从铝土矿中提取铝(公开课)

滤 渣
滤 液
Al
电解Al2O3
提纯Al2O3
正如“美铝”的创始人和现代铝 （美国铝业公司，简称“美铝” ） and the modern 工业奠基者查尔斯· 马丁· 霍尔在19世 Aluminum industry discovered in the late nineteenth 纪晚期所说，铝的作用是无穷无尽的。 century, “The uses for Aluminum are boundless（没有
2Al(OH)3==Al2O3+3H2O
2 Al 2O3 4 Al 3O2
通电
通过上述材料，你有什么想法？

要注重废旧金属的回收利用
注重资源和能源的节约 还要注重环保


二、从铝土矿制备铝的工艺流程：
NaOH溶液
二氧化碳Baidu Nhomakorabea
溶解
酸化
冰晶 石
铝土矿
过滤 NaAlO 溶液 过滤 Al(OH)3 灼烧 Al2O3 2 电解 熔融
二、从铝土矿中提取铝
请设计一个从铝 土矿中提取铝的 流程
交流与讨论
如何将铝土矿（主要成分为Al2O3，还有少 量Fe2O3、SiO2等杂质）中Al2O3提纯？ 氢氧化钠溶液
盐酸
Al2O3 Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O Al2O3+ 2NaOH=2NaAlO2+H2O
Fe2O3 Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
铝土矿 碱处理
过滤 AlCl3(aq) 过滤
FeCl3(aq)
电解 熔融
NaOH溶
解
CO2酸化
过滤
Al
过滤
铝土矿
NaAlO2(aq)
Al(OH)3
灼烧
Al2O3 电解 熔融
Al
二、从铝土矿制备铝的工艺流程：
NaOH溶液
二氧化碳
①
溶解
②
酸化
冰晶 石
铝土矿
过滤 NaAlO 溶液 过滤 Al(OH)3 灼烧 Al2O3 2
products and ideas.
边界的、无穷的）.”
As Charles Markson Hallthe founder of ALCOA
寄语金属铝 如果让你用一句最简短的话，寄语 金属铝的未来，你最想说的是什么？
我要飞的更高
巩固与练习
1.下列有关铝土矿中提炼铝的说法不正确的是 (C )
A．铝土矿中的铝元素是以化合态存在的，需用化学方 法把铝元素变成游离态。 B．提炼过程中，先将铝土矿净化提取氧化铝,再进行 冶炼。 C．可用常见的还原剂把氧化铝中的铝还原出来。 D．冶炼铝的方法同工业冶炼钠、镁相似, 可用电解法。
4.75
3.45 4－ 2.74
2－
铝7.73%
硅 26%
Na Ca Fe Al
概括整合
从自然界中提取金属
自然界中的金属大多以化合态存在 用化学的方法把化合态的金属变成游离态 要考虑的问题
矿物的提纯（富集）
合适的冶炼方法
如何冶炼铝？
资料
1、电解哪种铝的化合物？ Al2O3 2、如何解决其熔点高的问题？ 得3e-×4 通电 氧化铝熔点很高，生产中消耗能量很大。 2Al2O3 (熔融) 冰晶石 4Al ＋3O(Na 1886年，美国化学家霍尔发现了冰晶石 2↑ 3AlF6) 可以降低氧化铝的熔点，才使铝得以大量投入生产。 失2e-×6 加入助熔剂
③
④
电解 熔融
滤 渣
滤 液
Al
提纯Al2O3 电解Al2O3 写出从铝土矿提取铝所涉及的四个反应，并 将①②改写成离子方程式。
三、铝的再生—新世纪材料的亮点
再生铝又称二次铝，是目前废物界最有 价值的材料。现在世界每年从废铝回收的 铝量约为400万吨，相当于每年铝产量的 25%左右。与以铝土矿为起点相比，生产1 吨再生铝合金能耗仅为新铝的2.6%，并节 省10.5吨水，少用固体材料11吨，比电解 铝是少排放CO29.1%，少处理废液、废渣 1.9吨
NaAlO +CO +2H O=Al(OH) ↓+NaHCO 2 2 2 3 3 2. 从铝土矿制备铝所涉及的下列有关反应中，
属于氧化还原反应的是： （
A.铝土矿溶于NaOH溶液中 B.偏铝酸钠溶液的酸化 C.灼烧氢氧化铝固体 D.电解熔融的氧化铝
D
）
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
概括整合
从自然界中提取金属
自然界中的金属大多以化合态存在 用化学的方法把化合态的金属变成游离态 要考虑的问题
矿物的提纯（富集）
合适的冶炼方法
铝土矿
氧化铝
铝
铝土矿（主要成分为Al2O3，还 有少量Fe2O3、SiO2等杂质）
交流与讨论
如何将铝土矿（主要成分为Al2O3，还有少 量Fe2O3、SiO2等杂质）中Al2O3提纯？ 氢氧化钠溶液
“ 美铝”将继续致力于挖掘这种非凡金 ALCOA continues to develop new applications 属的新用途，为新一代的生产方式和理念 （用途） for this remarkable（杰出的、显著的） 拓宽思路。 metal, delivering solutions for the next generation of
专题3
从矿物质到基础材料
从铝土矿中提取铝
天 然 红 宝 石
“嫦娥一号”上首次使用的铝锂合金 月 球 泡车 沫上 铝 防 护 服
火箭的铝合金材料
“铝的趣史” （一）在国宴上，拿破仑三世使用一套珍藏的 铝制餐具，而大臣们使用的是银制餐具。 （二）门捷列夫创建了元素周期表，受到英国 皇家学会的表彰，奖品是一只铝制奖杯。
SiO2
不反应
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
不反应
注意：溶液中的NaAlO2 、Na2SiO3与NaOH在一定条件 下会生成铝硅酸钠沉淀
思考与评价
你认为这两种方法哪一种更适合工业生产，说出你的理由。
酸处理
盐酸溶解
NaOH
CO2酸化 NaAlO2(aq)
过滤 灼烧 Al O 2 3 Al(OH)3
盐酸
Al2O3 Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O Al2O3+ 2NaOH=2NaAlO2+H2O
Fe2O3 Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
SiO2
不反应
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
不反应
注意：溶液中的NaAlO2 、Na2SiO3与NaOH在一定条件 下会生成铝硅酸钠沉淀
是因为铝在地球上的含量比黄金还少吗?
其实是当时铝的产量非常少，从 而导致了铝的价格相当的昂贵，甚 至都超过了黄金 。
一、铝的存在：
铝是地壳中含量最多的金属元素 铝在地壳中以化合态存在 其中铝土矿(含有少量杂质的Al2O3矿物)是主 要存在形式。 含量/％
8－
6－
7.73
铁钙钠钾镁 14.55%
氧 49.13%