后，式样中-44μ的粒级改变的%数。 根据氧化铝的物理性质，通常又将它分为砂状、面粉状和中间状三种类型。 氧化铝生产方法 * 铝土矿 地壳中的铝的平均含量为8。8%，仅仅次于氧和硅居于第三位，由于铝的化学性质活泼，它在自然界中只以化合物状态存在。地壳中的含铝矿物约为250种左右。其中40%的是各种铝硅酸盐。 目前，铝土矿是氧化铝生产的主要矿石资源。世界上生产的氧化铝95%是从铝土矿中提炼出来的。什么是铝土矿呢？ 它是一种组成复杂，化学成分变化很大的矿石。其中主要含铝矿物为三水铝石、一水软铝石、一水硬铝石。其次还含有不同数量的其他矿物，例如：赤铁矿、针铁矿、水赤铁矿、黄铁矿、菱铁矿、高岭石、石英、锐钛矿、金红石以及钙镁的碳酸盐等。除此之外，还含有微量元素，稼、钒、磷、铬以及有机物。其主要化学成分为A、S、F、T、和水。 根据铝土矿中含铝矿物的存在形态不同，将它分为三水铝石型、一水软铝石型、一水硬铝石型以及混合型。 衡量铝土矿的标准：1、化学成分即氧化铝的%含量。铝硅比的大小，矿石中氧化铝的含量和二氧化硅含量的%比。2、矿石的类型、属于什么形的铝土矿。 氧化铝生产方法 * 原因，铝土矿中的有用成分氧化铝的含量变动于45%-75%之间，而其中的二氧化硅是生产中最有害的杂质。铝硅比越高，说明矿石中二氧化硅含量越少，所以生产上要求氧化铝的%含量、铝硅比越高越好。 铝土矿的类型对于氧化铝的可溶性影响较大，三水铝石最容易溶解于苛性碱溶液、依次类推、越来越难以溶解。 铝土矿的构造、外观、硬度情况 三水铝石多呈现松