轻金属冶金学ppt课件(完整版).pptx

第一篇;内容;内容; 轻金属概论; 铝的性质与用途; 铝的性质与用途;铝的用途; 镁的概述; 镁的概述; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;Na2O-Al2O3-H2O系平衡状态图的绘制; ; ;908070605040302010; ; ; ; ; ; ; ; ;(1)循环母液润湿矿粒表面； (2)氧化铝水合物与OH-相互作用生成铝酸钠； (3)形成[Al(OH)4]-的扩散层； (4)[Al(OH)4]-从扩散层扩散出来，而OH-则从溶液中扩散到固相接触面上，使反应继续下去。;拜耳法矿浆预热及溶出装备的类型;2.间接加热高压溶出器组;3.管道化溶出;影响铝土矿溶出的主要因素;氧化铝水合物在??出过程中的行为;氧化铝的溶出率、Na2O损失率及赤泥产出率;杂质矿物在矿浆预热及溶出过程中的行为; 行为：各种形式的含硅矿物与苛性碱反应，均有硅酸钠进入溶液，然后与溶液中的铝酸钠反应，生成溶解度很小的水合铝硅酸钠沉淀，造成Al2O3和Na2O的损失。 对设备的危害：在高压溶出过程中，由于SiO2进入溶液后又逐渐成为水合铝硅酸钠析出，使得热交换器、压煮器及管道结垢，传热系数严重下降。; 钛矿物与NaOH反应的能力按无定形氧化钛→板钛矿→金红石的顺序降低，而且钛矿物只与Al2O3含量未饱和的铝酸钠溶液反应生成钛酸钠。; 铝土矿中含铁的矿物有氧化物、硫化物、硫酸盐、碳酸盐以及硅酸盐。最常见的是氧化物，其中包括赤铁矿α–Fe2O3、水赤铁矿α–Fe2O3(aq·)、针铁矿α–FeOOH和水针铁矿α–FeOOH(aq·)、褐铁矿Fe2O3·nH2O以及磁铁矿Fe3O4和磁赤铁矿γ-Fe2O3。 ; 硫在铝土矿中主要以黄铁矿FeS2存在；还有微量的石膏CaSO4·2H2O、重晶石BaSO4、黄铁矿的同素异晶体白铁矿、磁黄铁矿Fe1-nS(n=0.1-0.2)以及铜和锌的硫化物黄铜矿CuFeS2、闪锌矿ZnS等。; 在铝土矿中有少量的方解石CaCO3和白云石CaCO3·MgCO3。碳酸盐是铝土矿中常见的有害杂质，它们在碱溶液中容易分解，使苛性钠转变为碳酸钠。 ; 有机物可以分为腐殖酸及沥青两大类。后者实际上不溶解于碱溶液，全部随同赤泥排出。腐殖酸类的有机物与碱作用生成各种腐殖酸钠，然后逐渐转变为易溶的草酸钠（Na2C2O4）或蚁酸钠，在流程中循环积累，使溶液黏度显著升高，容易产出泡沫。溶液中的有机物对铝土矿的湿磨，赤泥的沉降分离，铝酸钠溶液中的晶种分解，母液的蒸发等工序都是不利的。 ;赤泥沉降分离技术;浆液的物理化学性质 拜耳法赤泥的沉降性能和压缩性能都比较差，原因： （1）赤泥粒子非常细 （2）赤泥粒子具有极其发达的表面;赤泥沉降性能的表示方法 生产规定以10min或5min的沉降为参考。即以100mL量筒取满赤泥浆液，沉降10min或5min后观察清液层高度作为赤泥的沉降速度。记为mm/10min或mm/5min。 赤泥的压缩性能以压缩液固比或沉淀高度百分比表示。压缩液固比即泥浆不能再浓缩时的液固比。生产上一般指沉降30min后的浓缩赤泥浆的液固比。沉降高度百分比是指一定体积的赤泥浆液(如100mL)沉降一定时间(30min)后，泥浆层高度与浆液总高度的百分比。;赤泥沉降分离;晶种分解技术;晶种分解的物理过程 氢氧化铝晶核的形成 氢氧化铝晶体的长大 氢氧化铝晶体的破裂与磨蚀 氢氧化铝晶体的附聚;分解原液的浓度和苛性比值 温度 晶种数量和质量 分解时间及母液苛性比值 搅拌速度 杂质; 蒸发目的：排出多余的水分，保持循环体系中水量的平衡，使蒸发母液达到符合拜耳法溶出或烧结法生料浆配料的浓度要求。 ;氢氧化铝的焙烧;碱石灰烧结法生产氧化铝; 铝酸钠极易溶于水或稀碱溶液，铁酸钠则易水解。而原硅酸钙和钛酸钙不溶于水，与碱溶液的反应也较微弱。因此用稀碱溶液溶出时，可以将熟料中的Al2O3和Na2O溶出，得到铝酸钠溶液，与进入赤泥中的2CaO·SiO2，CaO·TiO2和Fe2O3·H2O等不溶性残渣分离。熟料的溶出液（粗液）经过专门的脱硅净化过程得到纯净的铝酸钠精液。 ;;碱比=1，钙比=2的配方称为饱和配方。 叫做低碱配方， 叫做高钙配方， 叫做低钙配方。;目的：在于将生料中的Al2O3尽可能完全地转变成可溶性的铝酸钠、氧化铁转变为铁酸钠，而杂质SiO2、TiO2转变为不溶性的原硅酸钙和钛酸钙。 要求：烧结过程所得到的熟料具有适当的强度和可磨性。;1. Al2O3 在高温下烧结过程的反应为：