Ⅰ 怎样从铝土矿中获得纯净氧化铝,高中化学
①流程甲:
加过量盐酸,固体a是不溶于酸的组分,滤液b是将铝土矿中可溶于酸的组分溶解,其中的铝元素变成al3+(铝离子),加过量烧碱后,沉淀c是那些旦搜不溶于碱族迟岩的离子沉淀,得到的滤液d是铝离子变成alo2-(偏铝酸根离子),alcl3+4naoh=3nacl+naalo2+2h2o,滤液d通入过量co2,沉淀f是al(oh)3,滤液e是na2co3,2naalo2+co2+3h2o=na2co3+2al(oh)3,灼烧沉淀f得氧化铝,2al(oh)3=灼烧=al2o3+3h2o
②流程乙:
加过量烧碱,固体x为不溶于碱的组分,滤液y是将铝土矿中可溶于碱的组分溶解,其中铝元素变成alo2-(偏铝酸根离子),方程式同上,al3+(铝土矿中铝元素大多以铝离子存在)+4oh-=alo2-+2h2o,滤液y通入过量co2,沉淀z是al(oh)3,滤液k是na2co3,2naalo2+co2+3h2o=na2co3+2al(oh)3,灼烧沉淀z得氧化兆御铝,2al(oh)3=灼烧=al2o3+3h2o
Ⅱ 有哪几种方法提炼铝
用化学置换的办法很艰难,因为铝的活性太强.所以才会出现铝碗比银碗更高贵的历史.现在工业使用的就一种,电解铝的办法.以氧化铝熔融状态下进行电解,但氧化铝的熔点非常高,要两三千度.就会在里面加一种叫萤石的物质来降低成为液态的温度,只要一千度了,原理相当于液态的萤石溶解了还是固态的氧化铝.萤石的化学成为是氟化钙。
工业炼铝: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贺渗陪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禅蠢浮游物后称为精液。精液进入分喊雹解工序经晶种分解 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。
Ⅲ 高中化学工业炼铝
第一个空:氧气
【解释】阳极上氧离子失电子被氧化。
第二个空:石墨是惰性电极,不参加反应
第三个空:降低氧化铝熔点。
【解释】氧化铝熔点很高,本身就是一种灭火材料,而电解它必须使其达到熔融态发生电离,电离出铝离子和氧离子,因此必须降低熔点,才能形成大规模的工业生产。
一般来看首先会想到以上的答案。
但是答案上说的的确都是正确无误的,但的确是不容易想到的,还是答案说得更好些。
Ⅳ 铝是如何制备的
工业冶炼铝的化学方程式为:2AL2O3=4AL+3O2↑。条件为电解,催化剂为熔融的冰晶石。工业冶炼铝的化学方程式丛段是2Al2O3=4Al+3O2↑。工业冶炼铝是利用惰性电极电极熔融氧化铝得到,阳渗告极是氯离子失电子生成氯气,阴极是铝离丛郑明子得到电子生成铝。铝离子是在化学反应中,铝原子失去电子,从而使参加反应的铝原子带上3个正电荷。
铝的制备方法概述:
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。
以上内容参考:网络-铝
Ⅳ 怎样从铝土矿中获得纯净氧化铝,高中化学
有拜尔法和烧结法,拜尔法处理铝硅比高的铝土矿,烧结法处理品位比较纤隐低的,我国的铝土矿多数是一高晌水硬铝石,所以更多的采用混连法,就是把两种方法结合。具体方法,可以继续网络一下,解释下去很麻烦,还要用到相图。
【从铝土矿制取Al2O3方法很多,目前工业上几乎采用碱法,又分为拜耳法、烧结法、联合法等三种:
Al2O3•3H2O(或Al2O3•H2O)+NaOH→(浸出/分解)NaAl(OH)4+赤泥→(晶种分解/蒸发、苛化)Al2(OH)3→(煅烧)Al2O3。
(一) 拜耳法:是典型的一种湿法冶金的方法,在氧化铝生产中占绝对优势。
工艺流程(如图)
原理如下:
实质是在不同条件下,控制反应向不同方向进行。其中关键工序是:
1 铝土矿的浸出——浸出母液的主要成份是NaOH
主要反应:
1)氧化铝 Al2O3•nH2O+2NaOH→2NaAlO2+nH2O
2)二氧化毁念厅硅:SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H2O
2Na2SiO3+2NaAlO2+4H2O→Na2O•Al2O3•2SiO2•2H2O↓+4NaOH
3) 氧化铁:溶出的Fe2O3不与NaOH反应,以固相直接进入残渣,呈红色。
4) 二氧化钛:TiO2+2Ca(OH)2→2CaOTiO2•2H2O 直接进入赤泥中
5) 碳酸盐:主要有CaCO3+2NaOH→Na2CO3+Ca(OH)2
MgCO3+2NaOH→Na2CO3+Mg(OH)2
由铝土矿在NaOH溶液中高压溶出的Al2O3水合物进入溶液,SiO2、Fe2O3、TiO2及反应物留在赤泥中(赤泥为铝矿中其他成分与碱液发生作用后的产物),再借助机械方法使溶液与残渣分开,以达到Al2O3与杂质分离。
铝土矿浸出是利用由若干预热器、压煮器和自蒸发器依次串联成的压煮器组来连续作业完成的。】