轻金属冶金练习题.doc

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1、轻金属冶金学习题一．填空：1．预焙阳极炭块一般采取挤压成型和振动成型法制造。2．铝土矿有三种类型，即三水铝石型、一水软铝石型和一水硬铝石型。3．生产氧化铝的方法可大致分为碱法、酸法、酸碱联合法和电热法。4．现代铝工业上有自焙电解槽和预焙电解槽两大类电解槽。5．按照氧化铝的物理特性，可将其分成粉状、中间状和砂状。6．在拜耳法生产过程中，循环母液的主要成分有NaOH、NaAlO2、Na2CO3和Na2SO47．碱法生产氧化铝的有：拜耳法、烧结法和拜耳法－烧结联合法。8．按照所用原料不同，炼镁方法可分为两大类，其中熔盐电解法的基本反应式为MgCl2=Mg+Cl2，碳热还原

2、法炼镁的基本反应式是MgO+C=Mg+CO。9．当向冰晶石熔体中添加少量氟化钙，可以使熔体的初晶温度降低，密度增大，导电率降低。10．镁电解槽有两种型式：有隔板槽和无隔板槽。11．按照所用原料不同，炼镁方法可分为两大类：电解法和热还原法。12．酸法制造冰晶石有两道工序，包括制酸和制盐。13．铝酸钠溶液添加石灰脱硅的基本原理是3Ca(OH)2+2NaAl(OH)4+xNa2SiO3+aq=3CaO·Al2O3·xSiO2·yH2O+2(1+x)NaOH)+aq，不添加石灰脱硅的基本原理是1.7Na2SiO3+2NaAl(OH)4+aq=Na2O·Al2O3·2SiO2

3、·nH2O+3.4NaOH+aq。14．铝电解过程中的阴极反应为：Al3++3e=Al，阳极反应为2O2-+C-4e=CO2，总反应式为：2Al2O3+3C=4Al+3CO2。15.轻金属的主要特点有：比重小于3.5、化学活性很大、负电性很强16．拜耳法指用苛性碱来溶出铝土矿中的氧化铝，再加氢氧化铝晶种于铝酸钠溶液中分解产出氢氧化铝。17．用于电解铝的电解槽有两大类四种形式,即连续式、不连续式预焙阳极电解槽和侧插棒式、上插棒式自焙阳极电解槽。18．摩尔比为3的冰晶石电解质称之为中性电解质,摩尔比大于3的冰晶石电解质称之为碱性电解质，摩尔比小于3的冰晶石电解质称之为酸

4、性电解质。19．在拜尔法循环的以下工序中，苛性比值αk的变化情况是：高压溶出降低、稀释不变、种分升高、蒸发不变。20．阳极效应系数AE=0.5,意指在48小时内在1台电解槽上发生1次阳极效应二．名词解释1．阳极效应：..阳极效应是熔盐电解过程中一种独特的现象，铝电解过程中的阳极效应现象是：阳极周围（指与熔体接触的部位）电弧光耀眼夺目，并伴有劈劈拍拍地声响，阳极周围电解质却不沸腾，没有气泡大量析出。电解质好象被气体排开，电解槽的工作处于停顿状态。此时槽电压由原来的4V猛升到30～50V，甚至更高，与电解槽并联的指示灯发亮，表示该槽发生了阳极效应。1．铝土矿的铝硅比：铝

5、土矿中氧化铝和氧化硅的质量比。2．苛性比：铝酸钠溶液中氧化钠和氧化铝的摩尔比。3．铝电解质的分子比：铝电解质中氟化钠和氟化铝的摩尔比。4．阳极效应系数：每日分摊到每槽的阳极效应次数。5．电流效率：电流效率的大小是用实际铝产量和理论铝产量之比来表示的，即：η=（P实/P理）×100%6．硅量指数：铝酸钠溶液中氧化铝和二氧化硅的质量之比7．苛性比：铝酸钠溶液中，氧化钠和氧化铝的摩尔比值。三、简答：1.简述在烧结法生产氧化铝的工艺中，熟料溶出时原硅酸钙的行为和二次反应。在溶出过程中赤泥中的2CaO·SiO2可以与铝酸钠溶液发生一系列的化学反应，使已经溶出来的Al2O3、N

6、a2O，又有一部分重新转人赤泥而损失。这些反应称为二次反应或副反应，由此造成的氧化铝和氧化钠的损失为二次反应损失或副反应损失。①2CaO·SiO2+2Na2CO3+aq=Na2SiO3+2CaCO3↓+2NaOH+aq②2CaO·SiO2+2NaOH+aq=2Ca(OH)2↓+Na2SiO3+aq③3Ca(OH)2+2NaAl(OH)4+aq=3CaO·Al2O3·6H2O+2NaOH+aq④2Na2SiO3+(2+n)NaAl(OH)4+aq=Na2O·Al2O3·2SiO2·nNaAl(OH)4·xH2O+4NaOH+aq⑤3CaO·Al2O3·6H2O+xNa

7、2SiO3+aq=3CaO·Al2O3·xSiO2·yH2O+2xNaOH+aq⑥3Ca(OH)2+NaAl(OH)4+xNa2SiO3+aq=3CaO·Al2O3·xSiO2·yH2O+2(1+x)NaOH+aq2.什么是铝电解过程的阳极效应，其机理主要有哪几种学说？熄灭的方法主要有哪些？阳极效应是熔盐电解过程中一种独特的现象，铝电解过程中的阳极效应现象是：阳极周围(指与熔体接触的部位)电弧光耀眼夺目，并伴有劈劈拍拍地声响，阳极周围电解质却不沸腾，没有气泡大量析出。电解质好象被气体排开，电解槽的工作处于停顿状态。此时槽电压由原来的4V猛升到30～50V，甚至更