现代有色冶金导论.pptx

《现代有色冶金导论.pptx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、现代有色冶金导论铝冶金铝冶金之Ⅰ、概述Ⅱ、铝的性质Ⅲ、铝合金的种类Ⅳ、铝的用途Ⅴ、生产工艺导读铝的存在：铝元素占地壳总量的7.45％，是地壳中含量最高的金属元素。铝元素在自然界以化合态形式存在，主要存在于铝土矿中。主要成分：Al2O3铝土矿的成分少量：Fe2O3、SiO2等杂质要从铝土矿中提取铝，必须先制备较纯的氧化铝Ⅰ、概述现代铝工业三个主要生产环节：从铝土矿中提取纯氧化铝；用冰晶石-氧化铝融盐电解法生产铝；铝加工。两个重要的辅助环节：炭素电极制造；氟盐的生产。1）山东铝厂设计能力50万吨，烧结法，中国第一个三氧化二铝厂；2)

2、郑州铝厂设计能力约80万吨，混联法，适合于处理河南难溶低铁的铝土矿；3)贵州铝厂40万吨，混联法；4)山西铝厂120万吨，最大三氧化二铝厂，联合法；5)河南中州铝厂120万吨，混联法；6)广西平果铝厂30万吨，拜耳法，国内技术最先进。我国铝厂与世界先进水平相比，在技术设备水平、技术经济指标和上还很落后，能耗高，劳动生产率低，自动化程度还很低。我国6个大企业三氧化二铝厂的基本情况：铝加工，用塑性加工方法将铝坯锭加工成材，主要方法有轧制、挤压、拉伸和锻造等。铝加工在20世纪初开始以工业方式进行生产，30年代以前，基本上沿用铜加工的生

3、产设备，产品主要用于飞机制造。60年代后，铝材生产发展很快，每年大约增长4～8%，产品广泛应用于航空、建筑、运输、电气、化工、包装和日用品工业等部门。产量仅次于钢铁，居金属材料第二位。中国于50年代中期建成较大型的铝加工厂，形成了生产体系，产品已系列化，品种有七个合金系，可生产板材、带材、箔材、管材、棒材、型材、线材和锻件（自由锻件、模锻件）八类产品。铝加工1.物理性质密度小,ρ=2.69g/cm3熔点低，沸点高电阻率小，仅次于银和铜良好的导热性，延展性无磁性Ⅱ、铝的性质2.化学性质脱氧剂：钢液中作为脱氧剂还原剂：焊接钢轨两性性

4、能：与酸碱都可以反应1、铸造用铝合金加入一些合金元素，提高铸造性能。硅：增进合金流动性，提高抗热震性，增进紧压能力钛，磷（硼）：细化晶粒2、加工用铝合金编号1000系列：纯铝编号3000系列：良好的加工性能和焊接性能（Mn）编号7000系列：可热处理、高强度（Zn）Ⅲ、铝合金的种类1.传统用途日常用包装材料、结构材料导电材料防腐蚀材料2.交通用材料汽车、铁路用铝航空用铝Ⅳ、铝的用途3.冶金工业用铝脱氧剂高温还原剂4.铝合金能源铝合金燃料三氧化二铝的生产原料1.概念铝土矿是含铝矿物和赤铁矿、针铁矿、高岭石、锐铁矿、金红石、钛铁矿等

5、矿物的混合物。2.矿石主要成分三水铝石Al3O2·3H2O一水软铝石Al3O2·H2O一水硬铝石Al3O2·H2OⅤ、铝的生产工艺3.铝土矿分布世界范围：主要分布在几内亚、澳大利亚、巴西、加勒比海地区、印度、印度尼西亚、东欧等热带、亚热带的国家和地区中国范围：主要分布在山西、河南、贵州、广西、山东等省碱法：即用NaOH或Na2CO3处理铝矿石，矿石中三氧化二铝转变为铝酸钠溶液，矿石中铁、钛等杂质和绝大部分硅则成为不溶解的化合物，经分离、净化NaALO2溶液可分解析出Al(OH)3,经分离、洗涤后煅烧，获得三氧化二铝，分解母液循环

6、使用。酸法：原则上用H2SO4、HNO3、HCl处理含铝土矿石得到相应盐的水溶液，酸法问题较多，至今还不能工业化。电热法：可用来处理高硅高铁的铝矿。三氧化二铝的生产方法拜耳法（Al/Si>7）原理：用苛性钠溶液在加热的条件下将铝土矿中的各种氧化铝水合物溶解出来，生成铝酸钠溶液，此种溶液经稀释后在冷却的条件下分解出纯的氢氧化铝，同时重新生成苛性钠溶液，供循环使用。流程：铝土矿的溶出；铝酸钠溶液的分解；氢氧化铝煅烧。碱法工艺分为：拜耳法、烧结法和联合法晶种分解堆场氢氧化铝浆液沉降分离晶种氢氧化铝母液蒸发洗涤氢氧化铝煅烧氧化铝洗液蒸发

7、母液分离NaCO3·H2O结晶溶解苛化石灰乳破碎铝土矿湿磨溶出溶出矿浆稀释沉降分离粗液稠浓赤泥浆叶滤赤泥洗涤热水净液赤泥洗液石灰补充苛性碱图拜耳法生产三氧化二铝的原则流程由法国人萨特里1858年提出并被后人改进（称碱石灰烧结法）。基本过程：将铝土矿、纯碱和石灰等经高温烧结转变为NaO·Al2O3，Na2O·Fe2O3，2CaO·SiO2（原硅酸钙）和CaO·TiO2，用水或稀碱液溶出时，NaO·Al2O3溶解，Na2O·Fe2O3水解为NaOH和Fe2O3·H2O沉淀，2CaO·SiO2和CaO·TiO2不溶，分离后溶液经通入C

8、O2进行碳酸化分解，析出Al(OH)3，碳分母液（主要为Na2CO3）经蒸发浓缩后可返回配料烧结，循环使用。特点：1）适合低A/S矿（A/S＝5－6）；2）流程复杂、能耗高、成本高；3）产品质量比拜耳法差。烧结法铝土矿品位：m（氧化铝）/m（氧化硅）=5-7优点