有色金属冶金 教学课件 作者 王鸿雁 主编 氧化铝生产氧化铝生产绪论.doc

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1、第一章氧化铝生产1.1概述氧化铝生产和铝电解是现代铝冶金工业的两大组成部分。生产氧化铝的矿物原料是铝土矿。生产方法绝大多数采用拜耳法，个别厂采用烧结法或联合法。随着科学技术的进步，氧化铝厂的装备水平不断提高，工艺过程也不断强化和完善，氧化铝生产的技术经济指标都已显著提高。氧化铝厂工艺与设备的集中控制和自动化已有很大发展，大多数新建和计划建设的氧化铝厂年生产能力均在50万吨以上。工厂大型化可使劳动生产率提高，单位产品投资与成本降低。实现单体设备大型化和高效化；设备布置漏天化；重视原料综合利用和环境保护，这也都是氧化

2、铝生产技术现代化的标志。我国氧化铝工业是在解放后建立和发展起来的，近年来产量和品种不断增加，质量日益提高，在生产技术上取得了一系列重要成就。但是，与世界先进水平相比，我国氧化铝工业在技术装备水平和某些技术经济指标方面还都比较落后。特别是生产过程的能耗大高，自动化和劳动生产率低，氧化铝产量还不能满足国民经济发展的需要，这些也是我国铝冶金工作者努力的方向。1.2铝土矿一、铝土矿的化学成分和矿物成分铝土矿是一种以氢氧化铝矿物为主的成分复杂的岩石。它是炼铝工业得主要原料，世界上95%以上的氧化铝是用铝土矿生产出来的。10

3、1、铝土矿的化学成分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、铬等十几到二十几种元素的化合物。目前世界上90％以上的镓是在生产氧化铝的过程中提取的。2、铝土矿的矿物成分铝土矿中Al2O3含量大致为50~70%，其矿物成分有三水铝石A1(OH)3、一水软铝石γ—AlOOH和一水硬铝石α—AlOOH。铝土矿的类型按上述矿物成分可分为三水铝石型、一水软铝石型、一水硬铝石型及各种混合型矿石。混合型矿石如三水铝石—一水软铝石型、一水软铝石—一水硬铝石型

4、等。我国铝土矿主要为一水硬铝石型铝土矿，也有少量的三水铝石型铝土矿。3、铝土矿中其它成分(1)SiO2SiO2主要以高岭石A12O3·2SiO2·2H2O等硅酸盐矿物存在，有的含少量石英(晶质SiO2)、蛋白石(SiO2·nH2O)及其他粘土矿物。氧化硅是铝土矿的主要有害成分，它是氧化铝生产中引起碱和氧化铝损失的主要来源。在氧化铝生产中评价铝土矿的质量即以铝土矿中氧化铝和氧化硅的重量比为标准，称为“铝硅比”(A/S)。目前工业生产中要求铝土矿的铝硅比不低于7(用于拜耳法者)，用烧结法处理的应不低于3。10(2)F

5、e2O3Fe2O3主要是赤铁矿α—Fe2O3，有的含有针铁矿FeOOH等。铝土矿的外观颜色即反映其中铁质的含量，含铁少的呈白色、灰白色；含铁多者呈红褐色以至墨绿色。我国大多数一水硬铝石型铝土矿含氧化铁都在5%以下(广西铝土矿除外)，具有低铁含量的特点。(3)TiO2铝土矿中TiO2多以锐钛矿(TiO2)和金红石(TiO2)存在。(4)CaO和MgO铝土矿中往往含有少量以方解石和菱镁矿或白云石存在的CaO和MgO。(5)硫硫主要以黄铁矿FeS2存在。在拜耳法生产中，铝土矿中的这些杂质都须有一定限制。铝土矿化学成分分

6、析中的灼减包括各种矿物的结构水和碳酸盐中的CO2。各主要矿物的理论结构水含量A1(OH)3为34.6%,AlOOH为15%。二、铝土矿矿石结构特点铝土矿是由上述各种矿物组成的岩石，由于其成分及生成地质条件的不同，因而具有不同的颜色和结构形态。1、粗糙状(土状)铝土矿：表面粗糙，一般常见颜色有灰、灰白、浅黄色等。102、致密状铝土矿：表面光滑致密，断口呈贝壳状。颜色多为灰、青灰色。此种铝土矿含高岭石较高，A/S多低于工业要求。3、豆鲕状铝土矿：表面呈鱼子状或豆状，胶结物主要是粗糙状铝土矿或致密状铝土矿。颜色多为深灰

7、、灰绿、红褐或灰白色。这种矿石一般品位都低。一般来说，矿石越粗糙，其铝硅比越高；反之，矿石越致密，品位也就越低。呈豆鲕状而质地坚硬者，其品位也高。三、铝土矿地质成因铝是地壳中分布最广的元素之一，它在地壳中的平均含量为8.8%，仅次于氧(49.1%)和硅(26%)居第三位；在金属元素中、铝居第一位。铝是一个典型的亲氧元素，在自然界完全以氧化铝或铝硅酸盐矿物存在。地表含铝岩石在风化作用下，特别是由于水的作用使岩石发生分解，其中K、Na、Ca、Mg等的化合物易溶，随水流失，而Fe、A1、Si等的化合物则形成溶胶残留原地

8、，或搬运不远，即被中和凝聚沉淀。有的也可搬运较长的距离，在适当的条件下沉积成矿。1、海相沉积型铝土矿2、陆相沉积型铝土矿3、玄武岩风化壳型铝土矿四、我国铝土矿资源的特点10我国铝土矿资源丰富。根据目前已探明的具有工业价值的铝土矿床，主要分布在河南、山西、广西、贵州及山东等省。我国铝土矿的一般特点是高铝、高硅、低铁(只有广西矿为高铁)。因含氧化硅较高，故铝硅比较低，多数在4