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氧化铝的基本概念及相关知识
Alumina(氧化铝)一词可能来源于Alumen(明矾)而明矾一词最早的文字记载出现在公元前五世纪。(Pott)首先从明矾中提取出来的。(De Morveau)认为明矾的主要成份是Alumina(矾土),约到1820年英国才将Alum译成Alumina,格来维尔(Grevule)于1799年提出的一种矿物中含有AL2O3成分,称这种矿物为“刚玉”刚玉又称为(α-AL2O3)是唯一一种纯氧化铝天然矿物。
1858年苏打-铝土矿烧结法由(法国),1902年帕卡尔提出了生料配比,使其完善,
1868~,用它处理高品位铝土矿。
每生产一吨金属铝消耗近两吨氧化铝(~)。
我国于1950年开始建设山东铝厂,用碱――石灰烧结法生产氧化铝,该厂于1954年7月1日投产,从此拉开了我国氧化铝工业生产的序幕,继山东铝厂之后,郑州铝厂于1965年、贵州铝厂1978年、山西铝厂1987年,中州铝厂1993年、平果铝厂1995年相继投产。
氧化铝的物理化学性质及主要用途
氧化铝是一种白色的结晶体,不溶于水,但可溶于酸和碱溶液,它的碱性和酸性都很弱,是一种典型的***化学物。
氧化铝主要是供电解炼铝用,(90%以上),但是电子、石油、化工、耐火材料、陶瓷、塑料、纺织、磨料、造纸以及制药等许多部门也需要各种特殊性能的氧化铝和氢氧化铝。并且国内外不少氧化铝厂都重视发展多品种氧化铝生产,例如活性氧化铝、低钠氧化铝、喷涂氧化铝、γ-AL2O3、超α-AL2O3、高纯氧化铝和氢氧化铝,拟薄水铝石以及铝胶等,这些非冶金级的多品种氧化铝占整个氧化铝产量的8~10%左右,品种在200种以上。
氧化铝的生产方法分类及细分
氧化铝生产方法分为碱法、酸法、酸碱联合法、热法,其中碱法中包括拜耳法、烧结法、拜-烧联合法1、串联法、2、并联法、3、混联法。
3、生产氧化铝的铝矿分类,最重要的铝矿资源及衡量标准
铝矿物绝少以纯的状态构成工业矿床,都是与各种脉石矿物共生在一起的。
生产氧化铝的矿物有铝土矿、明矾石、霞石、高岭土和粘土等。
其中最重要的铝矿资源是铝土矿,铝土矿是一种主要由三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石组成的矿石。
衡量铝土矿质量的最主要标准是氧化铝含量和铝硅比(氧化铝与氧化硅的重量比)此外,铝土矿的质量与氧化铝存在的矿物形态也有很大关系。不同形态的氧化铝及氧化铝水合物在碱和酸中的溶解速度及溶解度是不同的。
三水铝石最易溶,二水软铝石次之,一水硬铝石则最难溶。(其折光率、密度和硬度按下列次序增加:三水铝石_一水软铝石_一水硬铝石_刚玉
表征氧化铝物理性质的常用指标及氧化铝按物理性质分类
表征氧化铝的物理性质指标很多,常用的有:粒度、比表面积、磨损指数、堆积密度、安息角、α-AL2O3含量、垂度等。
氧化铝原流动性、粉尘量、保温能力,在冰晶石焰体中的溶解速度和吸附***化氢的能力等。都取决于上述各项物理性质。
氧化铝按物理性质可分为:砂粉、中间状、面粉状。砂状氧化铝特点:平均粒度组成比较均匀,细粒子和过粗颗粒都少;比表面积大;强度高;流动性好。面粉状氧化铝特点:细粒子含量多,平均粗粒小,比表面积小、强度低,流动性不好,煅烧程度高于砂状氧化铝。
与国外相比我国铝土矿的特点。
我国铝土矿的一般特点是高铝、高硅、低镁(除广西平果等少数矿区外),因而我国铝土矿的铝硅比较低,铝硅比多数在4~7 之间,在10以上的优质铝土矿较少。从矿石类型来说,绝大多数为难溶的一水硬铝石,而国外多数铝土矿的硅含量较低,铝硅比较高,铁含量一般也较高,从矿石类型来说,多为易溶的三水铝石,欧洲以一水软铝石居多,前苏联则各类矿石都有。
拜耳法、烧结法和联合法优缺点比较
拜耳法流程简单,能耗低,产品质量好,处理优质铝土矿时产品成本最低,但随着矿石铝硅比降低,氧化铝回收率下降,碱耗上升,成本增加。因此拜耳法只局限于处理优质铝土矿,其A/S 应在10以上。
此外,拜耳法需要消耗价格比较昂贵的苛性碱。
烧结法流程比较复杂,能耗大,单位产品的投资和成本较高,产品质量一般不如拜耳法,但烧结法能有效地处理铝硅比低的高硅铝土矿,而且所消耗的是价格相对较低的碳酸钠。
对中等品位的铝土矿来说,采用拜耳法和烧结法的联合生产流程,可以兼收两种方法的优点,取得较的拜耳法或烧结法更好的经济效果,同时使铝土矿资源得到更充分的利用。
我厂氧化铝生产的工艺流程及其特点。
我厂生产氧化铝采用拜耳法-混联法生产工艺
(即小拜耳法部分外排和原混联法生产工艺)
其主要特点是:
拜耳法赤泥经洗涤