最新1.1-1.2铝冶金概述(2学时)PPT课件.ppt

《最新1.1-1.2铝冶金概述(2学时)PPT课件.ppt》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、1.1-1.2铝冶金概述(2学时)化学法制铝（1825～1890）、电解法炼铝（1887～1888年以后）化学法制取铝1825Oersted丹麦钾汞还原无水氯化铝1827Wohler德国钾还原无水氯化铝1854Deville法国钠还原NaCl-AlCl31865Bektob俄国镁还原冰晶石1886年美国Hall法国Heroult申请专利：Hall-Heroult法，即冰晶石-氧化铝法1.1.2现代铝工业全世界原铝产量化学法：工制备200吨铝电解法1890：180t；1900：6990t；1925：18万t；1950：150万t；1970：1025万t1980：1560万t2000：2400

2、万t铝电解原理：现代铝工业生产，主要采用冰晶石-氧化铝熔盐电解法，其中氧化铝是炼铝的原料，冰晶石(Na3AlF3)是熔剂。直流电通入电解槽，在阴极和阳极上发生电化学反应。电解产物，阴极上是液体铝，阳极上是气体CO2（75-80%）和CO（20-25%）。在工业电解槽内，电解质通常由质量分数为95%的冰晶石和5%的氧化铝组成，电解温度为950-970℃。电解液的密度约为2.1g/cm3，铝液密度为2.3g/cm3，两者因密度差而上下分层。铝液用真空抬包抽出后，经过净化和过滤，浇铸成商品铝锭，纯度达99.5-99.8%。阳极气体中还含有少量有害的氟化物、沥青烟气和二氧化硫。经过净化后，废气排入

3、大气，收回的氟化物返回电解槽内继续使用。迄今为止还没有发现另一种化合物可以代替冰晶石的。这是因为冰晶石除了能够溶解氧化铝以外还具有其它一些不可缺少的性质，如不含比铝更正电性的元素，稳定性好，在一般条件下不分解、不挥发、不潮解，熔点高于铝，导电性好，节约电量等。可以说，如果没有冰晶石，全世界也许就没有如此大规模的铝工业，价格也就没有这么低，应用也就没有这么广泛。格陵兰西海岸是冰晶石的主要产地，此矿于1987年开采完毕。现时多以萤石人工合成六氟铝酸钠供工业使用。西班牙、俄罗斯和美国也有产出。1.1.3铝的性质和用途周期表上第三周期、IIIA族元素，原子序数13，相对原子量26.98154。1.

4、1.3.1铝的主要物理性质轻金属(ρ=2.6966-2.6988g/cm3),银白色金属光泽熔点低:660℃;沸点高:2467℃导热能力好,是铜的1.5倍左右电阻率低,(2.8-2.85)×10-8·m高反射率，尤其波长为0.2～12µm的光线无磁性，不产生附加的磁场再生利用率高构成多种合金，应用广泛。1.1.3.2铝的化学性质与氧反应高结合能力：生成Al2O3，氧化铝的生成热为-31KJ/g-Al，高温下将其他金属氧化物还原为金属（铝热法）2Al+3MeO=Al2O3+3Me歧化反应：在800℃以上温度，铝同三价卤化物（如AlF3）反应生成一价铝的卤化物，在冷却时一价铝的卤化物分解出三

5、价铝的卤化物和铝超高纯度铝的生产方法之一铝易同稀酸起反应，又易被苛性碱溶液侵蚀，生成氢气和可溶性盐盐酸、硫酸、碱液;冷硝酸（稀、浓）:铝不与碳氢化合物起反应铝的保护剂：表面自动生成0.2微米左右的氧化膜，自保护保护膜的利弊：利：；弊：1.1.3.3铝与人体健康的关系人体摄入少量的铝对健康无损害人体中含量肝/p.p.m.:3–23；肌肉/p.p.m.:0.7-28血/mgdm-3: 0.39骨/p.p.m.:4-27日摄入量/mg:2.45人(70Kg)均体内总量/mg:60太多：维生素C的损失少量的铝溶解在含有机酸的蔬菜中,如西红柿要禁忌过量的铝铝质容器：不可存放隔夜食物铝能对抗铅的某些毒

6、性1.1.3.4铝合金的种类铸造铝合金：Al-Si,Al-Cu,Al-Mg,Al-Zn系变形铝合金（加工用铝合金）防锈铝：Al-Mg,Al-Mn硬铝:Al-Cu-Mg,Al-Cu-Mn超硬铝:Al-Mg-Cu-Zn锻铝:Al-Mg-Si特殊铝合金（Al-Si,Al-Mg[高纯]）、钎焊铝合金1.1.3.5铝的用途传统用途：建筑、输电、食品、化工铝在交通运输业上的应用铝在航空、航天、军工上的应用铝在当代高技术领域的应用：微电子、太阳能电解法炼铝1886年美国Hall法国Heroult申请专利：Hall-Heroult法，即冰晶石-氧化铝法法国：1889挪威：1906英国：1890意大利：19

7、07德国：1898西班牙：1927奥地利1899前苏联：1931中国：19381.1.4铝矿（1）铝土矿（Bauxite)铝土矿是含铝矿物和赤铁矿、针铁矿、高岭石、锐铁矿、金红石、钛铁矿等矿物的混合矿。铝土矿实际上是指工业上能利用的，以三水铝石、一水软铝石或一水硬铝石为主要矿物所组成的矿石的统称。是现代电解法炼铝的原料。铝土矿的化学成分质量分数和主要矿物成分铝土矿类型三水铝石一水软铝石一水硬铝石组成Al2O3·3H2OA