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1、幻灯片1120133年有色色金属冶冶金学重重点内容容复习幻灯片22前言1有色金金属是指指除Fee、Crr、Mnn之外的的金属2有色金金属分 、 、 、（ ） 3什么是是轻金属属、重金金属、稀稀有金属属、贵金金属，代代表性金金属分别别是？幻灯片33l 55 什什么是轻轻金属、重重金属、稀稀有金属属和贵金金属？l 答：幻灯片44l 稀有金属属一般指指工业上上应用较较晚，而而为人们们不太熟熟悉的，或或者在自自然界中中赋存较较分散以以及提取取方法较较复杂的的有色金金属，包包括锆、钨钨、钼、铪铪、稀土土金属等等。l 贵金属一一般是指指在空气气中保持持其美丽丽金属光光泽，可可用作装装饰品，因因而价值值较高
2、的的金属，包包括金、银银、铂族族金属等等。幻灯片55l 56 根根据氧化化铝水合合物所含含结晶水水的数目目将其分分为（ ）、（ ）、（ ）。l 57 不不同形态态的氧化化铝及其其水合物物溶解于于酸和碱碱液中（ ）和和（ ）是是不相同同的。三三水铝石石最易溶溶解，一一水软铝铝石次之之，一水水硬铝石石最难溶溶解。l 58 铝铝土矿是是一种以以氢氧化化铝矿物物为主的的成分复复杂的岩岩石。幻灯片66l 按铝土矿矿矿物成成分铝土土矿可分分为（）、（）、（）和和（）。l 按铝土矿矿矿石结结构特点点铝土矿矿可分为为（）、（）、（）。l 按铝土矿矿地质成成因铝土土矿可分分为（）、（）、（）。幻灯片77l 59
3、 铝铝土矿的的质量标标准（铝铝硅比）和和（铝土土矿类型型）。l 60 铝铝硅比：铝土矿矿中氧化化铝和氧氧化硅的的重量比比，工业业上一般般用A/S表示示。幻灯片88l 61 电电解过程程对氧化化铝的要要求？l 答答：电解解过程对对氧化铝铝的要求求：在电电解质中中溶解速速度要快快、流动动性好、粉粉尘量少少、保温温性能好好、吸附附HF的的能力要要强。l 62 安安息角：物料在在光滑平平面上的的自然堆堆积的倾倾角，是是表示物物料流动动性好坏坏的指标标。安息息角大物物料的流流动性能能就差。幻灯片99l 63 氧氧化铝的的比表面面积越大大，氧化化铝的化化学活性性越强越越易溶解解。幻灯片110l 64 氧氧
4、化铝的的生产方方法有（ ）、（ ）、（ ）、（ ）。幻灯片111l 酸法生生产氧化化铝是用用硝酸、硫硫酸或盐盐酸等无无机酸处处理含铝铝原料而而得到相相应的铝铝盐的酸酸性水溶溶液。然然后使这这些铝盐盐成为水水合物结结晶（经经蒸发结结晶）或或碱式铝铝盐（水水解结晶晶）从溶溶液中析析出，亦亦可用碱碱（NHH4OHH）中和和这些铝铝盐水溶溶液，使使铝成氢氢氧化铝铝析出。煅煅烧所得得到的氢氢氧化铝铝即可得得到氧化化铝。幻灯片112l 碱法：是是用碱（工工业烧碱碱NaOOH或纯纯碱Naa2COO3）处处理铝土土矿，使使矿石中中的氧化化铝变为为可溶的的铝酸钠钠。矿石石中的铁铁、钛等等杂质和和绝大部部分的硅硅
5、则成为为不溶解解的化合合物。将将不溶解解的残渣渣（称作作赤泥）与与溶液分分离，经经洗涤后后弃去或或综合处处理利用用。将净净化的铝铝酸钠溶溶液（称称为精液液）进行行分解以以析出氢氢氧化铝铝，经分分离洗涤涤和煅烧烧后，得得到产品品氧化铝铝。分解解母液则则循环使使用处理理铝土矿矿。 幻灯片113l 电热法可可用于处处理高硅硅高铁的的铝矿。在在电炉内内或高炉炉内还原原熔炼矿矿石，同同时获得得硅铁合合金与含含氧化铝铝的炉渣渣，二者者借比重重不同而而分开，再再用碱法法从炉渣渣中提取取氧化铝铝。电热热法仅适适用于有有廉价电电能供应应的个别别情况。幻灯片114l 酸碱联合合法：先先用酸法法从高硅硅铝矿中中制取
6、含含铁、钛钛等杂质质的不纯纯氢氧化化铝，再再用碱法法（拜耳耳法）处处理。这这一流程程的实质质酸法除除硅，碱碱法除铁铁。幻灯片115l 拜耳法是是直接利利用含有有大量游游离苛性性碱（NNaOHH）的循循环母液液处理铝铝土矿，溶溶出其中中氧化铝铝得到铝铝酸钠溶溶液，并并用加氢氢氧化铝铝种子（晶晶种）搅搅拌分解解的方法法，使铝铝酸钠溶溶液分解解析出氢氢氧化铝铝结晶。种种分母液液经蒸发发后返回回用于溶溶出另一一批铝土土矿。矿矿石中的的主要杂杂质SiiO2以以水合铝铝硅酸钠钠(Naa2OAl22O31.77SiOO2nH22O)的的形式进进入赤泥泥幻灯片116l 烧结法是是在铝土土矿中配配入石灰灰石（或
7、或灰石）、纯纯碱（含含大量NNa2CCO3的的碳分母母液），在在高温下下烧结而而得到含含有固态态铝酸钠钠的熟料料，用水水或稀碱碱溶液溶溶出熟料料，得铝铝酸钠溶溶液。经经脱硅净净化的铝铝酸钠溶溶液用碳碳酸化分分解法（向向溶液中中通入二二氧化碳碳气）使使溶液中中的氧化化铝成氢氢氧化铝铝结晶析析出。碳碳分母液液经蒸发发后返回回用于配配制生料料浆。矿矿石中的的主要杂杂质SiiO2是是以原硅硅酸钙（22CaOOSiOO2）的的形式进进入赤泥泥幻灯片117l 65 铝铝酸钠溶溶液中碱碱的类型型：苛性性碱、碳碳酸碱、硫硫酸碱、全全碱。什什么是全全碱？l 66 铝铝酸钠溶溶液的苛苛性比值值是指铝铝酸钠溶溶液中
8、 与 的的摩尔数数之比。铝铝酸钠溶溶液的苛苛性比值值越小，溶溶液的过过饱和度度值越大大。l 已知铝酸酸钠溶液液的浓度度为：AAl2OO3,1100gg/L；Na22OT,1200g/LL;Naa2OCC,200g/LL，计算算此溶液液的摩尔尔比MRR。幻灯片11867 铝铝酸钠溶溶液的硅硅量指数数是指溶溶液中所所含氧化化铝与二二氧化硅硅的质量量的比值值。硅量量指数铝酸钠钠溶液中中二氧化化硅的含含量纯度析出的的氢氧化化铝杂质质含量；反之之，则相相反幻灯片119l 68 不不同温度度下的NNa2OO-All2O33-H22O系溶溶解度等等温线图图说明什什么？l 各个温度度下的溶溶解度等等温线都都包
9、括两两个线段段，这两两个线段段的交点点为该温温度下溶溶解度的的最大点点 l 随温度升升高，等等温线的的曲率逐逐渐减小小，即越越来越直直，它的的两个线线段所构构成的夹夹角也逐逐渐增大大，这样样就使溶溶液的未未饱和区区越来越越大 l 溶解度的的最大点点随温度度升高而而向较高高的Naa2O浓浓度和AAl2OO3浓度度方向推推移 l 这与溶液液的平衡衡固相成成分改变变有关 幻灯片220l 69 在在任何较较高温度度或高苛苛性碱浓浓度条件件下制得得的平衡衡或接近近平衡的的铝酸钠钠溶液，当当进行冷冷却或稀稀释时，溶溶液都将将处于过过饱和状状态。l 70 从从制得过过饱和的的铝酸钠钠溶液到到开始分分解析出出
10、氢氧化化铝所需需时间的的长短，可可以衡量量该铝酸酸钠溶液液稳定性性的高低低。l 71 过过饱和程程度越大大，溶液液的稳定定性也越越低。幻灯片221l 72 铝铝酸钠溶溶液稳定定性的影影响因素素：铝酸酸钠溶液液苛性比比值、温温度、铝铝酸钠溶溶液浓度度、工业业铝酸钠钠溶液中中溶解的的杂质、添添加晶种种、搅拌拌。l 73 铝铝酸钠溶溶液的稳稳定性决决定于它它的过饱饱和度的的大小，同同时又受受溶液中中所含杂杂质的影影响。 l 74 拜拜尔法工工艺原理理幻灯片222l 答：拜尔尔法工艺艺l 75 拜拜尔法生生产氧化化铝的步步骤？l 溶溶出：得得到铝酸酸钠溶液液，使氧氧化铝与与杂质分分离l 稀稀释：降降低
11、铝酸酸钠溶液液的浓度度，便于于晶种分分解，便便于赤泥泥分离l 分分解：使使铝酸钠钠溶液中中的氧化化铝以氢氢氧化铝铝的形式式析出幻灯片223l 蒸蒸发：排排出多余余的水分分，保持持水量平平衡，使使蒸发母母液达到到浓度要要求l 煅煅烧：除除去氢氧氧化铝的的附着水水和结晶晶水，并并得到吸吸湿性较较差的氧氧化铝以以满足电电解需求求。l 76 拜拜尔法生生产氧化化铝工艺艺的诸多多工序中中，主要要由铝土土矿的溶溶出、溶溶出浆液液的稀释释、晶种种分解和和分解母母液蒸发发等四个个工序。l 77 一一次拜尔尔法循环环、拜尔尔法循环环、拜尔尔法的循循环效率率和循环环碱量l 答：生产产上将NNa2OOk经历历一次完
12、完整的溶溶出、稀稀释、晶晶种分解解及分解解母液蒸蒸发过程程称为一一次拜尔尔法循环环。幻灯片224l 答：拜尔尔法生产产中利用用循环母母液在高高温下溶溶出铝土土矿中的的氧化铝铝，而后后又在低低温、低低浓度、添添加晶种种的情况况下析出出氢氧化化铝。而而母液经经过蒸发发又浓缩缩到循环环母液原原来的成成分，这这样一个个循环过过程称之之为拜尔尔法循环环。l 答：循环环效率是是指1tt苛性碱碱（Naa2Okk）在一一次拜尔尔法循环环中所产产出的AAl2OO3量（tt），用用E表示示。单位位为 。l 答：循环环碱量是是指生产产一吨氧氧化铝在在循环母母液中所所必须含含有的碱碱量。它它是E的的倒数，常常用N表表
13、示，单单位为 。l 78 假假定在生生产过程程中不发发生Naa2Okk和All2O33的损失失，1mm3循环环母液中中的苛性性碱（ Na22Ok）含含量为nn(t)，含AAl2OO3质量量为a11(t),苛性性比值为为k1，溶溶出后溶溶液含AAl2OO3质量量为a22(t),苛性性比值为为k2，那那么1mm3循环环母液经经过一次次拜耳法法循环后后产出的的氧化铝铝的t数数应为：l 幻灯片225l l l 因为1mm3循环环母液中中含有nn(t)吨Naa2Okk，所以以循环效效率：l l 循环碱量量，它是是E的倒倒数，l 幻灯片226l 79溶出出时循环环母液的的k1愈愈大，溶溶出液的的k2愈愈小
14、，循循环效率率愈高，而而生产11吨氧化化铝所需需的循环环碱量越越小。l 80在预预热过程程中铝土土矿所含含的易与与碱液作作用的硅硅矿物在在常压温温度下即即开始与与碱液反反应而进进入溶液液，使溶溶液中的的氧化硅硅迅速增增加，然然后又成成为溶解解度很小小的水合合铝硅酸酸钠（称称为“硅渣”）从溶溶液中析析出，在在预热器器表面形形成结垢垢。幻灯片227l 81提高高温度和和原矿浆浆中的固固体含量量以及降降低Naa2O浓浓度，都都可加速速脱硅过过程。l 82各类类型铝土土矿中的的氧化铝铝矿物，与与苛性碱碱反应均均以铝酸酸钠形式式转入溶溶液l 83脱硅硅反应幻灯片228l l l 84含硅硅矿物的的危害l
15、 答：1）造造成Naa2O和和Al22O3损损失l 2） 水合铝铝硅酸钠钠在溶出出设备上上结垢幻灯片229l 3） 水合铝铝硅酸钠钠进入产产品造成成产品质质量降低低l 85氧化化钛对生生产的危危害l 答：1）造造成苛性性碱的损损失l 2）在在一水硬硬铝石型型铝土矿矿溶出时时，溶出出率会降降低l 3）细细小的酞酞酸钠会会生成胶胶体，恶恶化赤泥泥沉降幻灯片330l 86 影影响铝土土矿溶出出过程的的因素：矿石细细度、溶溶出温度度、循环环母液碱碱浓度和和苛性比比值、溶溶出液的的苛性比比值、添添加石灰灰。l 87高压压溶出系系统主要要设备：矿浆输输送泵、预预热器组组、溶出出器组、自自蒸发器器l 88
16、什什么是单单流法和和双流法法？ 幻灯片331l 单流法是是指将循循环母液液和矿石石一起磨磨制成原原矿浆进进行预热热溶出的的 方法法l 双流法是是指：仅仅将一部部分循环环母液送送去磨制制矿浆，大大部分母母液单独独预热到到溶出温温度，再再于溶出出器内和和浓稠矿矿浆混合合进行溶溶出的方方法。 l 89赤泥泥分离洗洗涤过程程的步骤骤：赤泥泥料浆稀稀释、沉沉降分离离 、赤赤泥反向向洗涤、溢溢流控制制过滤幻灯片332l 90分解解率是指指铝酸钠钠溶液中中分解析析出的氢氢氧化铝铝中所含含氧化铝铝数量占占精液中中氧化铝铝数量的的百分数数。l 91铝酸酸钠溶液液的加种种子分解解实际上上包括两两个方面面：铝酸酸根
17、离子子的分解解和氢氧氧化铝结结晶 幻灯片333l 92在铝铝酸钠溶溶液加种种子分解解过程中中，析出出的氢氧氧化铝多多晶体的的形成机机理：氢氢氧化铝铝晶核的的形成；氢氧化化铝晶体体的长大大；氢氧氧化铝晶晶体的附附聚；氢氢氧化铝铝晶体的的破裂磨磨损。l 93什么么是二次次成核（次次生成核核）？l 答：次次生成核核系指当当分解温温度低，晶晶种表面面积小，分分解精液液的过饱饱和度高高时，生生成的晶晶核表面面变得粗粗糙，长长成向外外突出的的细小枝枝晶，在在颗粒相相互碰撞撞以及流流体剪切切力作用用下，这这些细小小晶体脱脱离母晶晶而落入入溶液中中，称为为新晶核核。幻灯片334l 94附聚聚 在在适当条条件下
18、，一一些细小小的晶种种颗粒（特特别是220微米米以下的的）由于于相对运运动而碰碰撞并粘粘结成为为一个较较大的颗颗粒，同同时伴随随有颗粒粒数目的的减少。l 95溶液液过饱和和度高、温温度高、种种子晶粒粒细小且且数量多多时，有有利于附附聚过程程的进行行。 l 96 影影响晶种种分解的的主要因因素：分分解原液液的浓度度和分子子比（摩摩尔比）、分分解温度度、种子子数量和和质量、杂杂质影响响。幻灯片335l 97种子子的数量量通常用用种子系系数或种种子比来来表示，其其定义为为种子中中Al22O3含含量与溶溶液中AAl2OO3含量量的比值值。l 98种子子分解设设备系统统 分解解原液冷冷却，分分解槽及及氢
19、氧化化铝的分分离和洗洗涤。l 99氢氧氧化铝在在煅烧过过程中将将发生附附着水的的蒸发、氢氢氧化铝铝结构水水的脱水水及相变变。幻灯片336l 100根根据物料料在窑内内发生的的物理化化学变化化，可以以将窑从从窑尾起起划分为为烘干带带、脱水水带、煅煅烧带和和冷却带带四个带带。l 101 拜尔法法生产氧氧化铝进进入生产产流程的的水分为为赤泥洗洗水、氢氢氧化铝铝洗水、原原料带入入、蒸汽汽直接加加热的冷冷凝水。幻灯片337l 102蒸蒸发设备备 ：外外加热式式自然循循环蒸发发器、降降膜式蒸蒸发器、闪闪速蒸发发器l 103 烧结法法原理？l 答：烧结结法原理理是用碳碳酸钠和和石灰石石按一定定比例与与铝土矿
20、矿烧结，使使原料中中的各成成分通过过烧结反反应（高高温固相相反应）转转变为固固体铝酸酸钠Naa2OAl22O3、铁铁酸钠NNa2OOFe22O3、硅硅酸二钙钙2CaaOSiOO2和钛钛酸钙CCaOTiOO2的熟熟料。用用稀碱溶溶液溶出出这种熟熟料得到到铝酸钠钠溶液，向向溶液中中通入CCO2气气体，即即可析出出氢氧化化铝。原原料中的的氧化硅硅则以原原硅酸钙钙的形式式转入泥泥渣。幻灯片338l 104碳碳酸化分分解 是指铝铝酸钠溶溶液经过过净化（脱脱硅），通通入COO2气体体，降低低其稳定定性，析析出氢氧氧化铝 的方法法l 105 烧结法法工艺过过程？l 答：烧烧结法工工艺工程程：生料料配料和和烧
21、结、熟熟料溶出出、粗液液脱硅、碳碳酸化分分解、氢氢氧化铝铝煅烧、碳碳分母液液蒸发 。幻灯片339l 106烧烧结过程程的目的的就是要要使原料料中的AAl2OO3转变变成易溶溶于水或或稀碱溶溶液的化化合物，而而使SiiO2、FFe2OO3和TTiO22等杂质质转变为为不溶于于水或稀稀碱溶液液的2CCaOSiOO2 、NNa2OOFe22O3和和CaOOTiOO2等化化合物。幻灯片440l 107熟熟料的物物相组成成：铝酸酸钠（NNa2OOAl22O3）、铁铁酸钠（NNa2OOFe22O3）、硅硅酸二钙钙（2CCaOSiOO2）、钛钛酸钙（钙钙钛石CCaOTiOO2） l 108 正烧结结熟料、正
22、正烧结、正正烧结温温度、烧烧结温度度范围、过过烧结熟熟料、过过烧结、过过烧结温温度、近近烧结熟熟料、近近烧结、近近烧结温温度、黄黄料、欠欠烧结、欠欠烧结温温度。幻灯片441l 答：生生产上把把烧结过过程中液液相量为为20%300%时所所得到的的熟料称称正烧结结熟料；l 生产上上把得到到正烧结结熟料的的烧结称称为正烧烧结；l 生产上上把得到到正烧结结熟料的的烧结温温度称正正烧结温温度；l 正烧结结的上限限温度与与正烧结结的下限限温度之之差称为为熟料的的烧结温温度范围围；l 生产上上把烧结结过程中中液相量量多于330%时时所得到到的熟料料称过烧烧结熟料料；l 生产上上把得到到过烧结结熟料的的烧结称
23、称为过烧烧结；l 生产上上把得到到过烧结结熟料的的烧结温温度称过过烧结温温度；l 生产上上把烧结结过程中中液相量量少于220%时时所得到到的熟料料称近烧烧结熟料料；l 生产上上把得到到近烧结结熟料的的烧结称称为近烧烧结；l 生产上上把得到到近烧结结熟料的的烧结温温度称近近烧结温温度；l 生产上上把烧结结过程中中液相量量少于55%时所所得到的的熟料称称黄料；幻灯片442l 生产上上把得到到黄料的的烧结称称为欠烧烧结；l 生产上上把得到到黄料的的烧结温温度称欠欠烧结温温度；l 109 根据窑窑内物料料沿窑长长的温度度和物理理化学变变化的特特点，可可以将窑窑依次划划成烘干干带、预预热带、分分解带、烧
24、烧成带和和冷却带带五个带带。l 110 一次反反应、二二次反应应l 答：生生产中把把熟料中中的All2O33和Naa2O进进入溶液液的反应应称作主主反应，也也叫一次次反应幻灯片443l 把原硅酸酸钙与铝铝酸钠溶溶液的反反应称作作副反应应，也叫叫二次反反应。l 111 溶出过过程的主主反应：铝酸钠钠、铁酸酸钠、钛钛酸钙和和Na22S、CCaS、FFeS等等二价硫硫化物。l 112在在溶出过过程中原原硅酸钙钙会与铝铝酸钠溶溶液的各各组分发发生相互互反应，生生成含有有Al22O3或或同时含含有All2O33和Naa2O的的不溶性性物质而而进入赤赤泥，造造成All2O33和Naa2O的的损失，这这就是
25、二二次化学学反应损损失。幻灯片444l 113 铝硅比比、碱比比、钙比比l 答：铝硅硅比是指指生料浆浆中氧化化铝与氧氧化硅的的物质的的量的比比值。l 碱比是指指生料浆浆中氧化化钠的物物质的量量与氧化化铝和氧氧化铁的的物质的的量之和和的比值值。幻灯片445l 钙比比是指生生料浆中中氧化钙钙与氧化化硅的物物质的量量的比值值l 114 影响熟熟料溶出出过程的的因素：温度、NNa2OOk浓度度、碳酸酸钠浓度度、溶出出液固比比与赤泥泥含量、溶溶出时间间、熟料料的磨细细度。幻灯片446l 115 铝酸钠钠溶液脱脱硅的目目的：在在碳酸化化分解之之前，脱脱硅制成成精液，保保证产品品的纯度度。l 116 铝酸钠
26、钠溶液脱脱硅的实实质是使使铝酸钠钠溶液中中的SiiO2转转变为溶溶解度小小的固相相物质沉沉淀析出出，液固固分离，提提高溶液液的硅量量指数，同同时降低低溶液中中的浮游游物含量量。l 117 脱硅方方法幻灯片447l 不添加石石灰使溶溶液中的的SiOO2成水水合铝硅硅酸钠析析出l 添加石灰灰使溶液液中的SSiO22以水化化石榴石石3CaaOAl22O3xSiiO2(6-2x)H2OO形式析析出l 118 不加石石灰进行行脱硅的的影响因因素：温温度、溶溶液的AAl2OO3浓度度、溶液液的Naa2Okk浓度、溶溶液的NNa2CCO3浓浓度、脱脱硅时间间、搅拌拌、晶种种幻灯片448l 119 加石灰灰进
27、行脱脱硅的影影响因素素： 溶溶液中NNa2OOK浓度度和All2O33浓度、溶溶液的NNa2OOC浓度度、石灰灰添加量量和质量量、溶液液中SiiO2含含量、温温度l 120 碳酸化化分解的的物理化化学过程程l 答：（11）二氧氧化碳为为铝酸钠钠溶液吸吸收，中中和苛性性碱；幻灯片449l (2) 氢氧氧化铝结结晶析出出；l (3) 溶液液脱硅析析出水合合铝硅酸酸钠结晶晶；l (4) 水合合碳酸铝铝钠的生生成和破破坏，并并在碳酸酸化分解解终了时时沉淀析析出。l 121 碳酸化化分解过过程的原原理：苛苛性碱中中和、氢氢氧化铝铝结晶过过程l 122 碳分过过程中氧氧化硅的的析出 在碳酸酸化分解解过程中
28、中，铝酸酸钠溶液液中SiiO2析析出变化化曲线可可分为三三个阶段段（图11-122）。 幻灯片550l 第一阶段段（分解解初期）表表明有AAl(OOH)33与SiiO2共共同析出出。分解解原液中中的A/S越高高，这段段曲线也也越短，与与氢氧化化铝共同同析出的的SiOO2就越越少。l 第二阶段段表明只只析出氢氢氧化铝铝而不析析出SiiO2，表表现为SSiO22析出变变化曲线线与横坐坐标轴平平行。这这一段的的长度随随分解原原液中AA/S的的提高而而延长。l 第三阶段段表明随随氢氧化化铝的析析出，SSiO22也强烈烈析出。幻灯片551l 图11-122中A/S较低低的溶液液，其SSiO22浓度可可能
29、仍为为过饱和和状态，但但不具备备合适的的脱硅条条件，只只有当第第一批氢氢氧化铝铝呈细分分散状态态析出后后，因比比表面积积大、吸吸附能力力强，从从溶液中中吸附部部分SiiO2。溶溶液中SSiO22过饱和和度越高高，被吸吸附的SSiO22量就越越大。幻灯片552l 随溶液液继续分分解，氢氢氧化铝铝颗粒增增大，比比表面积积减小，吸吸附能力力下降，这这时只有有氢氧化化铝单独独析出。随随Na22O和AAl2OO3浓度度的降低低，SiiO2过过饱和度度不断提提高，当当SiOO2过饱饱和度达达到一定定极限时时，SiiO2即即以水合合铝硅酸酸钠形式式和氢氧氧化铝一一起强烈烈析出。l 123 在生产产中要根根据
30、精液液的A/S和产产品中允允许的SSiO22含量（等等级标准准）来规规定碳酸酸化分解解率。幻灯片553l 124 现代铝铝工业的的主要生生产环节节: (1) 从铝土土矿提取取氧化铝铝氧化化铝生产产；l (2) 用冰晶晶石-氧氧化铝融融盐电解解法生产产金属铝铝铝电电解；l (3) 铝加工工。l 125 研究炼炼铝新方方法的目目的l (1) 节省能能量消耗耗幻灯片554l (2) 试图利利用低品品位铝矿矿（例如如粘土）来来代替高高品位铝铝矿以提提取氧化化铝 l 126 比较有有前途发发展的炼炼铝新方方法l 铝矿直接接还原法法制取铝铝硅合金金l 氯化铝电电解法l 氧化铝低低温电解解法l 127 冰晶
31、石石-氧化化铝融盐盐电解法法幻灯片555l 答：直直流电流流通入电电解槽，在在阴极和和阳极上上起电化化学反应应。电解解产物，阴阴极上是是铝液，阳阳极上是是CO22和COO气体。铝铝液用真真空抬包包抽出，经经过净化化和澄清清之后，浇浇铸成商商品铝锭锭，其质质量达到到99.5999.88%All。阳极极气体中中还含有有少量有有害的氟氟化物和和沥青烟烟气，经经过净化化之后，废废气排放放入大气气，收回回的氟化化物返回回电解槽槽。幻灯片556l 128 铝电解解的溶剂剂：冰晶晶石、氟氟化铝、氟氟化钙、氟氟化镁、氟氟化锂 l 129 合成冰冰晶石：酸法冰冰晶石和和副产冰冰晶石幻灯片557l 130 制造酸
32、酸法冰晶晶石的工工序：l 制酸酸l 制盐盐幻灯片558l 131 电极为为何采用用炭电极极？l 答：在铝电电解过程程中，高高温的具具有很大大侵蚀性性的冰晶晶石熔液液直接同同电极接接触。在在各种电电极材料料当中，只只有炭素素材料能能够抵抗抗这种侵侵蚀性并并且能良良好地导导电而又又价格低低廉。l 132 (1) 炭阳阳极在电电解过程程中参与与电化学学反应而而连续消消耗幻灯片559l (2) 炭阴极极原则上上只破损损而不消消耗。在在炭阴极极上经常常有一层层铝液覆覆盖着，这这层铝液液实际上上就是阴阴极。 l 133 炭块糊糊、阳极极糊、生生炭块、预预焙阳极极炭块l 炭块糊（阳阳极糊）是是焦炭经经高温煅
33、煅烧后，进进行中碎碎和粉碎碎，然后后按照不不同的粒粒度组成成与一定定比例的的沥青进进行配料料，经混混捏后所所得的最最终产品品。直接接用于自自焙阳极极称为阳阳极糊，用用于制造造预焙阳阳极称炭炭块糊。 幻灯片660l 生炭块是是由炭块块糊经振振动成型型或挤压压成型所所得团块块。l 生炭块经经过高温温焙烧后后，便得得到预焙焙阳极炭炭块 l 焦炭是石石油焦或或石油焦焦和沥青青焦的混混合物l 石油焦是是渣油蒸蒸馏过程程中的副副产物，其其灰分低低于0.5%，挥挥发分低低于100122%l 沥青焦是是炼焦副副产物煤煤沥青在在高温下下焦化的的产物，灰灰分低于于0.55%，硫硫含量较较低（0.55%）。 幻灯片
34、661l 134 依软化化点的不不同，沥沥青分为为：软沥沥青、中中硬沥青青、硬沥沥青l 135 固定炭炭量l 答：在隔隔绝空气气的条件件下，沥沥青在8800干馏33小时排排除所有有挥发分分之后，残残余的总总炭量称称为它的的固定炭炭量。幻灯片662l 136 阳极糊糊为什么么要具有有一定的的的塑性性（或流流动性） ？l 答：在上上插棒电电解槽上上，拔棒棒之后遗遗留下来来的孔洞洞，宜由由上面的的阳极糊糊来填满满，因此此阳极糊糊应该具具有足够够的流动动性。但但是，在在任何情情形下，阳阳极糊软软化时的的流动性性不应引引起糊中中焦粒偏偏析，也也不应使使上插棒棒阳极拔拔棒后遗遗留下来来的孔洞洞被富集集着沥
35、青青的炭糊糊所填充充，以免免由此而而造成危危害。l 137 阳极糊糊流动性性的影响响因素幻灯片663l 答：糊中中沥青的的配比、沥沥青的软软化点、阳阳极上部部温度l 138 预焙阳阳极碳块块的生产产方法：挤压成成型法和和振动成成型法l 139 振动成成型法的的优点：l (1) 能使使生炭块块更加密密实l (2) 能提提高劳动动生产率率和减少少设备投投资幻灯片664l (3) 不需需要很大大的费用用就可以以使生炭炭块的尺尺寸和形形状随生生产需要要而改变变 l 140 炭阳极极消耗指指数l 按每1AAh电量量计算，阳阳极的实实际炭耗耗量对理理论炭耗耗量的比比率，称称为炭阳阳极消耗耗指数简简称炭耗耗
36、指数。l 141 碳的原原子量为为12.0111。理论论上每法法拉第电电量(9964887C)消耗11克当量量l 炭。当阳阳极一次次反应生生成1000%CCO2时时，炭的的电化学学常数是是：l 幻灯片665l l l l l 142 中型旁旁差分棒棒自焙阳阳极电解解槽，一一般电流流效率为为87.5%，阳阳极糊单单消为5530kkg/tt铝，阳阳极糊焙焙烧之后后剩下的的炭量为为4800kg左左右。此此时，生生产每吨吨铝实际际所需的的电量为为：l l l 每安培培小时电电量实际际消耗的的炭量是是：ll l幻灯片666l 因此l l l 亦即相相对于理理论上的的炭耗量量来说，实实际上多多消耗了了26
37、%。l 143 工业铝铝电解槽槽的构造造主要包包括阳极极、阴极极和母线线幻灯片667l 144 铝电解解槽有阳阳极母线线、阴极极母线和和立柱母母线；铝铝母线有有两种：压延母母线和铸铸造母线线。l 145 铝母线线的配置置方式：双端进进电、单单端进电电、四端端进电l 146 铝电解解槽系列列是铝生生产的单单元幻灯片668l 147 电解槽槽串联连连接是指指直流电电从整流流器之正正极经铝铝母线送送到电解解槽的阳阳极，经经电解质质和铝液液层流过过阴极，然然后进入入下一台台电解槽槽的阳极极，依次次类推。从从最后一一台电解解槽阴极极出来的的电流，返返回整流流器的负负极。l 148 铝电解解槽配置置方式l
38、 幻灯片669l 149 铝电解解质组成成 冰晶晶石和氟氟化铝作作熔剂、三三氧化铝铝作原料料l 150 铝电解解质体系系：NaaF-AAlF33二元系系、Naa3AllF6-Al22O3二二元系、NNa3AAlF66-AllF3-Al22O3三三元系 l 151 NaFF-AllF3二二元系中中有冰晶晶石和亚亚冰晶石石两种化化合物，还还可能有有单冰晶晶石。152 亚冰晶晶石(NNa5AAl3FF14) 在NNaF-AlFF3二元元系中是是由初晶晶体Naa3AllF6（固固相）与与液相幻灯片770l 起包晶反反应而生生成l 153 写出图图中每一一区域的的平衡共共存相l 154 冰点降降低公式式
39、l l 幻灯片771l 155l 156 添加剂剂l 采取往冰冰晶石-氧化铝铝熔液中中，添加加某些能能够改善善它的物物理化学学性质以以及提高高电解生生产指标标的盐类类，这种种盐类称称为添加加剂。l 157 添加剂剂应满足足的要求求幻灯片772l 答：在铝铝电解过过程中不不分解，保保证铝的的质量和和电流效效率；应应能改善善冰晶石石-氧化化铝熔液液的物理理化学性性质，对对氧化铝铝在冰晶晶石熔液液中的溶溶解度没没有大的的影响；应来源源广泛并并且价格格低廉l 158 添加剂剂种类：氟化铝铝、氟化化钙、氟氟化镁、氟氟化锂、氯氯化钠、氯氯化钡l 159 工业电电解质有有传统电电解质、弱弱酸性电电解质、酸酸
40、性电解解质和低低熔点电电解质l 160 酸性电电解质幻灯片773l 答：酸性性电解质质是指除除了冰晶晶石（NNa3AAlF66）之外外，还含含有一定定数量的的游离氟氟化铝（AAlF33）的电电解质。游游离氟化化铝含量量越高，则则电解质质的酸度度愈大。l 161 酸性电电解质的的优点l 答： 熔熔点比较较低，可可以降低低电解温温度l 铝在其中中的溶解解度较小小，有利利于提高高电流效效率幻灯片774l 电解质结结壳酥松松好打 l 162 添加加CaFF2和LLiF会会使摩尔尔比增大大，而添添加MggF2（当当然也包包括添加加AlFF3）会会使摩尔尔比减小小。l 163 某一电电解槽内内有电解解质3
41、5500公公斤，其其组成为为NaFF=522.5%，AllF3=37.5%，MMgF22=3%，All2O33=2%。试计计算其NNaF/AlFF3摩尔尔比，以以及调整整到摩尔尔比2.5所需需之AllF3量量。l 解 槽槽内剩余余NaFF量=552.55%-00.6773%=50.5%l 电解液摩摩尔比，幻灯片775l 设m为配配入的AAlF33%，则则l 164 影响冰冰晶石-氧化铝铝熔液中中纯钠和和纯铝析析出电位位差值的的因素：l 随着电解解质NaaF/AAlF33摩尔比比增大而而减小l 随电解质质温度升升高而减减小l 随电解质质中All2O33浓度减减少而减减小l 随电解质质阴极电电流密
42、度度（d阴阴）的提提高而减减小。幻灯片776l 165 铝电解解中阳极极反应的的步骤l 氧离子越越过双电电层在阳阳极上放放电，并并生成原原子态氧氧：l 吸附在阳阳极上的的氧与炭炭阳极本本身发生生作用，生生成碳氧氧化合物物CxOO：l CxO分分解出CCO2，此此CO22仍然吸吸附在炭炭阳极上上：l 166 阳极极效应是是发生在在阳极上上的一种种特殊现现象，当当其发生生时，阳阳极上出出现许多多细小而而明亮的的电弧，槽槽电压升升高到数数十伏。 幻灯片777l 167 发生阳阳极效应应的机理理学说：湿润性性学说、氟氟离子放放电学说说、静电电引力学学说l 湿润性学学说：发发生阳极极效应是是由于电电解液
43、对对炭阳极极湿润性性的改变变。All2O33是一种种表面活活性物质质，它能能减小冰冰晶石熔熔液在炭炭素材料料上的界界面张力力。当冰冰晶石熔熔液中AAl2OO3含量量高时，熔熔液对炭炭阳极湿湿润良好好，阳极极气泡不不能停留留在阳极极上，故故不致发发生阳极极效应；而当AAl2OO3含量量低时，熔熔液对炭炭阳极湿湿润不良良，阳极极气泡便便能够停停留在阳阳极上，最最终连成成一片而而发生阳阳极效应应。幻灯片778l 氟离子放放电学说说：发生生阳极效效应是由由于阳极极过程从从氧离子子放电转转变到氧氧离子与与氟离子子共同放放电所致致。这种种学说认认为当氟氟离子放放电时，在在炭阳极极上生成成碳氟化化合物，这这
44、是一种种表面能能很小的的化合物物，它减减弱电解解质对炭炭阳极的的湿润性性，故引引起阳极极效应的的发生。 l 静电引力力学说：阳极气气泡所带带的电荷荷的改变变，是发发生阳极极效应的的原因。当当电解液液中All2O33浓度较较高时，气气泡带正正电，故故被阳极极排斥；当All2O33浓度低低时，气气泡带负负电，故故被阳极极吸引住住，于是是发生阳阳极效应应。 l 幻灯片779l 168 铝的溶溶解度，通通常是指指在一定定温度并并有过量量金属存存在时，在在平衡状状态下，溶溶解在密密闭容器器内融盐盐中的铝铝量，以以百分数数表示之之。l 169 铝在冰冰晶石-氧化铝铝熔液中中溶解的的四种方方式l 铝与冰晶晶石熔液液发生化化学反应应，生成成低价氟氟化铝：l 铝置换冰冰晶石中中的钠，生生成元素素钠：l 铝以电化化学溶解解方式，生生成低价价铝离子子，并给给出电子子：幻灯片880l 物理溶解解 l 170 在铝电电解中，遵遵照法拉拉第定律律，每通通过1FF电量，阴阴极上析析出1克克当量铝铝，同时时阳极上上析出11克当量量氧。 得铝和和氧的电电化学当当量值分分别为多多少 ？l 171 电流效效率降低低的原因因：铝的的溶解和和损失 、析