氧化铝生产介绍
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,γAl2O3呈立方晶系。晶格常数α=7.91À。
酸法生产氧化铝
酸法生产氧化铝就是用硫酸、盐酸、硝酸等无机酸处 理铝矿石,得到含铝盐溶液,然后用碱中和这些盐溶 液,使铝成氢氧化铝析出,焙烧氢氧化铝或各种铝盐 的水合物晶体,便得到氧化铝。 用酸法处理铝矿石时,存在于矿石中的铁、钛、钒、 铬等杂质与酸作用进入溶液中,这不但引起酸的消耗, 而且它们与铝盐分离比较困难。氧化硅绝大部分成为 不溶物进入残渣与铝盐分离,但有少量成为硅胶进入 溶液,所以铝盐溶液还需要脱硅,而且需要昂贵的耐 酸设备。 用酸法处理分布很广的高硅低铝矿(如粘土、高岭土、 煤矸石和煤灰)在原则上是合理的,在铝土矿资源缺 乏的情况下可以采用此法。
铝土矿
铝土矿组成 铝土矿分类 铝土矿的铝硅比 我国铝土矿特点
铝土矿组成
铝土矿是一种以氧化铝水合物为主要成分的复杂铝 硅酸盐矿石,铝土矿的主要化学成分有:Al2O3、 SiO2、Fe2O3、TiO2,少量的CaO、MgO硫化物、微 量的镓、钒、磷、铬等元素的化合物。
铝土矿分类
铝土矿按其含有的氧化铝水合物的类型可分为:三 水铝石型铝土矿;一水软铝石型铝土矿;一水硬铝 石型铝土矿和混合型铝土矿。
酸碱联合法生产氧化铝
酸碱联合法是先用酸法从高硅铝矿石中制取含铁、钛 等杂质的不纯氢氧化铝,然后再用碱法处理。这一 流程的实质是用酸法除硅,碱法除铁。
热法生产氧化铝
热法适合于处理高硅高铁的铝矿,其实质是在电炉中 熔炼铝矿石和碳的混合物,使矿石中的氧化铁、氧 化硅、氧化钛等杂质还原,形成硅合金。而氧化铝 则呈熔融状态的炉渣而上浮,由于密度不同而分离, 所得氧化铝渣再用碱法处理从中提取氧化铝。
铝酸钠溶液分子比
铝酸钠溶液的分子是指溶液中的苛性碱与氧化铝的摩 尔比,用MR表示: 分子比(MR)=苛性碱(Na2O)(mol)/氧化铝 (Al2O3)(mol)=苛性碱(g)/氧化铝(g) ×1.645
铝酸钠溶液结构
通过对铝酸钠溶液进行的大量的研究揭示,铝酸钠溶液是 离子真溶液,铝酸钠溶液能够完全解离为钠离子和铝酸 根离子。 关于铝酸钠溶液的结构问题,实质是指铝酸根离子的组成 及结构。 根据近年来的研究结果,可归纳为以下几点: (1)在一定温度下,中等浓度的铝酸钠溶液中,铝酸根 离子是以Al(OH)4-为主。据此,从铝或氢氧化铝转入溶 液的阳离子A13+与4个OH-化合时形成Al(OH)4-。3个OH离子与阳离子A1 3+以正常的价键结合,而第4个OH-离子 则以配价键结合Al(OH)4-离子有正规的四面结体构。 (2)在稀溶液中且温度较低时,铝酸根离子以水化离子 [Al(OH)4-](H2O)x形式存在; (3)在较浓的溶液中或温度较高时,发生Al(OH)4-离子脱 水,并能形成[A12O(OH)6]2-聚离子。
氧化铝水合物
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。
氧化铝生产方法
碱法 酸法 酸碱联合法 热法
碱法生产氧化铝
碱法生产氧化铝,就是用碱(NaOH或Na2CO3) 处理铝土矿,使矿石中的氧化铝水合物和碱 反应生成铝酸钠溶液。铝土矿中的铁、钛等 杂质和绝大部分的二氧化硅则成为不溶性的 化合物进入固体残渣中。这种残渣被称为赤 泥。铝酸钠溶液与赤泥分离后,经净化处理, 分解析出A1(OH)3,将A1(OH)3与碱液分离并 经过洗涤和焙烧后,即获得产品氧化铝。 目前工业上几乎全部采用碱法生产氧化铝。
氧化铝生产介绍
内容
1.绪论 2.氧化铝生产工艺 3.氧化铝生产新技术和综合利用
绪论
氧化铝及其水合物 氧化铝生产方法 铝土矿
氧化铝
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3.94.0g/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。
铝土矿铝硅比
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,铝土矿的铝硅比是衡量铝土矿质量的 主要指标之一。 铝硅比是指铝土矿中的氧化铝和二氧化硅的质量比: 即 A/S=矿石中的氧化铝质量/矿石中的二氧化硅质量。 通常写为:A/S= Al2O3/ SiO2
我国铝土矿特点
我国铝土矿资源丰富,储量大;高铝、高硅、低铁; 铝硅比较低,中低品位铝土矿居多;多数铝土矿是 一水硬铝石型铝土矿。
铝酸钠溶液
铝酸钠溶液成分 铝酸钠溶液分子比 铝酸钠溶液结构 铝酸钠溶液诱导期 铝酸钠溶液稳定性及主要成分是NaAl(OH)4、NaOH、 Na2CO3、Na2SiO4等。通常把NaAl(OH)4中的 Na2O叫做化合碱;把NaOH中的Na2O叫做游离碱, 把Na2CO3中的Na2O叫做碳酸碱,并把碳酸碱和苛性 碱统称为全碱。