Ⅰ 怎樣從鋁土礦中獲得純凈氧化鋁,高中化學
①流程甲:
加過量鹽酸,固體a是不溶於酸的組分,濾液b是將鋁土礦中可溶於酸的組分溶解,其中的鋁元素變成al3+(鋁離子),加過量燒鹼後,沉澱c是那些旦搜不溶於鹼族遲岩的離子沉澱,得到的濾液d是鋁離子變成alo2-(偏鋁酸根離子),alcl3+4naoh=3nacl+naalo2+2h2o,濾液d通入過量co2,沉澱f是al(oh)3,濾液e是na2co3,2naalo2+co2+3h2o=na2co3+2al(oh)3,灼燒沉澱f得氧化鋁,2al(oh)3=灼燒=al2o3+3h2o
②流程乙:
加過量燒鹼,固體x為不溶於鹼的組分,濾液y是將鋁土礦中可溶於鹼的組分溶解,其中鋁元素變成alo2-(偏鋁酸根離子),方程式同上,al3+(鋁土礦中鋁元素大多以鋁離子存在)+4oh-=alo2-+2h2o,濾液y通入過量co2,沉澱z是al(oh)3,濾液k是na2co3,2naalo2+co2+3h2o=na2co3+2al(oh)3,灼燒沉澱z得氧化兆御鋁,2al(oh)3=灼燒=al2o3+3h2o
Ⅱ 有哪幾種方法提煉鋁
用化學置換的辦法很艱難,因為鋁的活性太強.所以才會出現鋁碗比銀碗更高貴的歷史.現在工業使用的就一種,電解鋁的辦法.以氧化鋁熔融狀態下進行電解,但氧化鋁的熔點非常高,要兩三千度.就會在裡面加一種叫螢石的物質來降低成為液態的溫度,只要一千度了,原理相當於液態的螢石溶解了還是固態的氧化鋁.螢石的化學成為是氟化鈣。
工業煉鋁:主要原理是霍爾-埃魯鋁電解法:以純凈的氧化鋁為原料採用電解制鋁 ,因純凈的氧化鋁熔點高(約2045℃),很難熔化,所以工業上都用熔化的冰晶石(Na3AlF6)作熔劑,使氧化鋁在1000℃左右溶解在液態的冰晶石中,成為冰晶石和氧化鋁的熔融體,然後在電解槽中,用碳塊作陰陽兩極,進行電解。
全面介紹如下:
《鋁的生產加工》
鋁在生產過程中有四賀滲陪個環節構成一個完整的產業鏈:鋁礦石開采-氧化鋁製取-電解鋁冶煉-鋁加工生產。
一般而言,兩噸鋁礦石生產一噸氧化鋁;兩噸氧化鋁生產一噸電解鋁。
(一)氧化鋁的生產方法
迄今為止,已經提出了很多從鋁礦石或其它含鋁原料中提取氧化鋁的方法。由於技術和經濟方面的原因,有些方法已被淘汰,有些還處於試驗研究階段。已提出的氧化鋁生產方法可歸納為四類,即鹼法、酸法、酸鹼聯合法與熱法。目前用於大規模工業生產的只有鹼法。
鋁土礦是世界上最重要的鋁礦資源,其次是明礬石、霞石、粘土等。目前世界氧化鋁工業,除俄羅斯利用霞石生產部分氧化鋁外,幾乎世界上所有的氧化鋁都是用鋁土礦為原料生產的。
鋁土礦是一種主要由三水鋁石、一水軟鋁石或一水硬鋁石組成的礦石。到目前為止,我國可用於氧化鋁生產的鋁土礦資源全部為一水硬鋁石型鋁土礦。
鋁土礦中氧化鋁的含量變化很大,低的僅約30%,高的可達70%以上。鋁土礦中所含的化學成分除氧化鋁外,主要雜質是氧化硅、氧化鐵和氧化鈦。此外,還 含有少量或微量的鈣和鎂的碳酸鹽、鉀、鈉、釩、鉻、鋅、磷、鎵、鈧、硫等元素的化合物及有機物等。其中鎵在鋁土礦中含量雖少,但在氧化鋁生產過程中會逐漸 在循環母液中積累,從而可以有效地回收,成為生產鎵的主要來源。
衡量鋁土礦優劣的主要指標之一是鋁土礦中氧化鋁含量和氧化硅含量的比值,俗稱鋁硅比。
用鹼法生產氧化鋁時,是用鹼(NaOH或Na2CO3)處理鋁礦石,使礦石中的氧化鋁轉變成鋁酸鈉溶液。礦石中的鐵、鈦等雜質和絕大部分的硅則成為不溶 解的化合物。將不溶解的殘渣(赤泥)與溶液分離,經洗滌後棄去或進行綜合處理,以回收其中的有用組分。純凈的鋁酸鈉溶液即可分解析出氫氧化鋁,經分離、洗 滌後進行煅燒,便獲得氧化鋁產品。分解母液則循環使用來處理另一批礦石。鹼法生產氧化鋁有拜耳法、燒結法以及拜耳--燒結聯合法等多種流程。 拜耳法是由奧地利化學家拜耳(K·J·Bayer)於1889~1892年發明的一種從鋁土礦中提取氧化鋁的方法。一百多年來在工藝技術方面已經有了 許多改進,但基本原理並未發生變化。為紀念拜耳這一偉大貢獻,該方法一直沿用拜耳法這一名稱。
拜耳法包括兩個主要過程。首 先是在一定條件下氧化鋁自鋁土礦中的溶出(氧化鋁工業習慣使用的術語,即浸出。以下同)過程,然後是氫氧化鋁自過飽和的鋁酸鈉溶中水解析出的過程,這就是 拜耳提出的兩項專利。拜耳法的實質就是以濕法冶金的方法,從鋁土礦中提取氧化鋁。在拜耳法氧化鋁生產過程中,含硅礦物會引起Al2O3和Na2O的損失。
在拜耳法流程中,鋁土礦經破碎後,和石灰、循環母液一起進入濕磨,製成合格礦漿。礦漿經預脫硅之後預熱至溶出溫度進行溶出。 溶出後的礦漿再經過自蒸發降溫後進入稀釋及赤泥(溶出後的固相殘渣)的沉降分離工序。自蒸發過程產生的二次汽用於礦漿的前期預熱。沉降分離後,赤泥經洗滌 進入赤泥堆場,而分離出的粗液(含有固體浮游物的鋁酸鈉溶液,以下同)送往葉濾。粗液通過葉濾除去絕大部分禪蠢浮游物後稱為精液。精液進入分喊雹解工序經晶種分解 得到氫氧化鋁。分解出的氫氧化鋁經分級和分離洗滌後,一部分作為晶種返回晶種分解工序,另一部分經焙燒得到氧化鋁產品。晶種分解後分離出的分解母液經蒸發 返回溶出工序,形成閉路循環。氫氧化鋁經焙燒後得到氧化鋁。
不同類型的鋁土礦所需要的溶出條件差別很大。三水鋁石型鋁土礦 在105℃的條件下就可以較好地溶出,一水軟鋁石型鋁土礦在200℃的溶出溫度下就可以有較快的溶出速度,而一水硬鋁石型鋁土礦必須在高於240℃的溫度 下進行溶出,其典型的工業溶出溫度為260℃。溶出時間不低於60分鍾。
拜耳法用於處理高鋁硅比的鋁土礦,流程簡單,產品 質量高,其經濟效果遠比其它方法為好。用於處理易溶出的三水鋁石型鋁土礦時,優點更是突出。目前,全世界生產的氧化鋁和氫氧化鋁,90%以上是用拜耳法生 產的。由於中國鋁土礦資源的特殊性,目前中國大約50%的氧化鋁是由拜耳法生產的。
將拜耳法和燒結法二者聯合起來的流程稱 之為聯合法生產工藝流程。聯合法又可分為並聯聯合法、串聯聯合法與混聯聯合法。採用什麼方法生產氧化鋁,主要是由鋁土礦的品位(即礦石的鋁硅比)來決定 的。從一般技術和經濟的觀點看,礦石鋁硅比為3左右通常選用燒結法;鋁硅比高於10的礦石可以採用拜耳法;當鋁土礦的品位處於二者之間時,可採用聯合法處 理,以充分發揮拜耳法和燒結法各自的優點,達到較好的技術經濟指標。
目前全球氧化鋁年產量在5500萬噸左右,我國的氧化鋁產量約為680萬噸。
(二)原鋁、鋁合金及鋁材的生產方法
目前工業生產原鋁的唯一方法是霍爾-埃魯鋁電解法。由美國的霍爾和法國的埃魯於1886年發明。霍爾-埃魯鋁電解法是以氧化鋁為原料、冰晶石 (Na3AlF6)為熔劑組成的電解質,在950-970℃的條件下通過電解的方法使電解質熔體中的氧化鋁分解為鋁和氧,鋁在碳陰極以液相形式析出,氧在 碳陽極上以二氧化碳氣體的形式逸出。每生產一噸原鋁,可產生1.5噸的二氧化碳,綜合耗電在15000kwh左右。
工業鋁電解槽大體上可以分為側插陽極自焙槽、上插陽極自焙槽和預焙陽極槽三類。由於自焙槽技術在電解過程中電耗高、並且不利於對環境的保護,所以自焙槽技術正在被逐漸淘汰。目前全球原鋁年產量約為2800萬噸,我國的原鋁年產量約為700萬噸。
必要時可以對電解得到的原鋁進行精煉得到高純鋁。目前的鋁合金生產方法主要以熔配法為主。由於鋁及其合金具有優良的可加工性能,所以通過鍛、鑄、軋、沖、壓等方法生產板、帶、箔、管、線等型材。
Ⅲ 高中化學工業煉鋁
第一個空:氧氣
【解釋】陽極上氧離子失電子被氧化。
第二個空:石墨是惰性電極,不參加反應
第三個空:降低氧化鋁熔點。
【解釋】氧化鋁熔點很高,本身就是一種滅火材料,而電解它必須使其達到熔融態發生電離,電離出鋁離子和氧離子,因此必須降低熔點,才能形成大規模的工業生產。
一般來看首先會想到以上的答案。
但是答案上說的的確都是正確無誤的,但的確是不容易想到的,還是答案說得更好些。
Ⅳ 鋁是如何制備的
工業冶煉鋁的化學方程式為:2AL2O3=4AL+3O2↑。條件為電解,催化劑為熔融的冰晶石。工業冶煉鋁的化學方程式叢段是2Al2O3=4Al+3O2↑。工業冶煉鋁是利用惰性電極電極熔融氧化鋁得到,陽滲告極是氯離子失電子生成氯氣,陰極是鋁離叢鄭明子得到電子生成鋁。鋁離子是在化學反應中,鋁原子失去電子,從而使參加反應的鋁原子帶上3個正電荷。
鋁的制備方法概述:
1854年,法國化學家德維爾把鋁礬土、木炭、食鹽混合,通入氯氣後加熱得到NaCl,AlCl3復鹽,再將此復鹽與過量的鈉熔融,得到了金屬鋁。1886年,美國的豪爾和法國的海朗特,分別獨立地電解熔融的鋁礬土和冰晶石(Na3AlF6)的混合物製得了金屬鋁,奠定了今後大規模生產鋁的基礎。
以上內容參考:網路-鋁
Ⅳ 怎樣從鋁土礦中獲得純凈氧化鋁,高中化學
有拜爾法和燒結法,拜爾法處理鋁硅比高的鋁土礦,燒結法處理品位比較纖隱低的,我國的鋁土礦多數是一高晌水硬鋁石,所以更多的採用混連法,就是把兩種方法結合。具體方法,可以繼續網路一下,解釋下去很麻煩,還要用到相圖。
【從鋁土礦製取Al2O3方法很多,目前工業上幾乎採用鹼法,又分為拜耳法、燒結法、聯合法等三種:
Al2O3•3H2O(或Al2O3•H2O)+NaOH→(浸出/分解)NaAl(OH)4+赤泥→(晶種分解/蒸發、苛化)Al2(OH)3→(煅燒)Al2O3。
(一) 拜耳法:是典型的一種濕法冶金的方法,在氧化鋁生產中占絕對優勢。
工藝流程(如圖)
原理如下:
實質是在不同條件下,控制反應向不同方向進行。其中關鍵工序是:
1 鋁土礦的浸出——浸出母液的主要成份是NaOH
主要反應:
1)氧化鋁 Al2O3•nH2O+2NaOH→2NaAlO2+nH2O
2)二氧化毀念廳硅:SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H2O
2Na2SiO3+2NaAlO2+4H2O→Na2O•Al2O3•2SiO2•2H2O↓+4NaOH
3) 氧化鐵:溶出的Fe2O3不與NaOH反應,以固相直接進入殘渣,呈紅色。
4) 二氧化鈦:TiO2+2Ca(OH)2→2CaOTiO2•2H2O 直接進入赤泥中
5) 碳酸鹽:主要有CaCO3+2NaOH→Na2CO3+Ca(OH)2
MgCO3+2NaOH→Na2CO3+Mg(OH)2
由鋁土礦在NaOH溶液中高壓溶出的Al2O3水合物進入溶液,SiO2、Fe2O3、TiO2及反應物留在赤泥中(赤泥為鋁礦中其他成分與鹼液發生作用後的產物),再藉助機械方法使溶液與殘渣分開,以達到Al2O3與雜質分離。
鋁土礦浸出是利用由若干預熱器、壓煮器和自蒸發器依次串聯成的壓煮器組來連續作業完成的。】