工业炼铝主要方法
2013-2-19
目前工业上冶炼铝主要是以电解法为主,其实用热还原法也是可以冶炼的,但是由于其冶炼成本太高,因此并没有得到广泛应用。电解法冶炼以纯净的氧化铝为原料采用电解制铝,因此冶炼铝的第一步是需要先生产出氧化铝,目前世界上的氧化铝几乎都是用碱法生产的,分拜尔法、烧结法和拜尔-烧结联合法,以拜尔法为主。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。
目前世界氧化铝工业除俄罗斯是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。
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。
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。
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