氧化铝生产工艺流程
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三水铝石：AlOH3、一水软铝石：γ-AlOOH、一 水硬铝石：α-AlOOH、刚玉：Al2O3氧化铝水合物的 化学性质也由于其结构不同而有很大差别化学活性按 下列次序递减：
三水铝石化学活性最大、一水软铝石次之、一水 硬铝石较弱、刚玉则是非常稳定的氧化铝
氧化铝生产方法
碱法 酸法 酸碱联合法 热法
根据近年来的研究结果可归纳为以下几点： 1在一定温度下中等浓度的铝酸钠溶液中铝酸根离子是以
AlOH4-为主据此从铝或氢氧化铝转入溶液的阳离子 A13+与4个OH-化合时形成AlOH4-3个OH-离子与阳离子 A1 3+以正常的价键结合而第4个OH-离子则以配价键结 合AlOH4-离子有正规的四面结体构 2在稀溶液中且温度较低时铝酸根离子以水化离子AlOH4H2Ｏx形式存在； 3在较浓的溶液中或温度较高时发生AlOH4-离子脱水并能 形成A12ＯOH62-聚离子
第一讲 氧化铝的生产
1.绪论 2.氧化铝生产工艺 3.氧化铝生产新技术和综合利用
绪论
氧化铝及其水合物 氧化铝生产方法 铝土矿
氧化铝
氧化铝： 氧化铝外观为白色粉末结晶状态为六方晶体结构分子式
通常写为Al2O3分子量为101.96 氧化铝是典型的两性氧化物不溶于水可溶于无机酸和碱
性溶液由于其结晶形式不同在酸、碱溶液中的溶解 度及溶解速度也不同 氧化铝有多种同素异构体如：α-Al2O3、β-Al2O3、γAl2O3、δ-Al2O3、θ-Al2O3、K-Al2O3、δ-Al2O3而 常见稳定结构的氧化铝主要是α-Al2O3、γ-Al2O3 α-Al2O3性质稳定熔点2050℃沸点2900℃比重3.94.0g/cm3 γ-Al2O3是将各种AlOH3加热脱水获得的γ-Al2O3呈立 方晶系晶格常数α=7.91À
铝土矿铝硅比
铝土矿中的硅是碱法处理铝土矿制取氧化 铝过程中最有害的杂质铝土矿的铝硅比 是衡量铝土矿质量的主要指标之一
铝硅比是指铝土矿中的氧化铝和二氧化硅 的质量比：即
A/S=矿石中的氧化铝质量/矿石中的二氧 化硅质量
通常写为：A/S= Al2O3/ SiO2
我国铝土矿特点
我国铝土矿资源丰富储量大；高铝、高 硅、低铁；铝硅比较低中低品位铝土矿 居多；多数铝土矿是一水硬铝石型铝土 矿
目前工业上几乎全部采用碱法生产氧化铝
酸法生产氧化铝
酸法生产氧化铝就是用硫酸、盐酸、硝酸等无机酸处 理铝矿石得到含铝盐溶液然后用碱中和这些盐溶液使 铝成氢氧化铝析出焙烧氢氧化铝或各种铝盐的水合物 晶体便得到氧化铝
用酸法处理铝矿石时存在于矿石中的铁、钛、钒、铬 等杂质与酸作用进入溶液中这不但引起酸的消耗而且 它们与铝盐分离比较困难氧化硅绝大部分成为不溶物 进入残渣与铝盐分离但有少量成为硅胶进入溶液所以 铝盐溶液还需要脱硅而且需要昂贵的耐酸设备
碱法生产氧化铝
碱法生产氧化铝就是用碱NaOH或Na2CO3处 理铝土矿使矿石中的氧化铝水合物和碱反应 生成铝酸钠溶液铝土矿中的铁、钛等杂质和 绝大部分的二氧化硅则成为不溶性的化合物 进入固体残渣中这种残渣被称为赤泥铝酸钠 溶液与赤泥分离后经净化处理分解析出 A1OH3将A1OH3与碱液分离并经过洗涤和焙 烧后即获得产品氧化铝
铝酸钠溶液分子比
铝酸钠溶液的分子是指溶液中的苛性碱与 氧化铝的摩尔比用MR表示：
分子比MR=苛性碱Na2Omol/氧化铝 Al2O3mol=苛性碱g/氧化铝g×1.645
铝酸钠溶液结构
通过对铝酸钠溶液进行的大量的研究揭示铝酸钠溶液是离 子真溶液铝酸钠溶液能够完全解离为钠离子和铝酸根离 子
关于铝酸钠溶液的结构问题实质是指铝酸根离子的组成及 结构
氧化铝外观为白色粉末结晶状态为六方晶体结构 分子式通常写为Al2O3分子量为101.96
氧化铝是典型的两性氧化物不溶于水可溶于无机 酸和碱性溶液由于其结晶形式不同在酸、碱溶液 中的溶解度及溶解速度也不同
氧化铝有多种同素异构体如：α-Al2O3、β-Al2O3、 γ-Al2O3、δ-Al2O3、θ-Al2O3、K-Al2O3、δ-Al2O3 而常见稳定结构的氧化铝主要是α-Al2O3、γAl2O3
用酸法处理分布很广的高硅低铝矿如粘土、高岭土、 煤矸石和煤灰在原则上是合理的在铝土矿资源缺乏的 情况下可以采用此法
酸碱联合法生产氧化铝
酸碱联合法是先用酸法从高硅铝矿石中 制取含铁、钛等杂质的不纯氢氧化铝然 后再用碱法处理这一流程的实质是用酸 法除硅碱法除铁
热法生产氧化铝
热法适合于处理高硅高铁的铝矿其实质 是在电炉中熔炼铝矿石和碳的混合物使 矿石中的氧化铁、氧化硅、氧化钛等杂 质还原形成硅合金而氧化铝则呈熔融状 态的炉渣而上浮由于密度不同而分离所 得氧化铝渣再用碱法处理从中提取氧化 铝
铝土矿
铝土矿组成 铝土矿分类 铝土矿的铝硅比 我国铝土矿特点
铝土矿组成
铝土矿是一种以氧化铝水合物为主要成 分的复杂铝硅酸盐矿石铝土矿的主要化 学成分有：Al2O3、SiO2、Fe2O3、 TiO2少量的CaO、MgO硫化物、微量的 镓、钒、磷、铬等元素的化合物
铝土矿分铝 石型铝土矿；一水硬铝石型铝土矿和混 合型铝土矿
铝酸钠溶液
铝酸钠溶液成分 铝酸钠溶液分子比 铝酸钠溶液结构 铝酸钠溶液诱导期 铝酸钠溶液稳定性及其影响因素
铝酸钠溶液
工业铝酸钠的主要成分是NaAlOH4、 NaOH、Na2CO3、Na2SiO4等通常把 NaAlOH4中的Na2O叫做化合碱；把 NaOH中的Na2O叫做游离碱把Na2CO3 中的Na2O叫做碳酸碱并把碳酸碱和苛 性碱统称为全碱
α-Al2O3性质稳定熔点2050℃沸点2900℃比重3.94.0g/cm3
γ-Al2O3是将各种AlOH3加热脱水获得的γAl2O3呈立方晶系晶格常数α=7.91À
氧化铝水合物
氧化铝水合物是由OH-、O2-、Al3+构成的化合 物其中并不含水分子是人们对该种化合物的俗称 氧化铝水合物是铝土矿中的主要矿物自然界中OH-、 O2-、Al3+构成的化合物主要有三水铝石、一水软铝 石、一水硬铝石和刚玉其分子式为：
三水铝石化学活性最大、一水软铝石次之、一水 硬铝石较弱、刚玉则是非常稳定的氧化铝
氧化铝生产方法
碱法 酸法 酸碱联合法 热法
根据近年来的研究结果可归纳为以下几点： 1在一定温度下中等浓度的铝酸钠溶液中铝酸根离子是以
AlOH4-为主据此从铝或氢氧化铝转入溶液的阳离子 A13+与4个OH-化合时形成AlOH4-3个OH-离子与阳离子 A1 3+以正常的价键结合而第4个OH-离子则以配价键结 合AlOH4-离子有正规的四面结体构 2在稀溶液中且温度较低时铝酸根离子以水化离子AlOH4H2Ｏx形式存在； 3在较浓的溶液中或温度较高时发生AlOH4-离子脱水并能 形成A12ＯOH62-聚离子
第一讲 氧化铝的生产
1.绪论 2.氧化铝生产工艺 3.氧化铝生产新技术和综合利用
绪论
氧化铝及其水合物 氧化铝生产方法 铝土矿
氧化铝
氧化铝： 氧化铝外观为白色粉末结晶状态为六方晶体结构分子式
通常写为Al2O3分子量为101.96 氧化铝是典型的两性氧化物不溶于水可溶于无机酸和碱
性溶液由于其结晶形式不同在酸、碱溶液中的溶解 度及溶解速度也不同 氧化铝有多种同素异构体如：α-Al2O3、β-Al2O3、γAl2O3、δ-Al2O3、θ-Al2O3、K-Al2O3、δ-Al2O3而 常见稳定结构的氧化铝主要是α-Al2O3、γ-Al2O3 α-Al2O3性质稳定熔点2050℃沸点2900℃比重3.94.0g/cm3 γ-Al2O3是将各种AlOH3加热脱水获得的γ-Al2O3呈立 方晶系晶格常数α=7.91À
铝土矿铝硅比
铝土矿中的硅是碱法处理铝土矿制取氧化 铝过程中最有害的杂质铝土矿的铝硅比 是衡量铝土矿质量的主要指标之一
铝硅比是指铝土矿中的氧化铝和二氧化硅 的质量比：即
A/S=矿石中的氧化铝质量/矿石中的二氧 化硅质量
通常写为：A/S= Al2O3/ SiO2
我国铝土矿特点
我国铝土矿资源丰富储量大；高铝、高 硅、低铁；铝硅比较低中低品位铝土矿 居多；多数铝土矿是一水硬铝石型铝土 矿
目前工业上几乎全部采用碱法生产氧化铝
酸法生产氧化铝
酸法生产氧化铝就是用硫酸、盐酸、硝酸等无机酸处 理铝矿石得到含铝盐溶液然后用碱中和这些盐溶液使 铝成氢氧化铝析出焙烧氢氧化铝或各种铝盐的水合物 晶体便得到氧化铝
用酸法处理铝矿石时存在于矿石中的铁、钛、钒、铬 等杂质与酸作用进入溶液中这不但引起酸的消耗而且 它们与铝盐分离比较困难氧化硅绝大部分成为不溶物 进入残渣与铝盐分离但有少量成为硅胶进入溶液所以 铝盐溶液还需要脱硅而且需要昂贵的耐酸设备
碱法生产氧化铝
碱法生产氧化铝就是用碱NaOH或Na2CO3处 理铝土矿使矿石中的氧化铝水合物和碱反应 生成铝酸钠溶液铝土矿中的铁、钛等杂质和 绝大部分的二氧化硅则成为不溶性的化合物 进入固体残渣中这种残渣被称为赤泥铝酸钠 溶液与赤泥分离后经净化处理分解析出 A1OH3将A1OH3与碱液分离并经过洗涤和焙 烧后即获得产品氧化铝
铝酸钠溶液分子比
铝酸钠溶液的分子是指溶液中的苛性碱与 氧化铝的摩尔比用MR表示：
分子比MR=苛性碱Na2Omol/氧化铝 Al2O3mol=苛性碱g/氧化铝g×1.645
铝酸钠溶液结构
通过对铝酸钠溶液进行的大量的研究揭示铝酸钠溶液是离 子真溶液铝酸钠溶液能够完全解离为钠离子和铝酸根离 子
关于铝酸钠溶液的结构问题实质是指铝酸根离子的组成及 结构
氧化铝外观为白色粉末结晶状态为六方晶体结构 分子式通常写为Al2O3分子量为101.96
氧化铝是典型的两性氧化物不溶于水可溶于无机 酸和碱性溶液由于其结晶形式不同在酸、碱溶液 中的溶解度及溶解速度也不同
氧化铝有多种同素异构体如：α-Al2O3、β-Al2O3、 γ-Al2O3、δ-Al2O3、θ-Al2O3、K-Al2O3、δ-Al2O3 而常见稳定结构的氧化铝主要是α-Al2O3、γAl2O3
用酸法处理分布很广的高硅低铝矿如粘土、高岭土、 煤矸石和煤灰在原则上是合理的在铝土矿资源缺乏的 情况下可以采用此法
酸碱联合法生产氧化铝
酸碱联合法是先用酸法从高硅铝矿石中 制取含铁、钛等杂质的不纯氢氧化铝然 后再用碱法处理这一流程的实质是用酸 法除硅碱法除铁
热法生产氧化铝
热法适合于处理高硅高铁的铝矿其实质 是在电炉中熔炼铝矿石和碳的混合物使 矿石中的氧化铁、氧化硅、氧化钛等杂 质还原形成硅合金而氧化铝则呈熔融状 态的炉渣而上浮由于密度不同而分离所 得氧化铝渣再用碱法处理从中提取氧化 铝
铝土矿
铝土矿组成 铝土矿分类 铝土矿的铝硅比 我国铝土矿特点
铝土矿组成
铝土矿是一种以氧化铝水合物为主要成 分的复杂铝硅酸盐矿石铝土矿的主要化 学成分有：Al2O3、SiO2、Fe2O3、 TiO2少量的CaO、MgO硫化物、微量的 镓、钒、磷、铬等元素的化合物
铝土矿分铝 石型铝土矿；一水硬铝石型铝土矿和混 合型铝土矿
铝酸钠溶液
铝酸钠溶液成分 铝酸钠溶液分子比 铝酸钠溶液结构 铝酸钠溶液诱导期 铝酸钠溶液稳定性及其影响因素
铝酸钠溶液
工业铝酸钠的主要成分是NaAlOH4、 NaOH、Na2CO3、Na2SiO4等通常把 NaAlOH4中的Na2O叫做化合碱；把 NaOH中的Na2O叫做游离碱把Na2CO3 中的Na2O叫做碳酸碱并把碳酸碱和苛 性碱统称为全碱
α-Al2O3性质稳定熔点2050℃沸点2900℃比重3.94.0g/cm3
γ-Al2O3是将各种AlOH3加热脱水获得的γAl2O3呈立方晶系晶格常数α=7.91À
氧化铝水合物
氧化铝水合物是由OH-、O2-、Al3+构成的化合 物其中并不含水分子是人们对该种化合物的俗称 氧化铝水合物是铝土矿中的主要矿物自然界中OH-、 O2-、Al3+构成的化合物主要有三水铝石、一水软铝 石、一水硬铝石和刚玉其分子式为：