还原气氛中碱石灰与高铁铝土矿间的作用机理

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碱石灰烧结法生产氧化铝

Group of Alumina & Ceramics, School of Metallurgical Science and Engineering, CSU
铝酸盐炉料烧结过程
- 主要物理化学反应
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
9.
Al2O3的行为； SiO2的行为； Fe2O3的行为； Mg O的行为和TiO2的行为；硫的危害和防治；氟化物的影响； Na2O· 2O3–Na2O· 2O3 –2CaO · 2系； Al Fe SiO Ca O – Al2O3 –SiO2系;
只有C12A7, CA可被Na2CO3溶解；只要体系中Na2CO3 的数量足以结合Al2O3 就不会形成铝钙化合物，而只有Na2O· 2O3 Al
铝酸盐炉料烧结过程
- SiO2的行为 • 为达到铝硅分离的目的，SiO2应转变为不含 Al2O3和Na2O，高温下与NA同时稳定存在，溶出时不与铝酸钠溶液发生显著作用的化合物；可能形成的化合物有：
Na2O.Al2O3 2CaO.SiO2
NaAl(OH)4
Na2SiO2(OH)2+含硅化合物沉淀
烧结法生产氧化铝的工艺发展历史
1858年比路易.勒.沙特里提出苏打+矿石的两成分烧结法; 1880年缪列尔提出苏打+矿石+石灰的三成分烧结法; 1902年帕卡尔德提出烧结法石灰量取决于SiO2量, 并提出钙比为2.0;碱比为2.0; 1897年别列阔夫提出芒硝烧结法;
（铁含量过高，配钙不足时， Al2O3↓， Na2O↓
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氧化铝生产工艺(碱石灰烧结法)

理化学反应章的反应：高温下Al 作用生成3CaO·Al2O3， Al2O3的反应：高温下 2O3与CaO作用生成作用生成
12CaO·7Al2O3，CaO·Al2O3，3CaO·5Al2O3， 12CaO·7Al2O3和CaO·Al2O3 可以溶于碳酸钠溶液，对氧化铝生产有意义。可以溶于碳酸钠溶液，对氧化铝生产有意义。制取同时含铝酸钠和铝酸钙的熟料是不合理的。因为制取同时含铝酸钠和铝酸钙的熟料是不合理的。因为: 溶出铝酸钙时，溶出液中浓度不应超过70g/L，Na2Oc浓溶出铝酸钙时，溶出液中Al2O3浓度不应超过，度为50-60g/L 度为溶出铝酸钠熟料时，溶出液中浓度为120g/L，Na2Oc浓溶出铝酸钠熟料时，溶出液中Al2O3浓度为，度小于40g/L 度小于熟料烧结时，数量足以和Al 化合时，熟料烧结时，当Na2CO3数量足以和 2O3化合时，铝酸钙不至于生成，而生成铝酸钠。于生成，而生成铝酸钠。
第13章烧结法生产氧化铝的原理和基本流程章
学习要求掌握碱石灰烧结法生产氧化铝的基本原理掌握碱石灰烧结法生产氧化铝的工艺流程熟悉碱石灰烧结法生产氧化铝的主要设备

第13章烧结法生产氧化铝的原理和基本流程章碱石灰烧结法的原理
将铝土矿与一定数量的苏打、石灰、循环母液配成炉料，将铝土矿与一定数量的苏打、石灰、循环母液配成炉料，在回转窑内进行高温烧结，炉料中的Al 窑内进行高温烧结，炉料中的Al2O3与Na2CO3反应生成易溶于水或稀碱溶液的铝酸钠 (Na2O•Al2O3)，杂质氧化铁生成易水解的铁 Al 酸钠(Na 酸钠(Na2O•Fe2O3)，二氧化硅和氧化钛分别生成不溶性的原硅酸 Fe (CaO•TiO 钙(2CaO•SiO2)和钛酸钙(CaO TiO2) 。 (2CaO SiO 和钛酸钙(CaO 将烧结产物（熟料）用稀碱溶液溶出时Na Al 便进入溶液，将烧结产物（熟料）用稀碱溶液溶出时Na2O·Al2O3便进入溶液，水解放出碱，原硅酸钙(2CaO (2CaO•SiO Na2O·Fe2O3水解放出碱，原硅酸钙(2CaO SiO2)和钛酸钙 Fe (CaO•TiO 不溶进入赤泥。 (CaO TiO2)不溶进入赤泥。

初中化学碱石灰的主要作用

初中化学碱石灰的主要作用《初中化学碱石灰的主要作用》同学们，今天咱们来聊聊碱石灰。

不过呢，在这之前，咱们得先搞清楚一些化学里的基础知识，这样才能更好地理解碱石灰的作用。

咱们先来说说化学键这个东西哈。

化学键就像是原子之间的小钩子，把原子们连接在一起。

这里面有离子键和共价键两种比较重要的“小钩子”。

离子键呢，就好比是带正电和带负电的原子像超强磁铁一样吸在一起。

比如说氯化钠，钠原子失去一个电子带正电，氯原子得到一个电子带负电，这一正一负就紧紧地吸住了，这就是离子键。

共价键呢，是原子们共用小钩子连接起来的。

就像两个人共同拿着一个东西，谁也不放手，通过这个共同的东西连接在一起。

再来说说化学平衡，这个就像是拔河比赛。

反应物和生成物就像是两队人在拔河。

当正反应的速率和逆反应的速率相等的时候，就好像两队人都使出了同样大小的力气，谁也拉不动谁了，这时候反应物和生成物的浓度就不再变化了，这就是化学平衡状态。

分子的极性也很有趣哦。

咱们可以把分子想象成小磁针。

比如说水，它是极性分子，氧原子那一端就像磁针的南极，带负电，氢原子那一端就像北极，带正电。

而二氧化碳呢，它是直线对称的分子，就像一个两边一样重的哑铃，是个非极性分子，没有像小磁针那样明显的正负电两端。

还有配位化合物，这个就像是一场聚会。

中心离子就像是聚会的主角，配体呢，就是那些提供孤对电子共享的小伙伴，大家聚在一起就形成了配位化合物。

氧化还原反应中的电子转移，就像做买卖一样。

比如说锌和硫酸铜反应，锌原子就像一个慷慨的商人，把自己的电子给了铜离子这个顾客。

结果锌变成了离子，铜离子得到电子变成了原子。

化学反应速率的影响因素也不难理解。

温度就像天气，温度高的时候呢，原子就像我们在炎热的天气里更有活力一样，它们运动得更快，反应也就更快。

浓度就好比是跑道上的人多少，如果跑道上的人多（反应物浓度大），相互碰撞的机会就多，反应就快；催化剂就像是一个神奇的教练，为反应物指出了一条更方便的路，让它们能更快地反应。

熟料烧结(一)

熟料烧结（一）
冷却带从火焰后部到窑头的一带。高温熟料在冷却带由二次空气和窑头漏风冷却，逐步冷却到1000以下下落到冷却机。五、熟料窑结构示意图：
熟料烧结（二）之熟料窑系统
烧结温度范围和液相量控制的意义液相量的出现和控制在一定的烧结温度下，液相量很少，在该温度时只能使炉料体现有少许收缩，但尚不能把粉状炉料粘结成颗粒状（叫黄料）。提高一定温度，出现液相量较少，在凝结时，虽能把粉状炉料粘结成颗粒状，的温度，液相量达到一定的适当量时，才能出现颗粒度均匀，孔隙度大并有一定机械强度的熟料，叫正烧结料。又提高一定的温度，液相量较多时，产生的是致密而少孔的，机械强度很大的熟料，叫过烧结料。当液相量过多时，就产生坚硬无孔的，所谓熔融熟料。生产上把产生以上近烧结熟料，正烧结熟料、过烧结熟料所对应的温度，称为近烧结温度、正烧结温度、过烧结温度。而炉料从近烧结温度到过烧结温度所经过的温度区间，叫烧结温度范围。一般来说，在炉料正常配方的情况下，近烧结时液相量为5~~10%，正烧结时液相量为15~~20%，过烧结时液相量为大于 ~~20%以上。
熟料烧结（二）之熟料窑系统
熟料烧结（二）之熟料窑系统
熟料烧结（二）之熟料窑系统
熟料烧结（二）之熟料窑系统
熟料生产工艺流程图：
熟料烧结（二）之熟料窑系统
几个概念：烘窑烘窑的目的是什么？耐火砖砌好后，在点火开窑前必须烘窑，使胶泥和耐火砖的水分缓慢的蒸发出来，以加强耐火砖和胶泥之间的结合，同时可避免耐火砖温度急剧上升和水分剧烈蒸发而引起耐火砖表面爆裂，也防止机械设备（领圈）因温度急剧升高而涨裂。挂窑皮窑皮是物料煅烧后粘附在烧成带耐火砖表面形成的保护层（过烧熟料层）。它可以防止高温区物料对耐火砖的化学侵蚀和机械磨损，从而可以延长耐火砖的使用寿命，提高回转窑的运转周期，同时可以增强传热效率，稳定窑的热工制度，减少散热损失，所以挂好和维护好窑皮是保证优质高产的前提，而挂好第一层高温窑皮尤为重要。窑皮形成的机理：；炉料在回转窑中由窑尾向窑头移动，当进入到分解带前沿时，在一定温度下开始出现液相，随着温度升高液相量也相应增加，当增加到一定数量时，炉料有黏结性，物料和耐火砖接触时，由于耐火砖向外散热，液相和部分炉料就黏结在耐火砖表面而形成第一层窑皮，由于炉料推进，同时形成第二层窑皮，第二层窑皮黏结后，第一层窑皮因为温度下降而凝固，这个过程继续下去窑皮愈厚，当厚到一定程度时，由于窑皮的热负荷增加，窑皮表面温度升高，液相黏度逐渐减小，由于向外冷却困难，液相过热，粘性不足，此时窑皮就会停止生成。结圈炉料烧结过程中，由于液相的出现和凝结，在烧结带前后两端形成了致密而高于窑皮的结圈称前结圈和后结圈。

一氧化碳还原氧化铁中碱石灰的作用

一氧化碳还原氧化铁中碱石灰的作用在实验室中，我们常常会使用一氧化碳还原氧化铁来制备纯净的铁粉。

但是，这个过程中还需要加入碱石灰，这是为什么呢？下面我们来分步骤探讨一下。

第一步，我们需要先准备好原料。

一氧化碳气体和氧化铁粉是这个实验的主角，而碱石灰作为辅助剂物质，有助于促进反应的进行和提高所得产物的纯度。

然后按照一定比例将它们混合在一起。

第二步，加热反应。

在混合得到的物质中，一氧化碳被视为还原剂，它能够与氧化铁反应，还原铁离子并释放元素的纯度较高的铁粉。

而碱石灰作为催化剂，可以加快反应速度，同时防止副反应的发生，保证反应的高效进行。

第三步，用冷水加以冷却。

反应后的产物中，含有未反应的一氧化碳气体和金属铁离子。

因此需要用冷水加以冷却，使气体（一氧化碳）和杂质（未被还原掉的铁离子）被冷却水溶解出来。

同时使纯净的铁粉沉淀下来。

第四步，过滤与干燥。

将所得物质过滤，去除其余的杂质，再将过滤后的纯铁粉进行干燥，使其完全脱水，获得精确的质量。

通过以上步骤，我们能够得到精确的纯净铁粉。

而在这个过程中，碱石灰起到促进反应并提高产物纯度的作用。

因为通常氧化铁并不是完全纯净的，可能会存在着其他离子带来的杂质影响，使所得的铁粉含有不同的杂质成分，影响铁粉的使用效果。

所以通过加入碱石灰这一辅助剂，有助于消除杂质影响和促进反应，从而得到更纯净的铁粉。

综上，碱石灰在一氧化碳还原氧化铁制备铁粉的过程中扮演了至关重要的角色，其作用不可忽视。

通过这个过程我们也可以认识到，我们在进行实验的过程中，常常需要加入一些辅助剂物质，以提高实验效果，这在很多化学实验中都是一个很重要的原则。

烧结法的原理和基本流程

烧结法的原理和基本流程第一节烧结法的原理随着矿石铝硅比的降低，拜耳法生产氧化铝的经济效果明显恶化。

对于铝硅比低于7的矿石，单纯的拜耳法就不适用了。

处理铝硅比在4以下的矿石，碱石灰烧结法几乎是唯一得到实际应用的方法。

在处理SiO2含量更高的其它炼铝原料时，如霞石、绢云母以及正长石时，它也得到应用，可以同时制取氧化铝、钾肥和水泥等产品，实现了原料的综合利用。

据报导，国外以霞石为原料的烧结法企业，由于原料综合利用，实现了无废料生产，氧化铝的生产成本反而最低。

在我国已经查明的铝矿资源中，高硅铝土矿占有很大的数量，因而烧结法对于我国氧化铝工业具有很重要的意义。

我国第一座氧化铝厂——山东铝厂就是采用碱石灰烧结法生产的。

它在改进和发展碱石灰烧结法方面作出了许多贡献，其Al2O3的总回收率，碱耗等指标都居于世界先进水平。

法国人勒·萨特里在1858年提出了碳酸钠烧结法，即用碳酸钠和铝土矿烧结，得到含固体铝酸钠Na2O· Al2O3的烧结产物。

这种产物称为熟料或烧结块，将其用稀碱溶液溶出便可以得到铝酸钠溶液。

往溶液中通入CO2气体，即可析出氢氧化铝。

残留在溶液中的主要是碳酸钠，可以再循环使用。

这种方法，原料中的SiO2仍然是以铝硅酸钠的形式转入泥渣，而成品氧化铝质量差，流程复杂，耗热量大，所以拜耳法问世后，此法就被淘汰了。

用碳酸钠和石灰石按一定比例与铝土矿烧结，可以在很大程度上减轻SiO2的危害，使Al2O3和Na2O的损失大大减少。

这样就形成了碱石灰烧结法。

在处理高硅铝土矿时，它比拜耳法比越。

除了这两种烧结法外，还有单纯用石灰与矿石烧结的石灰烧结法，它比较适用干处理粘土类原料，特别是含有一定可燃成分的煤矸石、页岩等。

这时原料中的Al 2O 3，烧结成铝酸钙，经碳酸钠溶液溶出后，可得到铝酸钠溶液。

目前用在工业上的只有碱石灰烧结法。

它所处理的原料有铝土矿、霞石和拜耳法赤泥。

这些炉料分别称为铝土矿炉料。

碱石灰烧结法氧化铝生产工艺

氧化铝生产工艺碱石灰烧结法冶金0805早在拜耳法提出之前法国人勒萨特里在1958年就提出了碳酸钠烧结法即用碳酸钠和铝土矿烧结得到含有固体铝酸钠na2oal2o3的烧结产物这种方法称为熟料或烧结块将其用稀碱溶液溶出便得到铝酸钠溶液往溶液中通入co2气体即可析出氢氧化铝残留在溶液中的主要是碳酸钠可以循环利用
分解母液蒸发——从过程中排除过量的水，蒸发的循环纯碱溶液用以配制生料浆。

熟料烧结

生料的高温煅烧，制取主要含铝酸钠、铁酸钠和硅酸二钙的熟料。熟料烧结的最佳温度条件决定于原料的化学及矿物组成和生了得配料比。我们在实验室一般在1350摄氏度。烧结完成后要磨料，磨成一定粒度的熟料。再做下一步实验。
熟料溶出

溶出是为了使熟料中的铝酸钠转入溶液，分离和洗涤不溶性残渣（赤泥）。溶出：称10g熟料和碳酸钠溶液装到三口烧瓶中，在80度条件的恒温水浴中，搅拌桨以一定速度搅拌，溶出30min。成分分析：全碱浓度、苛碱浓度、AO浓度、吸光度测S

在溶出过程中，由于原硅酸钙引起的二次反应，在溶出液中有不少的SiO2，使成品氧化铝的质量低于规范要求。通过测溶液的吸光度算出其硅含量。脱硅过程实质就是是其中的SiO2转变成浓度小的化合物沉淀析出。脱硅法一：使SiO2成为含水铝硅酸钠析出。脱硅法二：使SiO2成为水化石榴石析出。
烧结法的原理

用碳酸钠和石灰石按一定比例与铝土矿烧结，可以很大程度上减轻Si2O的危害，使 Al2O3和Na2O的损失大大减少，这样就形成了碱石灰烧结法。在处理高硅铝矿是，比拜耳法优越。中国现在的铝土矿品味很差，碱石灰烧结法有很大的应用前景。
烧结法的基本流程

石灰对氧化铝生产的影响

石灰对氧化铝生产的影响石灰在石灰拜耳法氧化铝生产中起着重要的作用，石灰烧成质量、成分对配料、预脱硅、溶出率、碱耗等方面都有重要影响。

因此，拜耳法生产中使用优质的石灰能减少外排损失、节约能耗、降低生产成本。

一、石灰的主要成分石灰的主要成分是CaO，但由于烧成质量不好往往还含有一定量的CaCO3，同时由于各地石灰矿的不同，含有一定量的Mg、Si等，这些杂质都会对氧化铝生产造成一定的影响。

二、石灰的主要作用1、消除二氧化钛的危害。

铝土矿在高压溶出过程中表面会形成一层致密的钛酸钠包裹层，影响铝土矿的进一步溶出。

加入石灰将二氧化钛生成不溶性的钛酸钙沉淀，避免了二氧化钛的危害。

2、提高溶出率。

加入一定量的石灰可以提高铝土矿的活性，促进铝土矿的高压溶出反应，提高溶出率。

3、降低碱耗。

石灰能与SiO2反应生成稳定的水化石榴石（3CaO.Al2O3.xSiO2.yH2O），减少钠硅渣（Na2O.Al2O3.1.7SiO2.2H2O)的生成，降低碱耗。

4、由于石灰的催化作用，可以使针铁矿向赤铁矿发生转变，提高赤泥的沉降性能，进而提高溶出率。

5、作精滤介质。

精滤过程中，通过加入一定量的石灰乳和粗液中的SiO2生成水化石榴石，水化石榴石是疏松多空的结构，可以起到过滤效果，既叶滤机的工作原理。

三、石灰的主要危害1、石灰中的Si会造成氧化铝和氧化钠的损失。

2、石灰中的Mg能促进脱钛反应，一定量的Mg也能促进高压溶出反应，但过量的Mg会抑制高压溶出反应，从而降低溶出率。

3、石灰与SiO2反应生成水化石榴石在降低碱耗的同时，会增加氧化铝的损失，降低回收率。

4、利用石灰乳做精滤介质会造成氧化铝的损失，使精液苛性比升高，影响分解率和回收率。

5、石灰中未烧成的Ca2CO3会发生反苛化反应，生成Na2CO3，造成有效碱的损失，同时Na2CO3的富集会造成管道结疤和设备，影响设备的使用寿命。

综上所述，石灰对拜耳法生产氧化铝有利也有弊，但总体来说利大于弊。

考前必练(2)-2019年高考化学高频考点穿透卷 Word版含解析

2019考前必练（二）1．化学在生活中有着广泛的应用，下列对应关系错误的是【答案】B【题型】选择题【难度】一般2．铝土矿的主要成分是Al2O3、SiO2和Fe2O3等。

从铝土矿中提炼Al2O3的流程下列说法中错误的是A. 滤液Ⅰ的主要成分是Na2SiO3、NaAlO2和NaOHB. 滤液Ⅲ的含大量的阴离子是HCO3-C. 反应Y的离子方程式是2AlO2-＋CO2＋3H2O＝2Al(OH)3↓＋CO32-D. 滤液Ⅱ中通入过量的X的目的是使AlO2-充分沉淀而不引进杂质【答案】C【解析】根据铝土矿的成分，Fe2O3属于碱性氧化物，不与NaOH反应，Al2O3属于两性氧化物，与NaOH反应生成NaAlO2，SiO2属于酸性氧化物，与NaOH反应生成Na2SiO3，因此滤液I中的成分是Na2SiO3、NaAlO2以及过量NaOH，故说法正确；B、加入CaO后，CaO与水反应生成Ca(OH)2，Ca(OH)2＋Na2SiO3=CaSiO3↓＋2NaOH，滤液Ⅱ中含有NaAlO2，通入足量的CO2，发生AlO2－＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCO3－，故说法正确；C、因为通入足量的CO2，生成的HCO3－，故说法错误；D、碳酸的酸性强于氢氧化铝，通入足量的CO2，产生氢氧化铝沉淀，不引入新杂质，故说法正确。

【题型】选择题【难度】一般3．设N A为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是A. 100g 98%的浓硫酸中含有的氢原子数目为2N AB. 常温下，2.7gAl与足量浓度为18mo1/L的浓硫酸反应时，转移的电子数为0.3N AC. 标准状况下，22.4L的CCl4含有的CCl4分子数大于N AD. 1 mol苯完全转化为环己烷，参与反应的碳碳双键数为3N AC【答案】【题型】选择题【难度】一般4．下列实验中，操作和现象以及对应结论都正确且现象与结论具有因果关系的是（）BaS O往乙醇中加入适量浓硫酸制备乙烯，溶液紫红【答案】A【解析】先加入足量稀盐酸，没有沉淀，再加氯化钡溶液，有白色沉淀，则原溶液一定含有硫酸根离子，故A正确；乙醇易挥发，乙醇也能使酸性高锰酸钾褪色，故B错误；饱和NaA 溶液与饱和NaB溶液溶液的浓度可能不同，不能根据PH判断水解程度，故C错误；CCl4密度比水大，在分液漏斗中加入碘水后再加入CCl4，充分振荡，分层，且下层溶液呈紫色，故D 错误。

碱法生产氧化铝中石灰的作用

碱法生产氧化铝中石灰的作用作者：陆建行来源：《中国科技博览》2013年第25期[摘要]因石灰在自然界中较易于烧制生产出来，用在工业生产中非常广泛也非常方便，在氧化铝生产中也有很高的利用价值。

本文阐述了石灰在氧化铝生产过程中的作用及其机理，对生产和降低成本起到一定的实际的指导作用。

[关键词]碱式拜耳法石灰乳预脱硅化学结合碱苛化反应助滤剂中图分类号：TF801 文献标识码：TF 文章编号：1009―914X（2013）25―0605―01前言：目前工业生产氧化铝基本全部是碱法。

碱法可分为烧结法、拜耳法及其联合法。

其共同点和特点就是用碱（NaOH或Na2CO3）溶液来处理铝矿石，使矿石中的氧化铝转变为铝酸钠溶液。

铝酸钠溶液分解析出氢氧化铝，经与母液分离、洗涤后焙烧，得到氧化铝产品。

本文主要探讨碱式拜耳法中用到的石灰及其作用的基本理论。

碱式拜耳法生产氧化铝的过程工序中用的石灰主要有以下几方面：1）配制原矿浆时添加石灰以增加碱的浓度；2）溶出前对原矿浆进行预脱硅处理；3）溶出过程中除掉钛、铁等有害矿物；4）蒸发工序中添加石灰乳进行苛化反应以降低流程中碳酸钠的含量；5）洗涤铝酸钠溶液过程中添加石灰乳起到助滤的作用。

以下将一一作出阐述。

1.增加原矿浆的碱浓度碱式拜耳法生产工艺决定了再生产中用到大量的液碱即NaOH溶液，然而液碱的生产方式决定了其价格居高不下的实际情况，而且其浓度一般较低，只有40%到50%。

在配置原矿浆的时候适当的添加石灰首先能有效的提高碱浓度，因为石灰进入溶液后将和水作用生成熟石灰，即CaO生成Ca（OH）2的过程。

水量的减少将使得碱的浓度变高。

其次所生成的石灰乳Ca（OH）2也是呈强碱性，这又使得碱的浓度进一步增高了，可谓一举两得。

在实际生产的配料环节，石灰的配量是一个非常关键的指标。

因为除了考量以上所述两个因素外，还有以下所述的两个因素需要考虑即脱硅和除掉钛、铁等杂质。

所以一般是三者的合量即为石灰添加量的参考依据。

第四章碱石灰烧结法生产氧化铝 (2)

指标合格的生料浆，送熟料窑烧结。配料是基础，同时为了消除流程中S
的危害，配有一定数量的无烟煤。
熟料烧结：配合格的生料浆送入熟料窑内，在1200~1300℃的高温下发生一系列的物理化学变化，主要使氧化铝与纯碱化合成可溶于水的固体铝酸钠，而氧化铁与纯碱化合成可以水解的铁酸钠，其它杂质化合成不溶性的盐，并且烧至部分熔融，冷却后成外观为黑灰色的颗粒状物料即熟料。
Na2O.Al2O3
2CaO.SiO2
Sinter法铝硅分离
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NaAl(OH)4
Na2SiO2(OH)2+含硅化合物沉淀
碱石灰烧结法生产氧化铝
① 碱石灰烧结法的原理和基本流程 ② 铝酸盐炉料烧结过程物理化学反应
③ 铝酸盐炉料烧结过程的工艺
④ 铝酸盐熟料的溶出 ⑤ 铝酸钠溶液的脱硅
反应：
铝酸盐炉料烧结过程
- Na2O·Al2O3 的形成
Al2O3+Na2CO3→Na2O·Al2O3+CO2↑
ΔG=148.06+0.00544TlnT-0.0205T, kJ/mol
形成条件：
– 温度：500~700℃开始，800℃完全，升温加速，1100℃1小时内完成；
– [Na2CO3]/[Al2O3] ≧1
烧结过程所得到的熟料在化学成分、物相和组织上都应符合一定的要求，具有适当的粒度、强度、气孔率和可磨性。
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铝酸盐炉料烧结过程
- 基本概念
➢ 熟料折合比
1吨氧化铝产品的熟料量
➢ 标准溶出率
AO和Na2O在最好的溶出条件下，溶出后不再损失的溶出率
➢ 熟料质量评价
标准溶出率，熟料的物理化学性能，容重，块度，S2-含量

化学装置中碱石灰的作用

化学装置中碱石灰的作用1. 碱石灰是什么？说到碱石灰，可能很多人会觉得它听起来挺陌生的。

其实，碱石灰就是一种白色粉末，主要成分是氢氧化钙和碳酸钙。

它的名字虽然不算响亮，但在化学界可是个老牌角色，堪称“隐形冠军”。

在化学实验室里，碱石灰就像是那个默默奉献的好朋友，虽然不爱张扬，却总是在关键时刻出手相助。

这东西的用途可广泛了！无论是气体的吸收、脱水，还是调节酸碱度，碱石灰都有一手。

听起来是不是特别神奇？这就像你身边那个总是帮你解决问题的朋友，虽然你可能常常忽视他，但他却在默默地支持你。

2. 碱石灰的作用2.1 吸收二氧化碳碱石灰最著名的功劳之一，就是吸收二氧化碳。

哎，这可是个大问题呀！在很多化学反应中，二氧化碳可是个“小捣蛋”，它不仅会影响反应的进行，甚至可能导致实验失败。

因此，实验室里常常会用碱石灰来吸收那些多余的二氧化碳，保证实验环境的“干净”。

想象一下，如果没有碱石灰，反应瓶里的二氧化碳就像是个不速之客，随便捣乱，搞得一团糟。

而碱石灰就像个超级管家，把这些不必要的东西一把抓走，留下一个整洁有序的实验室。

你能想象，那种轻松的感觉吗？简直就像回到家，看到一片整洁的地板，心情瞬间变好。

2.2 干燥剂的角色此外，碱石灰还有一个不得不提的身份——干燥剂。

在实验过程中，很多气体都需要在干燥的环境中反应，这时候，碱石灰又出马了。

它能够吸收空气中的水分，让反应环境保持干燥。

这就好比你在下雨天出去，穿着一双防水鞋，脚底干干爽爽的，心里也舒坦多了。

有时候我们会看到，化学实验中需要使用一些气体，而这些气体如果被水分“搞坏”了，那可就麻烦了。

碱石灰在这时候就像是那个“灭火器”，及时出现在危急关头，确保反应可以顺利进行。

3. 使用注意事项3.1 安全问题当然，使用碱石灰的时候也得注意一些安全问题。

它虽然是一种常见的化学物质，但可不是说你随便一摊就行。

毕竟，它是氢氧化钙的衍生物，弄不好会对皮肤和眼睛造成刺激。

所以，在实验室里，务必要穿上手套和护目镜，保护好自己，别让它给你“添麻烦”。

高铁铝土矿直接还原_石灰烧结过程及机理研究_胡文韬

Research on ferric bauxite direct reduction−lime sinter process and mechanism
HU Wentao1, 2, WANG Huajun1, 2, SUN Chuanyao1, 2, 3, LIU Xinwei1, WANG Bo1, 2
该褐煤挥发份高、灰分低，灰分矿物质对试验影响小，可以满足研究需要；试验所用生石灰(AR)购自国药集团化学试剂北京有限公司。 1.2 实验仪器和分析方法主要实验设备： XMB-70 三辊四筒棒磨机； CGME-8/200 箱式电阻炉；CXG-99 磁选管；AR1140 电子天平；XTLZ 过滤机；PH050 干燥箱。分析方法：化学成分使用 IRIS Intrepid II XSP 型电感耦合等离子体发射光谱仪分析； XRD 使用 Rigaku D/MAX-rA 粉晶 X 线衍射仪分析。原矿及还原熟料的表面形貌采用 ZEISS EVO18 扫描电子显微镜及附属能谱仪分析。 1.3 实验方法试验工艺流程如图 4 所示。将原矿破碎至粒度低于 2 mm，与还原煤、碳酸钙粉末、纯碱粉末混匀，并磨矿至合适粒度后高温还原。还原熟料按磨矿浓度 50% 磨至粒度低于 0.074 mm，于 75 ℃水浴中溶出并过滤出铝酸钠溶液，化验氧化铝浓度并计算氧化铝溶出率(ηA)。滤渣经二次磨矿至粒度低于 0.045 mm 后磁选(1 480 Gs)、干燥后得到粉末铁(颗粒状的单质铁)，化验其品位，并以 T(Fe) 表示，计算回收率，并以 ε(Fe)表示。粉末铁回收率的计算方法： θ ε (Fe) γ (1) α 其中：α 为高铁铝土矿原矿铁品位，%；θ 为粉末铁品位，%；γ 为粉末铁产率，%。氧化铝溶出率 ηA 的计算方法为： V 100% ηA m (2)

碱石灰得作用

碱石灰的作用碱石灰又称钠石灰，白色或米黄色粉末，疏松多孔，主要成分为氧化钙、氢氧化钠和少量的水，主要作为干燥剂，同时也可以用来吸收酸性气体，如二氧化碳、二氧化硫。

如果只有氢氧化钠存在，这种干燥剂将不能在较高温度下使用，因为氢氧化钠可以与实验室最常用的玻璃仪器（含有大量二氧化硅）发生反应腐蚀仪器，氧化钙的作用是“冲淡”氢氧化钠的浓度钠碱石灰，化学名：氢氧化钠（俗称烧碱、火碱、苛性钠），化学式NaOH。

用途十分广泛，在化学实验中，除了用做试剂以外，由于它有很强的吸湿性，还可用做碱性干燥剂。

较浓的氢氧化钠溶液溅到皮肤上，会腐蚀表皮，造成烧伤。

由于强碱性，对水体可造成污染，对植物和水生生物应予以注意。

化学性质式量40.01。

密度2.130克/厘米3，熔点318.4℃，沸点1390℃。

纯的无水氢氧化钠为白色半透明，结晶状固体。

氢氧化钠极易溶于水，溶解度随温度的升高而增大，溶解时能放出大量的热。

它的水溶液有涩味和滑腻感，溶液呈强碱性，具备碱的一切通性。

市售烧碱有固态和液态两种：纯固体烧碱呈白色，有块装、片状、棒状、粒状，质脆；纯液体烧碱为无色透明液体。

氢氧化钠还易溶于乙醇、甘油；但不溶于乙醚、丙酮、液氨。

对纤维、皮肤、玻璃、陶瓷等有腐蚀作用，溶解或浓溶液稀释时会放出热量；与无机酸发生中和反应也能产生大量热，生成相应的盐类；与金属铝和锌、非金属硼和硅等反应放出氢；与氯、溴、碘等卤素发生歧化反应。

能从水溶液中沉淀金属离子成为氢氧化物；能使油脂发生皂化反应，生成相应的有机酸的钠盐和醇，这是去除织物上的油污的原理。

用途：烧碱在国民经济中有广泛应用，许多工业部门都需要烧碱。

使用烧碱最多的部门是化学药品的制造，其次是造纸、炼铝、炼钨、人造丝、人造棉和肥皂制造业。

另外，在生产染料、塑料、药剂及有机中间体，旧橡胶的再生，制金属钠、水的电解以及无机盐生产中，制取硼砂、铬盐、锰酸盐、磷酸盐等，也要使用大量的烧碱。

工业用氢氧化钠应符合国家标准GB 209-93；工业用离子交换膜法氢氧化钠应符合国家标准GB/T 11199-89；化纤用氢氧化钠应符合国家标准GB 11212-89；食用氢氧化钠应符合国家标准GB 5175-85。

拜耳法赤泥碱石灰烧结法回收铁铝工艺的研究

拜耳法赤泥碱石灰烧结法回收铁铝工艺的研究华中科技大学硕士学位论文拜耳法赤泥碱石灰烧结法回收铁铝工艺的研究姓名：江文琛申请学位级别：硕士专业：环境工程指导教师：杨家宽20090530华中科技大学硕士学位论文摘要赤泥是氧化铝提取过程中排出的固体废渣。

如何有效分离回收赤泥中的铁、铝等有价金属一直是赤泥资源利用的热点课题之一。

本文以拜耳法赤泥为研究对象，提出了通过粒径分级预处理分类利用拜耳法赤泥的思路，重点进行了拜耳法赤泥碱石灰烧结法回收铝的研究，并对铁铝联合回收进行了探索实验。

将赤泥在水流作用下进行过筛分级，分级后各粒径赤泥进行化学成份和矿物组成分析，结果显示赤泥可以被分为粒径大于0.075mm的粗赤泥和粒径小于0.075mm细赤泥，有利于其后续采用不同技术进行回收利用。

将分级后的细赤泥进行碱石灰烧结，烧结后熟料经碱液溶出回收铝。

结合影响铝回收率的十组单因素对比实验，探讨了各因素的影响趋势及原因，得到最佳工艺参数为：焙烧温度800℃，焙烧时间40min，混合物后Na/Al为1.3（摩尔比），Ca/Si为2.5（摩尔比），炭粉按赤泥质量的18%加入；溶出温度85~90℃，溶出时间15min，碱液中Na2O k 浓度为15g/L，Na2O C浓度为5g/L，液固比15mL/g。

在该条件下铝的回收率为85.74%，熟料标准溶出率为85.66%。

烧结后熟料与溶出后残渣通过XRD分析，可看出相对于烧结后熟料，溶出后残渣的主晶相少了铝酸钠（Na2O·Al2O3），这说明溶出过程中主要是Na2O·Al2O3溶入碱液被回收。

在铁铝联合回收实验中，其联合回收的难点在于如何降低铁的还原烧结温度，通过延长焙烧时间、将熟料磨至纳米和添加催化剂实验发现均效果均不明显。

另外，采用微波烧结技术对赤泥的铁铝联合回收进行了初步探索，发现微波加热能在10min左右就将混合物料升到1200℃以上。

通过改变不同参数实验得到：添加赤泥质量3%的铁粉和4%的KF，采用微波烧结将物料加热到1100~1150℃之间时，保温10min，铁铝回收效果较好，铁的回收率达到75.30%，铝的回收率达到73.68%。

备战2020中考科学专题汇编15——物质间的循环和转化(有答案)

物质间的循环和转化一、单选题1.如图，给出了三种物质可能存在的转化关系，根据所学的物质性质及化学变化规律，判断下列选项正确的是（）A. 不能一步实现转化的有①②B. 实现③转化，可通至氯化钠溶液C. 实现⑤转化，可加入碳酸钙粉末D. 实现⑥转化，可加入氢氧化钾溶2.如图为物质转化关系，其中“→”表示某种物质可一步反应生成另一种物质，则下列各组物质按照甲、乙、丙的顺序不符合对应“转化关系”的是( )A. H2O2、O2、H2OB. NaOH、NaCl、NaNO3C. CuO、Cu、Cu(NO3)2D. Na2CO3、CO2、CaCO33.甲、乙、丙有如图所示的转化关系（“→”表示反应能一步实现，部分反应物和反应条件略去）下列各组物质按照甲、乙、丙的顺序符合要求的是（）A. Fe(NO3)3、FeCl3、Fe(OH)3B. C，CO2，COC. CaCO3、Ca(OH)2、CaOD. CuO、Cu（OH）2、CuCl24.如图，甲和乙分别是氢气和一氧化碳还原氧化铜的实验，下列有关说法正确的是（）A. 乙实验只能通过澄清石灰水是否变浑浊判断反应是否发生B. 甲实验试管口向下倾斜可防止生成的水倒流，也有利于将试管内的空气完全排出C. 甲、乙两实验中，都应先使试管、玻璃管均匀受热，再通入气体，以防止发生爆炸D. 甲、乙两实验中，氢气和一氧化碳都将氧化铜变成游离态的铜，都发生了置换反应5.某同学用一定量的铁与足量稀硫酸及足量氧化铜制单质铜，他设计了以下两种方案：① CuO 24H SO 揪揪揪揪?CuSO 4e F 揪揪井Cu ；② Fe 24H SO 揪揪揪揪?H 2u C O 揪揪揪?Cu他若按实际实验原则进行操作，则两者制得单质铜的量为（）A. ①多B. ②多C. 一样多D. 无法判断6.如下无机物转化关系图中，每个转化在一定条件下均能按箭头方向一步实现的是（）A. 只有①②B. 只有①③C. 只有②③D. ①②③都是 7.三种物质间只通过一步反应就能实现如图箭头所指方向的转化，符合要求的组合（）A. ①②B. ①③C. ②③D. ①②③ 8.如图是同学们利用大可乐瓶设计的储气装置(铁架台未画出)，以下说法不正确的是（）A. 打开止水夹a 、b ，气体从d 管进入储存在下面的瓶子里，水被压入上瓶B. 取用气体时，可通过控制止水夹a 、b ，靠水的重力方便地将气体排出C. 气体被储存在装置中，c 导管也必须安装止水夹D. 该装置也可用于实验室制取二氧化碳的发生装置9.知识结构图有助于我们认清知识间的联系。

固态碱石灰装置工作原理

固态碱石灰装置工作原理你知道固态碱石灰是什么吗？别着急，听我慢慢给你说。

这东西其实并不复杂，咱们平时可能没怎么注意，但它在很多行业里都起着大作用。

简单来说，固态碱石灰就是一种用于吸收气体中的二氧化碳和水分的物质。

是不是有点神奇？说得直白点，就是它帮我们净化空气、清除那些不想要的气体。

你想象一下，就像是你家里弄个空气净化器，空气变得清新，那固态碱石灰就做了类似的事，只不过它更专注于“捕捉”二氧化碳，特别是在化学、工业这类需要高度纯净环境的地方。

说到它的工作原理呢，哎呀，这可就有趣了。

简单讲，它就是通过和二氧化碳发生化学反应，形成一种稳定的化合物，从而把二氧化碳“锁”住，防止它逃跑。

你可别小看这一步，它不是随便随便就能完成的！这个反应过程需要通过气体与碱石灰直接接触来实现。

二氧化碳气体经过气体管道进入到碱石灰设备中，正好和石灰产生反应。

这个反应一旦发生，二氧化碳就被牢牢“捉住”，而空气中的其他物质基本上不受影响。

是不是很厉害？它就像一位守门员，精准地阻止了二氧化碳进入“球场”，确保了环境的清新。

而且说到它的应用，你一定会觉得有点惊讶。

像是在化肥生产、钢铁冶炼、天然气净化等行业，都少不了它的身影。

你想，钢铁厂那种高温炉里，二氧化碳气体可不是随便就能处理的，不但要捕捉，还要避免对环境造成污染。

固态碱石灰就在那里“挡箭牌”，帮忙吸附二氧化碳，让环境清洁又无害，像是对大自然的一种温柔呵护。

不过，也许你会有点小疑问：“那固态碱石灰是怎么被利用到这些行业中的呢？”哈哈，这里就有点巧妙了。

通常，固态碱石灰是以颗粒或粉末的形式存在，你可以想象成是一种吸水性强的干燥剂。

它们通常被放在一个封闭的装置里，二氧化碳气体通过管道流入装置，碱石灰的表面就会开始“吸”这些气体。

而当它们吸收了足够的二氧化碳之后，固态碱石灰就会变得不那么“有效”，这时候就需要进行再生处理，也就是把已经吸收了二氧化碳的石灰加热一下，二氧化碳就会被释放出来，然后石灰就能恢复再用。