现代有色冶金导论
27页1、现代有色冶金导论 铝冶金,铝冶金之 、概述 、铝的性质 、铝合金的种类 、铝的用途 、生产工艺,导读,铝的存在: 铝元素占地壳总量的7.45,是地壳中含量最高的金属元素。 铝元素在自然界以化合态形式存在,主要存在于铝土矿中。 主要成分:Al2O3 铝土矿的成分 少量:Fe2O3、SiO2等杂质 要从铝土矿中提取铝,必须先制备较纯的氧化铝,、概述,现代铝工业三个主要生产环节: 从铝土矿中提取纯氧化铝; 用冰晶石-氧化铝融盐电解法生产铝; 铝加工。 两个重要的辅助环节:炭素电极制造;氟盐的生产。,1) 山东铝厂 设计能力50万吨,烧结法,中国第一个三氧化二铝厂; 2 ) 郑州铝厂 设计能力约80万吨,混联法,适合于处理河南 难溶低铁的铝土矿; 3 ) 贵州铝厂 40万吨,混联法; 4) 山西铝厂 120万吨,最大三氧化二铝厂,联合法; 5 ) 河南中州铝厂 120万吨,混联法; 6) 广西平果铝厂 30万吨,拜耳法,国内技术最先进。 我国铝厂与世界先进水平相比,在技术设备水平、技术经济指标和上还很落后,能耗高,劳动生产率低,自动化程度还很低。,我国6个大企业三氧化二铝厂的基本情况:,铝加工
2、,用塑性加工方法将铝坯锭加工成材,主要方法有轧制、挤压、拉伸和锻造等。铝加工在20世纪初开始以工业方式进行生产,30年代以前,基本上沿用铜加工的生产设备,产品主要用于飞机制造。60年代后,铝材生产发展很快,每年大约增长48%,产品广泛应用于航空、建筑、运输、电气、化工、包装和日用品工业等部门。产量仅次于钢铁,居金属材料第二位。中国于50年代中期建成较大型的铝加工厂,形成了生产体系,产品已系列化,品种有七个合金系,可生产板材、带材、箔材、管材、棒材、型材、线材和锻件(自由锻件、模锻件)八类产品。,铝加工,1.物理性质 密度小, =2.69g/cm3 熔点低,沸点高 电阻率小,仅次于银和铜 良好的导热性,延展性 无磁性,、铝的性质,2.化学性质 脱氧剂:钢液中作为脱氧剂 还原剂:焊接钢轨 两性性能:与酸碱都可以反应,1、铸造用铝合金 加入一些合金元素,提高铸造性能。 硅:增进合金流动性,提高抗热震性,增进紧压能力 钛,磷(硼):细化晶粒 2、加工用铝合金 编号1000系列:纯铝 编号3000系列:良好的加工性能和焊接性能(Mn) 编号7000系列:可热处理、高强度(Zn),、铝合金的种类,
3、1.传统用途 日常用包装材料、结构材料 导电材料 防腐蚀材料 2.交通用材料 汽车、铁路用铝 航空用铝,、铝的用途,3.冶金工业用铝 脱氧剂 高温还原剂 4.铝合金能源 铝合金燃料,三氧化二铝的生产原料 1.概念 铝土矿是含铝矿物和赤铁矿、针铁矿、高岭石、锐铁矿、金红石、钛铁矿等矿物的混合物。 2.矿石主要成分 三水铝石Al3O23H2O 一水软铝石Al3O2H2O 一水硬铝石Al3O2H2O,、铝的生产工艺,3.铝土矿分布 世界范围:主要分布在几内亚、澳大利亚、巴西、加勒比海地区、印度、印度尼西亚、东欧等热带、亚热带的国家和地区 中国范围:主要分布在山西、河南、贵州、广西、山东等省,碱法:即用NaOH或Na2CO3处理铝矿石,矿石中三氧化二铝转变为铝酸钠溶液,矿石中铁、钛等杂质和绝大部分硅则成为不溶解的化合物,经分离、净化NaALO2溶液可分解析出Al(OH)3,经分离、洗涤后煅烧,获得三氧化二铝,分解母液循环使用。 酸法:原则上用H2SO4、HNO3、HCl处理含铝土矿石得到相应盐的水溶液,酸法问题较多,至今还不能工业化。 电热法:可用来处理高硅高铁的铝矿。,三氧化二铝的生产方法,
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