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工业制取al用什么

发布时间:2022-06-20 23:07:48

A. 工业上炼铝通常采用的方法

主要原理是霍尔-埃鲁铝电解法:以纯净的氧化铝为原料采用电解制铝 ,因纯净的氧化铝熔点高(约2045℃),很难熔化,所以工业上都用熔化的冰晶石(Na3AlF6)作熔剂,使氧化铝在1000℃左右溶解在液态的冰晶石中,成为冰晶石和氧化铝的熔融体,然后在电解槽中,用碳块作阴阳两极,进行电解。

全面介绍如下:
《铝的生产加工》
铝在生产过程中有四个环节构成一个完整的产业链:铝矿石开采-氧化铝制取-电解铝冶炼-铝加工生产。
一般而言,两吨铝矿石生产一吨氧化铝;两吨氧化铝生产一吨电解铝。
(一)氧化铝的生产方法
迄今为止,已经提出了很多从铝矿石或其它含铝原料中提取氧化铝的方法。由于技术和经济方面的原因,有些方法已被淘汰,有些还处于试验研究阶段。已提出的氧化铝生产方法可归纳为四类,即碱法、酸法、酸碱联合法与热法。目前用于大规模工业生产的只有碱法。

铝土矿是世界上最重要的铝矿资源,其次是明矾石、霞石、粘土等。目前世界氧化铝工业,除俄罗斯利用霞石生产部分氧化铝外,几乎世界上所有的氧化铝都是用铝土矿为原料生产的。

铝土矿是一种主要由三水铝石、一水软铝石或一水硬铝石组成的矿石。到目前为止,我国可用于氧化铝生产的铝土矿资源全部为一水硬铝石型铝土矿。

铝土矿中氧化铝的含量变化很大,低的仅约30%,高的可达70%以上。铝土矿中所含的化学成分除氧化铝外,主要杂质是氧化硅、氧化铁和氧化钛。此外,还 含有少量或微量的钙和镁的碳酸盐、钾、钠、钒、铬、锌、磷、镓、钪、硫等元素的化合物及有机物等。其中镓在铝土矿中含量虽少,但在氧化铝生产过程中会逐渐 在循环母液中积累,从而可以有效地回收,成为生产镓的主要来源。

衡量铝土矿优劣的主要指标之一是铝土矿中氧化铝含量和氧化硅含量的比值,俗称铝硅比。

用碱法生产氧化铝时,是用碱(NaOH或Na2CO3)处理铝矿石,使矿石中的氧化铝转变成铝酸钠溶液。矿石中的铁、钛等杂质和绝大部分的硅则成为不溶 解的化合物。将不溶解的残渣(赤泥)与溶液分离,经洗涤后弃去或进行综合处理,以回收其中的有用组分。纯净的铝酸钠溶液即可分解析出氢氧化铝,经分离、洗 涤后进行煅烧,便获得氧化铝产品。分解母液则循环使用来处理另一批矿石。碱法生产氧化铝有拜耳法、烧结法以及拜耳--烧结联合法等多种流程。 拜耳法是由奥地利化学家拜耳(K·J·Bayer)于1889~1892年发明的一种从铝土矿中提取氧化铝的方法。一百多年来在工艺技术方面已经有了 许多改进,但基本原理并未发生变化。为纪念拜耳这一伟大贡献,该方法一直沿用拜耳法这一名称。

拜耳法包括两个主要过程。首 先是在一定条件下氧化铝自铝土矿中的溶出(氧化铝工业习惯使用的术语,即浸出。以下同)过程,然后是氢氧化铝自过饱和的铝酸钠溶中水解析出的过程,这就是 拜耳提出的两项专利。拜耳法的实质就是以湿法冶金的方法,从铝土矿中提取氧化铝。在拜耳法氧化铝生产过程中,含硅矿物会引起Al2O3和Na2O的损失。

在拜耳法流程中,铝土矿经破碎后,和石灰、循环母液一起进入湿磨,制成合格矿浆。矿浆经预脱硅之后预热至溶出温度进行溶出。 溶出后的矿浆再经过自蒸发降温后进入稀释及赤泥(溶出后的固相残渣)的沉降分离工序。自蒸发过程产生的二次汽用于矿浆的前期预热。沉降分离后,赤泥经洗涤 进入赤泥堆场,而分离出的粗液(含有固体浮游物的铝酸钠溶液,以下同)送往叶滤。粗液通过叶滤除去绝大部分浮游物后称为精液。精液进入分解工序经晶种分解 得到氢氧化铝。分解出的氢氧化铝经分级和分离洗涤后,一部分作为晶种返回晶种分解工序,另一部分经焙烧得到氧化铝产品。晶种分解后分离出的分解母液经蒸发 返回溶出工序,形成闭路循环。氢氧化铝经焙烧后得到氧化铝。

不同类型的铝土矿所需要的溶出条件差别很大。三水铝石型铝土矿 在105℃的条件下就可以较好地溶出,一水软铝石型铝土矿在200℃的溶出温度下就可以有较快的溶出速度,而一水硬铝石型铝土矿必须在高于240℃的温度 下进行溶出,其典型的工业溶出温度为260℃。溶出时间不低于60分钟。

拜耳法用于处理高铝硅比的铝土矿,流程简单,产品 质量高,其经济效果远比其它方法为好。用于处理易溶出的三水铝石型铝土矿时,优点更是突出。目前,全世界生产的氧化铝和氢氧化铝,90%以上是用拜耳法生 产的。由于中国铝土矿资源的特殊性,目前中国大约50%的氧化铝是由拜耳法生产的。

将拜耳法和烧结法二者联合起来的流程称 之为联合法生产工艺流程。联合法又可分为并联联合法、串联联合法与混联联合法。采用什么方法生产氧化铝,主要是由铝土矿的品位(即矿石的铝硅比)来决定 的。从一般技术和经济的观点看,矿石铝硅比为3左右通常选用烧结法;铝硅比高于10的矿石可以采用拜耳法;当铝土矿的品位处于二者之间时,可采用联合法处 理,以充分发挥拜耳法和烧结法各自的优点,达到较好的技术经济指标。

目前全球氧化铝年产量在5500万吨左右,我国的氧化铝产量约为680万吨。

(二)原铝、铝合金及铝材的生产方法

目前工业生产原铝的唯一方法是霍尔-埃鲁铝电解法。由美国的霍尔和法国的埃鲁于1886年发明。霍尔-埃鲁铝电解法是以氧化铝为原料、冰晶石 (Na3AlF6)为熔剂组成的电解质,在950-970℃的条件下通过电解的方法使电解质熔体中的氧化铝分解为铝和氧,铝在碳阴极以液相形式析出,氧在 碳阳极上以二氧化碳气体的形式逸出。每生产一吨原铝,可产生1.5吨的二氧化碳,综合耗电在15000kwh左右。

工业铝电解槽大体上可以分为侧插阳极自焙槽、上插阳极自焙槽和预焙阳极槽三类。由于自焙槽技术在电解过程中电耗高、并且不利于对环境的保护,所以自焙槽技术正在被逐渐淘汰。目前全球原铝年产量约为2800万吨,我国的原铝年产量约为700万吨。

必要时可以对电解得到的原铝进行精炼得到高纯铝。目前的铝合金生产方法主要以熔配法为主。由于铝及其合金具有优良的可加工性能,所以通过锻、铸、轧、冲、压等方法生产板、带、箔、管、线等型材。

B. 工业上如何制取铝

工业制法

铝以化合态的形式存在于各种岩石或矿石里,如长石、云母、高岭石、铝土矿、明矾时,等等。有铝的氧化物与冰晶石(3naf●alf3)共熔电解制得。
从铝土矿中提取铝反应过程
①溶解:将铝土矿溶于naoh(aq)
al2o3+2naoh=2naalo2+h2o
②过滤:除去残渣氧化铁(fe2o3)、硅铝酸钠等
③酸化:向滤液中通入过量co2.
naalo2+co2+2h2o=
al(oh)3↓+nahco3
④过滤、灼烧
al(oh)3
2al(oh)3=(高温)al2o3+3h2o
注:电解时为使氧化铝熔融温度降低,在al2o3
中添加冰晶石(3naf●alf3)
⑤电解:2al2o3(l)(通电)=
4al+3o2

注:不电解熔融alcl3炼al
原因:alcl3
是共价化合物,其熔融态不导电。

C. 工业制铝的方法是什么

原料:氧化铝
铝以化合态的形式存在于各种岩石或矿石里,如长石、云母、高岭石、铝土矿、明矾时,等等。有铝的氧化物与冰晶石(3NaF·AlF₃)共熔电解制得。
从铝土矿中提取铝反应过程
①溶解:将铝土矿溶于NaOH(aq)
Al₂O₃+ 2NaOH ==== 2NaAlO₂(偏铝酸钠)+ H₂O
②过滤:除去残渣氧化亚铁(FeO)、硅铝酸钠等
③酸化:向滤液中通入过量CO₂.
NaAlO₂+ CO₂+ 2H₂O ==== Al(OH)₃↓+ NaHCO₃
④过滤、灼烧 Al(OH)₃ 2Al(OH)₃==高温== Al₂O₃+ 3H₂O
注:电解时为使氧化铝熔融温度降低,在Al₂O₃ 中添加冰晶石(3NaF·AlF₃)
⑤电解:2Al₂O₃(l)==通电== 4Al + 3O₂↑
注:不电解熔融AlCl₃炼Al 原因:AlCl₃是共价化合物,其熔融态不导电。
结论:
1、从整个工艺流程看,可分成提纯和冶炼两个阶段
2、NaOH溶解铝土矿的目的是溶解氧化铝
3、两次过滤的作用是除去杂质和分离Al(OH)3
4、把滤液酸化的作用是生成Al(OH)3
5、流程中用二氧化碳而不用盐酸的原因是Al(OH)3可溶解在过量的HCl中
6、将过滤后的白色固体灼烧,生成了Al2O3 2Al(OH)3 Al2O3+3H2O

D. AL2O3与氢气是否反应工业制AL采用什么方法

一般是不能反应的
工业制铝是以熔融冰晶石(Na3AlF6)为溶剂,电解熔融氧化铝
2Al2O3==电解==4Al+3O2
金属活动性顺序使用于溶液离子间的反应,对高温固体间的反应并不适用.

E. 工业生产Al的原理(化学方程式)

1.
工业生产铝一般使用电解氧化铝的方法制取铝单质。
2.
电解化学方程式:2Al₂O₃(l)==通电==
4Al
+
3O₂↑
3.
注:电解时为了使氧化铝熔融温度降低,在Al₂O₃
中添加冰晶石(Na₃AlF₆)。不电解熔融AlCl₃炼Al;原因:AlCl₃是共价化合物,其熔融态导电性极差。

F. 工业制铝,要求详细的化学方程式

2Al₂O₃=4Al+3O₂ (反应条件:电解,催化剂为熔融的冰晶石)

1854年,法国化学家德维尔把铝矾土、木炭、食盐混合,通入氯气后加热得到NaCl,AlCl₃复盐,再将此复盐与过量的钠熔融,得到了金属铝。

1886年,美国的豪尔和法国的海朗特,分别独立地电解熔融的铝矾土和冰晶石(Na₃AlF₆)的混合物制得了金属铝,奠定了今后大规模生产铝的基础。

(6)工业制取al用什么扩展阅读

用途

1、航空航天用铝材:用于制作飞机蒙皮、机身框架、大梁、旋翼、螺旋桨、邮箱、壁板和起落架支柱,以及火箭段环、宇宙飞船壁板等。

2、电子家电用铝材主要用于各种母线、架线、导体、电气元件、冰箱、电缆等领域。空调器用铝箔深冲性能优良、强度高、延伸性好,达到进口同类产品水平;高性能电解电容器箔填空国内空白。

3、包装用铝材:全铝易拉罐制罐料是衡量一个国家铝加工水平的标志。铝材主要以薄板与箔材的形式作为金属包装材料,制成罐、盖、瓶、桶、包装箔。

4、建筑装饰用铝材:铝合金因良好的抗蚀性,足够的强度,优良的工业性能和焊接性能,广泛用于建筑物构架,门窗,吊顶,装饰面等。



G. 为什么工业上炼铝用al2o3而不用alcl3

因为AlCl3是共价化合物,熔融态不能电离,所以不能用来制取Al.

Al2O3是离子化合物,熔融态能发生电离,通电后能发生如下反应
阳极:6O2- - 12e- = 3O2↑
阴极:4Al3+ + 12e- = 4Al
总式:2Al2O3=通电= 4Al+3O2 ↑

H. 工业上怎样制取mg和al

一般用电解法
制取金属镁一般电解熔融(液态)的氯化镁,可得到金属镁和氯气
制取金属铝一般电解熔融(液态)的氧化铝,可得到金属铝和氧气,电解时为使氧化铝熔融温度降低,常在Al₂O₃ 中添加冰晶石Na₃AlF₆
注意不能电解氯化铝制取金属铝,因液态的氯化铝不导电(氯化铝是共价化合物)
也不能电解氯化镁或氯化铝的水溶液,否则阴极无法得到金属镁或铝,只会生成氢气

I. 工业制Al为什么是电解Alcl3而不是电解Al2

应该是:
工业制Al要用Al2O3而不是用AlCl3
因为:
AlCl3是分子晶体,其熔融体不导电

J. 工业制取Al的化学方程式是

关于al的方程式:
铝与盐酸:
2al+6hcl====2alcl3+3h2↑
铝与硫酸:
2al+3h2so4====al2(so4)3+3h2↑
铝和稀硝酸:
al+4hno3===al(no3)3+no↑+2h2o
注:常温下,铝和浓硝酸不能反应,表面生成一层致密而坚固的氧化膜,阻止反应的进行。
铝与氢氧化钠:2al+2naoh+h2o=2naalo2+3h2气体
氢氧化铝加热分解:2al(oh)3=(加热)al2o3+h2o
氢氧化铝与氢氧化钠:al(oh)3+naoh=naalo2+2h2o
氢氧化铝与盐酸:al(oh)3+3hcl=alcl3+3h2o
氧化铝与盐酸:al2o3+6hcl=2alcl3+3h2o
氧化铝与氢氧化钠:al2o3+2naoh=2naalo2+h2o
偏铝酸钠与盐酸:naalo2+hcl+h2o=al(oh)3沉淀+nacl
偏铝酸钠溶液与少量的盐酸反应:
naalo2+hcl(少量)+h2o=
nacl
+
al(oh)3
偏铝酸钠溶液与足量的盐酸反应:
naalo2+4hcl(过量)=nacl+alcl3+2h2o
硫酸铝与氨水:al2(so4)3+6nh3.h2o====2al(oh)3沉淀+3(nh4)2so4
氯化铝与氢氧化钠:alcl3+3naoh====al(oh)3沉淀+3nacl
氯化铝与氨水:alcl3+3nh3·h2o=====al(oh)3↓+3nh4cl(反应到此为止不再继续)
氯化铝与氢氧化钠:alcl3+4naoh=====naalo2+2h2o
铝和氧化铁:
2al+fe2o3=高温=al2o3+2fe
铝和四氧化三铁8al+3fe3o4=高温=4al2o3+9fe
铝和二氧化锰:
4al+3mno2=高温=2al2o3+3mn
铝和五氧化二钒:10al+3v2o5=高温=6v+5al2o3
关于fe的方程式:
铁在氯气中燃烧
2fe
+3cl2
===
2fecl3
铁与硫反应
fe
+
s
===
fes
铁与水反应
3fe
+
4h2o(g)
===
fe3o4
+4h2↑
铁与非氧化性酸反应
fe
+2hcl
==
fecl2
+
h2↑
铁和稀硝酸反应1:
fe
+
4hno3(稀,过量)
==fe(no3)3
+
no↑+
2h2o
铁和稀硝酸反应2:
3fe(过量)
+
8hno3(稀)
==
3fe(no3)2
+
2no↑+
4h2o
铁与硫酸铜反应
fe
+
cuso4
==
feso4
+
cu
氧化亚铁与酸反应
feo
+2hcl
==
fecl2
+
h2o
3feo
+
10hno3(稀)
==
3fe(no3)3
+
no↑+
5h2o
氧化铁与酸反应
fe2o3
+
6hno3
==
2fe(no3)3
+
3h2o
fe2o3+6hcl(稀)=2fecl3+3h2o
(除锈)
fe2o3+3h2so4稀
=fe2(so4)3+3h2o
氯化铁与氢氧化钠反应
fecl3
+
3naoh
==
fe(oh)3↓
+
3nacl
氯化铁与硫氰化钾:用硫氰化钾检测三价铁离子的存在
氢氧化铁受热反应
2fe(oh)3
===
fe2o3
+
3h2o
氢氧化亚铁转化成氢氧化铁
4fe(oh)2
+
o2
+
2h2o
==
4fe(oh)3
氢氧化亚铁与酸反应
fe(oh)2+
3cl2
==
2fecl3
+
2hcl
==
fecl2
+
2h2o
3fe(oh)2+
10hno3
==
3fe(no3)3
+
no↑+
8h2o
fe(oh)2+h2so4==feso4+2h2o
fe(oh)2+2hcl==fecl2
+2h2o
氢氧化铁与酸反应
fe(oh)3
+
3hno3
==
fe(no3)3
+
3h2o
硫酸亚铁与氢氧化钠反应
feso4
+
2naoh
==
fe(oh)2↓+
na2so4
氯化铁与硫氰化钾溶液反应
fecl3
+
3kscn
==
fe(scn)3
+
3kcl
亚铁离子转化成铁单质
fe2+
+
zn
==
fe
+
zn2+
铁转化成亚铁离子
fe
+
2h+
==
fe2+
+
h2↑
铁离子转化成铁
fe2o3
+
3co
===
2fe
+
3co2
亚铁离子转化成铁离子
2fe2+
+
cl2
===
2fe3+
+2cl-
铁离子转化成亚铁离子
2fe3+
+
fe
===3
fe2+
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