氧化铝理化特性对生产的影响及检测

氧化铝理化特性对生产的影响及检测

林珊

（佛山市陶瓷研究所检测有限公司）

摘要：本文通过对氧化铝原料理化性能对氧化铝陶瓷生产的影响进行分析，提

出在氧化铝陶瓷生产中应该进行的检测要求，检测结果为生产和科研提供有效数

据，保证产品的性能和质量。

关键词：氧化铝，氧化铝陶瓷，检测

1、前言

在陶瓷生产中，为提高产品的性能和拓宽产品的用途，添加功能材料是历史悠久的做法，其中添加氧化铝粉最为常用。氧化铝陶瓷也是氧化物陶瓷中应用最广、产量最大的陶瓷。据不完全统计，氧化铝陶瓷的应用包括：陶瓷刀具、工业用阀、电子配件、化工陶瓷（滤膜、涂层等）、医用陶瓷、建筑卫生陶瓷、耐火陶瓷材料、航空航天陶瓷等等。

氧化铝陶瓷中氧化铝粉的加入量对产品有不同的影响，氧化铝的理化特性对产品的影响非常明显，检测并控制氧化铝粉的特性指标对生产有着重要意义。普通型氧化铝陶瓷以产品中氧化铝含量分为99瓷、95瓷、90瓷、85瓷，氧化铝含量在75%以上都归为普通高铝瓷。还有更多的添加氧化铝的陶瓷产品，其氧化铝含量在40%以上，即便氧化铝的加入量不高，产品的性能也已发生变化。最显著的性能提高有：硬度、强度、耐高温、耐磨性等等。

氧化铝本身的特性具有多样化，比如化学成分、晶型组成、微观结构、颗粒级配等项目繁多，这些特性正是影响产品的重要因素，由于各项特性指标的不同，可能导致生产过程收缩程度不同、烧结温度不同而最终引起产品的优异性能大打折扣。研究氧化铝的特性及检测方法，分析检测数据的变化，对生产用料及生产工艺都有指导意义。

目前最常用的氧化铝及产品的检测方法有很多，氧化铝粉检测的国家标准为《GB/T6609-2009氧化铝化学分析方法和物理性能测定方法》系列，该法对氧化铝样品的化学成分、物理性能中的安息角、松装密度、颗粒度、吸附指数、α-Al2O3含量、磨损指数、流动指数等等的检测都进行了规定。与氧化铝相关的国家标准还有：《GB/T 2479-2008 普通磨料白刚玉》、《GB/T 3044-2007 白刚玉、铬刚玉化学分析方法》、《GB/T 15154-1994 电子陶瓷用氧化铝粉体材料》等更多方法。

而关于氧化铝陶瓷产品，则无论是国家标准，行业标准都非常多，比如《GB/T 27979-2011 氧化铝耐磨陶瓷复合衬板》、《JC/T2024—2010 陶瓷金卤灯用半透明氧化铝管》、《JC/T848.1-2010 耐磨氧化铝球》、《JC/T848.2-2010耐磨氧化铝衬砖》等等，在这里不一一列举。

本文主要是通过分析氧化铝原料理化特性对氧化铝陶瓷生产的影响，提出相应的检测方法，建议氧化铝陶瓷生产企业选择合适的方法监控生产，以便使结果更具针对性，对产品研究和质量控制提供科学的帮助。

2、氧化铝的理化性能对氧化铝陶瓷生产的影响及检测

⑴氧化铝纯度与α-Al2O3含量~

氧化铝陶瓷原料中的氧化铝粉对陶瓷产品性能起重要作用的因素是其中的α-Al2O3晶相氧化铝，氧化铝有12种晶相，最常见的3种是α-Al2O3、β-Al2O3和γ-Al2O3。

α-Al2O3的特点是晶体结构紧密，硬度大、耐磨损、耐腐蚀、高温稳定，氧化铝陶瓷的优异性能源自原料中α-Al2O3的加入量。工业Al2O3中含有较多γ—Al2O3和β—Al2O3，而γ—Al2O3有较强的吸水性，并在加热至1200℃以上后不可逆地转变为α—Al2O3，同时伴有14%左右的体积收缩，β—Al2O3含有Na2O、CaO等碱性成分，影响产品的最终性能，所以为消除这些不良影响，在制坯前应该对工业Al2O3进行预烧，目的就是消除过大收缩和除去Na2O等物质，提高原

料的纯度。

随着产业分工细化，工业氧化铝的预烧由氧化铝生产厂家完成。生产企业作为原料使用者，首先要监控氧化铝的纯度。依据《GB/T6609氧化铝化学分析方法和物理性能测定方法》标准第34部分，大于98%质量分数的氧化铝含量需检测其杂质含量后进行计算，GB/T6609标准第1~21部分是对氧化铝中可能存在的化学成分进行检测的方法，其中原子吸收光谱法、分光光度法为主要方法。比较先进的方法是用X射线荧光光谱法迅速测定氧化铝粉末中的全部化学成分，该法的测定范围更大，氧化铝含量大于45%均在该法的测定范围。氧化铝质量分数大于99.9%的氧化铝则需要更高科技的检测方法，如ICP-MS方法。

其次是要测定α-Al2O3的含量，依据GB/T6609标准第32部分，规定了测定α-Al2O3含量采用X射线衍射方法。尽管α-Al2O3能带给产品许多优异性能，但是γ—Al2O3具有较强的化学活性，对吸附材料有一些作用。

⑵颗粒度与微观形状

许多研究表明，氧化铝的颗粒度对制品的性能影响很大，降低氧化铝的粉体粒度，更有利于制品的高性能形成。一般，工业氧化铝经过1400℃的预烧，其中的γ—Al2O3转换成α-Al2O3，松散的粉体会结聚，转换后的α-Al2O3晶粒会长大，所以使用预烧过的氧化铝需进行研磨，研磨工序也由氧化铝生产厂家完成。经研磨后的氧化铝粒度被降低，有利于提高制品的断裂韧性、耐磨性，也有利于消除制品中刚玉与玻璃相膨胀系数差异导致的应力集中，从而提高抗热震性能。氧化铝陶瓷生产企业根据科研和生产的要求，选定不同粒度的氧化铝粉体，进行原料和配料的颗粒级配监控，保证原料的稳定性。

《GB/T6609氧化铝化学分析方法和物理性能测定方法》标准对20μm和更大粒度氧化铝颗粒度的测定制定有3个方法，分别是第27部分、第28部分和第37部分，这些方法主要针对中粒度和大粒度氧化铝粉末制定的，采用的是筛分的方法。对于微小粒度的氧化铝粉末的颗粒度测定无论是专门的检测机构还是企业的质量监控都是采用激光粒度仪进行检测。

经过1400℃预烧的氧化铝，其颗粒呈不规则的长片状，带有齿边（图1）；经研磨后，氧化铝颗粒呈等轴状，接近球形颗粒状，有时有些带有棱角（图2）。研磨时间越长，颗粒越细，这样的球状颗粒效果更明显，使用效果更佳。

图1 图2

有条件的生产企业，可以进行原料和制品的微观结构检测和研究，通过扫描电镜检测可获得甚至放大几十万倍的颗粒形貌，对研究和生产必定有帮助。

球状颗粒均匀分散在制品配料中，不同大小的颗粒级配互相填充能得到相对致密的坯体，并且坯体不易断裂，制品的强度、韧性等机械性能相对更好。

⑶流动性与分散性

氧化铝无论作为主原料还是添加原料，均匀分布在配料中是制品性能稳定的重要条件之一。这一条件取决于原料的流动性和分散性，工业氧化铝是松散的结晶粉末，分散度较高；高温煅烧过的氧化铝，已形成长片状，分散性较差，流动性也差。经过研磨，颗粒形状改善，流动性提高，分散性也得到提高。

《GB/T6609氧化铝化学分析方法和物理性能测定方法》标准第31部分：流动角的测定、第36部分：流动时间的测定，可以评价氧化铝的流动性与分散性。第24部分：安息角的测定也可以评价氧化铝的一些性能。如当氧化铝的粒径越小，安息角会较大；氧化铝的粒子比较光滑，安息角就会较小，间接表征了原料的流动性与分散性。

⑷可塑性与烧成收缩

氧化铝是瘠性原料，氧化铝加入量越大的氧化铝陶瓷配料塑性越差，需要加入粘结剂。配料达到合适的塑性指数，成型效果最好，坯体干燥时不易开裂。对于不同氧化铝加入量的制品配方，粘结剂的加入量也不一样，对于每一配方都有适合的塑性指数，研究塑性指数与制品性能的关系，调节粘结剂的加入量，对于生坯干燥和素烧工序的时间和温度设定能提供有效依据。塑性指数由可塑性仪进行测定。

由于氧化铝颗粒形状的原因，压制成型的氧化铝陶瓷制品可能在受压的垂直和平行方向出现不一样的收缩率，影响生坯的干燥和制品的烧成效果，严重时造成产品尺寸差异或变形、开裂等。经过预烧和研磨的氧化铝颗粒形状比较对称，这种影响会降低。检测加入不同氧化铝原料的坯体收缩率，并加以控制，有利于提高产品质量。测定收缩率由车间进行更合理，样片的产销压力、煅烧过程与产品的条件一致，结果更接近生产需要。

⑸其他相关指标

氧化铝陶瓷的优异性能源自优质氧化铝原料的加入，评价氧化铝质量的指标有很多，其中比重也是重要指标之一。不同晶相氧化铝的比重不同，α-Al2O3的比重为3.96~4.01g/cm3，β-Al2O3的比重为 3.30~3.63g/cm3，γ-Al2O3比重为 3.42~3.47g/cm3。通过测定原料比重可以初步判定α-Al2O3的含量是否满足使用要求。比重测定用比重瓶法，也可以用真密度仪法。

《GB/T6609氧化铝化学分析方法和物理性能测定方法》标准有对氧化铝松装密度、有效密度、吸附指数、磨损指数、比表面积的检测方法，对不同产品的工艺需要提供帮助。

其中松装密度决定成型模腔的装粉高度。影响氧化铝粉松装密度的因素很多，如颗粒形状、尺寸、表面粗糙度及粒度分布等。在生产中，为了保证制品密度的一致，必须要求粉末松装密度稳定。

3、结论

氧化铝陶瓷的优异性能来自氧化铝的优异特性，氧化铝陶瓷生产从原料利用到生产规模都越来越广泛，优质的氧化铝价格昂贵，氧化铝陶瓷生产历经原料的优选与加工、配方的研制、成型方案的设计、坯体的干燥与素烧、烧结温度的制定和执行、后精细加工等复杂冗长的工序，批量生产若出现差错损失严重，严格控制每一工序的质量非常重要，而控制氧化铝的纯度、α-Al2O3含量、颗粒级配的稳定性尤为重要，配合生产的要求进行检测，是最有效的监控方式。

通过检测保证生产质量，通过对检测数据的系统研究，还能开发出功能新异、更符合现代需求的氧化铝陶瓷产品。

氧化铝的各项检测的结果既相关又分别表述不同特性，检测做得越细对氧化铝陶瓷的性能判定和了解也更精确，积累和总结检测结果对氧化铝陶瓷产品的研究和生产具有科学意义。

参考文献

⑴徐平坤，董应榜，《刚玉耐火材料》，冶金工业出版社

⑵《GB/T6609-2009氧化铝化学分析方法和物理性能测定方法》系列

⑶付鹏，刘卫东。氧化铝陶瓷生产工艺中的质量控制

⑷张小锋，于国强，姜林问。氧化铝陶瓷的应用

氧化铝生产流程

氧化铝生产流程控制概述(1) 铝是世界上第二大常用金属，其产量和消费量仅次于钢铁，是国民经济中具有支撑作用和战略地位的金属原材料。氧化铝是铝冶炼的主要原料，每生产1吨原铝需要消耗近2吨氧化铝。此外，各种特殊性能的氧化铝也广泛应用于电子、石油、化工、耐火材料、陶瓷、造纸、制药等行业，因此，氧化铝生产在我国经济建设中占有十分重要的地位。 我国具有较丰富的铝土矿资源（保有储量约26亿吨），居世界第四位，具备发展铝工业的资源条件。我国的氧化铝是在建国后伴随着电解铝的生产和发展建立起来的，八十年代以来得到了较快发展。近年来，氧化铝价格的暴涨，激励投资者和氧化铝厂持续加速生产和扩张。国内目前已有中铝公司所属的山东、山西、河南、中州、贵州、平果、重庆与遵义（拟建）八大铝厂，广西华银（160万吨）、阳煤集团（120万吨）、鲁能晋北、山东信发（100万吨）、三门峡开曼、东方希望（80万吨）铝业等数十个大小氧化铝厂建成或在建。据专家估计，2006年我国的氧化铝产量将年增29-33%，达到1200-1300万吨。 氧化铝生产工艺类型 氧化铝是用不同的生产方法是从铝土矿中提取出来的白色粉末。氧化铝是典型的大型复杂流程性工业，全世界90%以上的氧化铝直接采用的是经济的拜耳法生产流程，而我国氧化铝企业因矿质的不同，而分别选用不同的生产工艺。 烧结法：适于矿石品位含硅高、难溶的、中等资源品位的一水硬铝石，流程长、工艺复杂。我国绝大部分老的氧化铝企业多采用这一方法进行氧化铝冶炼。山东铝厂、中州铝厂Ⅰ期、山西铝厂Ⅰ期

烧结法氧化铝生产过程主要包括熟料烧成、熟料溶出、精液制备、分解和蒸发等主要的生产工序。 来自原料磨的生料浆通过回转窑烧制成易于溶出的铝酸钠熟料，再经碳分母液和一次洗液浸泡后进行溶出；此后通过赤泥分离洗涤、粗液脱硅、硅渣分离等工序生成的精液分别送至碳分和种分工序进行分解反应，析出氢氧化铝；种分母液经蒸发形成的种蒸母液送拜尔法碱液调配后给原矿浆配料；碳蒸母液则返回至原料磨配料。析出的氢氧化铝送焙烧工序进行焙烧。与拜耳法相比，烧结法主要在熟料烧成和碳分分解的控制部分是完全不同的两个过程 拜尔法：拜尔法是Karl Joseph Bayer于1887年发明，他发现加入精种的铝酸钠溶液中可以分解出AL（OH）3，分解母液蒸发后可以在高温高压下溶出铝土矿中的AL（OH）3。该发现后来在实验中得到证实并应用于工业实践，是国外氧化铝最广泛采用的生产工艺。适于生产易溶的三水铝石和一水软铝石，处理中等品位铝土矿碱耗高、矿耗大是常规拜耳法生产氧化铝的缺点。贵州铝厂Ⅰ期、平果铝厂 拜尔法氧化铝生产过程主要包括预脱硅、溶出过程，赤泥洗涤、过滤过程，种分分解过程和氢氧化铝过滤、焙烧等主要的生产工序。 选矿拜尔法：可将A/S为4以上的铝土矿通过浮选成A/S为11.2的矿浆，可提高单管溶出系统的溶出率，工艺管道和罐内不易结巴。中州铝厂Ⅱ期 串联法：处理中低晶位铝土矿的适宜方法。先以较简单的拜尔法处理矿石，最大限度地提取矿石中的氧化铝，然后再用烧结法回收拜尔法赤泥中的 Al2O3和 Na2O，可降低氧化铝生产的综合能耗，Al2O3的总回收率高，

氧化铝理化特性对生产的影响及检测

氧化铝理化特性对生产的影响及检测 林珊 （佛山市陶瓷研究所检测有限公司） 摘要：本文通过对氧化铝原料理化性能对氧化铝陶瓷生产的影响进行分析，提 出在氧化铝陶瓷生产中应该进行的检测要求，检测结果为生产和科研提供有效数 据，保证产品的性能和质量。 关键词：氧化铝，氧化铝陶瓷，检测 1、前言 在陶瓷生产中，为提高产品的性能和拓宽产品的用途，添加功能材料是历史悠久的做法，其中添加氧化铝粉最为常用。氧化铝陶瓷也是氧化物陶瓷中应用最广、产量最大的陶瓷。据不完全统计，氧化铝陶瓷的应用包括：陶瓷刀具、工业用阀、电子配件、化工陶瓷（滤膜、涂层等）、医用陶瓷、建筑卫生陶瓷、耐火陶瓷材料、航空航天陶瓷等等。 氧化铝陶瓷中氧化铝粉的加入量对产品有不同的影响，氧化铝的理化特性对产品的影响非常明显，检测并控制氧化铝粉的特性指标对生产有着重要意义。普通型氧化铝陶瓷以产品中氧化铝含量分为99瓷、95瓷、90瓷、85瓷，氧化铝含量在75%以上都归为普通高铝瓷。还有更多的添加氧化铝的陶瓷产品，其氧化铝含量在40%以上，即便氧化铝的加入量不高，产品的性能也已发生变化。最显著的性能提高有：硬度、强度、耐高温、耐磨性等等。 氧化铝本身的特性具有多样化，比如化学成分、晶型组成、微观结构、颗粒级配等项目繁多，这些特性正是影响产品的重要因素，由于各项特性指标的不同，可能导致生产过程收缩程度不同、烧结温度不同而最终引起产品的优异性能大打折扣。研究氧化铝的特性及检测方法，分析检测数据的变化，对生产用料及生产工艺都有指导意义。 目前最常用的氧化铝及产品的检测方法有很多，氧化铝粉检测的国家标准为《GB/T6609-2009氧化铝化学分析方法和物理性能测定方法》系列，该法对氧化铝样品的化学成分、物理性能中的安息角、松装密度、颗粒度、吸附指数、α-Al2O3含量、磨损指数、流动指数等等的检测都进行了规定。与氧化铝相关的国家标准还有：《GB/T 2479-2008 普通磨料白刚玉》、《GB/T 3044-2007 白刚玉、铬刚玉化学分析方法》、《GB/T 15154-1994 电子陶瓷用氧化铝粉体材料》等更多方法。 而关于氧化铝陶瓷产品，则无论是国家标准，行业标准都非常多，比如《GB/T 27979-2011 氧化铝耐磨陶瓷复合衬板》、《JC/T2024—2010 陶瓷金卤灯用半透明氧化铝管》、《JC/T848.1-2010 耐磨氧化铝球》、《JC/T848.2-2010耐磨氧化铝衬砖》等等，在这里不一一列举。 本文主要是通过分析氧化铝原料理化特性对氧化铝陶瓷生产的影响，提出相应的检测方法，建议氧化铝陶瓷生产企业选择合适的方法监控生产，以便使结果更具针对性，对产品研究和质量控制提供科学的帮助。 2、氧化铝的理化性能对氧化铝陶瓷生产的影响及检测 ⑴氧化铝纯度与α-Al2O3含量~ 氧化铝陶瓷原料中的氧化铝粉对陶瓷产品性能起重要作用的因素是其中的α-Al2O3晶相氧化铝，氧化铝有12种晶相，最常见的3种是α-Al2O3、β-Al2O3和γ-Al2O3。 α-Al2O3的特点是晶体结构紧密，硬度大、耐磨损、耐腐蚀、高温稳定，氧化铝陶瓷的优异性能源自原料中α-Al2O3的加入量。工业Al2O3中含有较多γ—Al2O3和β—Al2O3，而γ—Al2O3有较强的吸水性，并在加热至1200℃以上后不可逆地转变为α—Al2O3，同时伴有14%左右的体积收缩，β—Al2O3含有Na2O、CaO等碱性成分，影响产品的最终性能，所以为消除这些不良影响，在制坯前应该对工业Al2O3进行预烧，目的就是消除过大收缩和除去Na2O等物质，提高原

中国氧化铝行业研究报告

2010年中国氧化铝行业 研究报告 版权声明：该报告的所有图片、表格以及文字内容的版权归北京水清木华科技有限公司（水清木华研究中心）所有。其中，部分图表在标注有其他方面数据来源的情况下，版权归属原数据所有公司。水清木华研究中心获取的数据主要来源于市场调查、公开资料和第三方购买，如果有涉及版权纠纷问题，请及时联络水清木华研究中心。 氧化铝俗称矾土，是从铝土矿中提取而成，主要用于生产铝（电解铝）。中国铝土矿较为丰富，2009年基础储量为8.39亿吨，集中分布在广西（26.9%）、河南（26.0%）、贵州（24.3%）、山西（13.7%）等地区，这直接影响了中国氧化铝的生产布局。2009年，中国累计生产氧化铝2383万吨，其中河南、山东、广西、山西、贵州5省就占到总量的99.0%。 与此同时，中国氧化铝的发展也与电解铝息息相关，其主要表现在供需和价格两个方面。1、从供需来看，电解铝的生产状况直接影响着氧化铝市场状况。 一般情况下，生产1吨电解铝大约需要1.98吨氧化铝，因此电解铝生产规模的变化直接影响着氧化铝需求量的变化。近年来，中国电解铝产能不断扩大，致使氧化铝市场需求激增，从而引起氧化铝产能的过快增长。2006年，中国氧化铝产能不到2000吨，2007年达到2653万吨，2008年突破3000万吨。受金融危机影响，2009年氧化铝产能增速同比下滑25.3个百分点，至3479万吨。2010年，随着国内电解铝产能的重启，氧化铝企业纷纷扩大产能，年内确认投产的新增产能已达到790万吨。 图：2006-2010年中国电解铝和氧化铝产能（单位：百万吨） 来源：水清木华研究中心 2、从价格走势来看，氧化铝的价格随着铝价上下波动。 中国铝冶炼厂多以长单采购为主，长协价格的确立以上海期货交易所三月期铝价格的16%-17%为依据。这就造成氧化铝的价格与其供需基本面和成本脱离，而与铝价挂钩。2009年，在利好政策的刺激下，铝价逐渐走高，从而拉动了氧化铝价格的增长；进入2010年，铝价先降后升，氧化铝虽然需求旺盛，但受制于铝价，也呈现先减后增的态势。 图：2008-2010年上交所期铝收盘价（连三）和氧化铝现货价格走势（单位：元/吨） 来源：WIND；水清木华研究中心 水清木华研究中心《2010年氧化铝行业研究报告》立足于全球，从上下游出发，重点分析了氧化铝的市场供需、进出口以及市场价格等。最后深入研究了中国铝业、南山铝业、信发

氧化铝生产工艺流程

氧化铝生产工艺流程及在线设备描述 我厂氧化铝生产工艺流程采用拜耳法工艺。其用的矿石、石灰用汽车运入卸矿站，通过板式输送机，胶带输送机及卸料车进入矿仓和石灰仓。磨头仓底部出料设有电子皮带计量装置。按规定的配料比与经过计量的循环母液加入磨机。磨矿过程采用一段球磨与水力旋流器分级闭路的一段磨矿流程，磨制合格的原矿浆送往原矿浆槽，再用泵送至溶出工序的矿浆槽。 矿浆槽内矿浆送入溶出系统，管道化溶出采用Φ159Φ×8/2 ∣Φ480×10×1150000管道化溶出器，三套管四层间接加热连续溶出设备（Φ159管走料，Φ480管供汽），通过四段预热和三段加热，使物料出口温度达145℃，送入保温罐保温一小时以上，经过三级闪蒸和稀释，完成溶出过程。 稀释矿浆在Φ16M高效沉降槽内进行液固分离，底流进入洗涤沉降槽，进行5～6次赤泥反向洗涤，末次洗涤沉降槽底流经泵送往赤泥堆场进行堆存。 将合成絮凝剂制备成合格的溶液，按添加量加入赤泥分离沉降槽，将制备好的合成絮凝剂按添加量加入赤泥洗涤沉降槽，以强化赤泥沉降、分离和洗涤效果。 分离沉降槽溢流用泵送入粗液槽，再送226m2立式叶滤机进行控制过滤，过滤时加入助滤剂（石灰乳或苛化渣），滤饼送二次洗涤槽，精液送板式热交换器。 精液经板式热交换器与分解母液和冷却水进行热交换，冷却至设定温度后，再与种子过滤滤饼（晶种）混合，然后用晶种泵送至种分分解槽首槽（1#或2#槽），经连续种分分解后，从11#槽（或12#槽）顶用立式泵抽取分解浆液进行旋流分级。分级溢流进13#（或12#）分解槽，底流再用部分分解母液稀释后自压或用泵至产品过滤机，分解11#槽的分解浆液，从槽上部出料自流或下部用泵至120m2种子过滤机，滤饼用精液冲入晶种槽，滤液入锥形母液槽。 AH浆液经泵送入80 m2平盘过滤机，进行成品过滤、洗涤、氢氧化铝滤饼经皮带送至氢氧化铝储仓或直接送至焙烧炉前小仓。母液送种子过滤机的锥形母槽。氢氧化铝洗液（白泥洗液）送溶出稀释槽。锥形母液槽的溢流进母液槽，底流送立盘过滤机过滤，滤液进母液槽，滤饼混合后作种分种子。母液槽内母液部分送氢氧化铝旋流分级底流作稀释液，其余经板式热交换器与精液进行热交换提温送至蒸发原液槽。 蒸发原液除少部分不经蒸发直接送母液调配槽外，大部分送六效管式降膜蒸发器内进行浓缩，经三次闪蒸后的蒸发母液送调配槽。在流程中Na2CO3高于规定指标时，需排盐，此时，蒸发二级闪蒸出部分母液送强制循环蒸发器内进行结晶蒸发，并加入部分盐晶种，作为蒸发结晶的诱导结晶，然后在析盐沉降槽进行分离，底流用排盐过滤机进行过滤分离，滤饼用热水溶解后，送入苛化槽内，添加石灰乳进行苛化，苛化渣送赤泥洗涤系统。排盐过滤机滤液和盐分离沉降槽溢流进强碱液槽，其一部分送入蒸发出料第三次闪蒸槽与蒸发母液混合，还有一部分送各化学清洗用点和种分槽化学清洗槽。新蒸汽含碱冷凝水和二次蒸汽冷凝水用作氢氧化铝洗水或送沉降热水站。生产补碱用NaOH浓度大于30%的液体苛性碱，循环母液储槽区域设有补碱设施。 焙烧炉前小仓料位与仓下皮带计量给料机连锁，控制焙烧炉进料量。含水6～8%的氢氧化铝经皮带、螺旋喂料机送入文丘里干燥器内，干燥后的氢氧化铝被汽流带入一级旋风预热器中，一级旋风出来的氢氧化铝进入第二级旋风预热器，并与从热分离器来的温度约1000℃的烟气混合后进行热交换，氢氧化铝的温度达320～360℃，结晶水基本脱除，预焙烧过的氧化铝在第二级旋风预热器与烟气分离卸入焙烧炉的锥体内，焙烧炉所用的燃烧空气经预热至600～800℃从焙烧炉底部进入，燃料、预焙烧的氧化铝及热空气在炉底充分混合并燃烧，氧化铝的焙烧在炉内约1.4秒钟时间完成。

氧化铝生产工艺学习情境4.3

教学过程设计： 一、资讯 教师： 布置任务2.3熟料溶出的操作与控制 提出问题 1．写出熟料溶出过程的两个主要反应式。 2．什么叫做熟料溶出的二次反应和二次反应损失？ 3．二次反应的实质是什么？ 4．什么叫熟料溶出过程的净溶出率？影响净溶出率的因素有哪些？ 5．进入溶出湿磨的物料有哪些？调整液由哪些溶液所组成？ 知识准备 2.3.1 衡量熟料溶出效果的指标 熟料溶出作业的效果通常是由熟料的A1203净溶出率和Na20净溶出率等两个指标来衡量。 Al203净溶出率的计算公式如下： Na20净溶出率的计算公式如下： 式中： A熟、A赤——熟料和弃赤泥中所含A1203的质量分数，%； N补N赤『一熟料和弃赤泥中所含Na20的质量分数，%； C熟、C赤-一熟料和弃赤泥中所含Ca0的质量分数，%； 上式的计算基础是熟料中的钙盐不溶于铝酸钠溶液，熟料中所含氧化钙的质量(t)与赤泥所含氧化钙的质量(t)相等。 当熟料的标准溶出率基本固定时，Al203和Na20净溶出率越高，就表示溶出过程中Al203的损失和Na20的损失就越少，也就是表示溶出效果越好。 在工业生产中，通常把熟料中的Al。0。和Na。0的标准溶率和净溶出率的差值称做溶出过程的二次化学反应损失。而把在烧结过程中没有生成相应的铝酸钠和铁酸钠所造成的A1203损失（100%-A1203的标准溶出率）和Na20损失（100% - Naz0的标准溶出率）称作一次化学损失。 2.3.2熟料溶出过程的反应

生产中把熟料中的A1203和Na20进入溶液的反应称作主反应，也叫一次反应。把原硅酸 钙与铝酸钠溶液的反应称作副反应，也叫二次反应。 熟料溶出过程的主反应 (l) 铝酸钠固体的溶解反应 熟料中固体铝酸钠(Na20．Al203)很容易溶于水和稀碱溶液。磨细的熟料在90℃下，其 中的Na20．A1203在3～5分钟内便能完全溶出来，以NaAl (OH)。的形态进入溶液，得到Al203 浓度为120g/L的铝酸钠溶液。化学反应式如下： Na20.Al203+4H20= 2NaAl (OH)4 (2) 铁酸钠固体的溶解反应 固体铁酸钠在水中是极不稳定的，遇水接触立即发生水解，生成NaOH和Fe203.H2O。 反应式如下： Na20.Fe203+4H20=2NaOH+Fe203·3H20 0 生成的NaOH进入溶液，提高了溶液的苛性比值，从而提高了铝酸钠溶液的稳定性和Na20溶出率，生成的Fe203.3HzO沉淀组成了赤泥的一部分。 (3) 硫酸钠和硫化钠、硫化铁 硫酸钠和硫化钠在溶出时会全部溶解进入溶液，其中硫化钠最终会被氧化为硫酸钠；硫化铁不溶解进入赤泥排掉。 熟料溶出过程的副反应 在溶出过程中原硅酸钙会与铝酸钠溶液的各组分发生相互反应，生成含有A1203或同时含有A1203和Na20的不溶性物质而进入赤泥，造成Al203和Na20的损失，这就是二次化学反应损失。 化学反应过程如下： 2Ca0.Si02+2NaOH+aq =Na2Si03+2Ca (OH) 2+aq 3Ca (OH) 2+2NaAl (OH) 4+aq=3Ca0.A1203·6H20+2NaOH+aq 3Ca0.A1203·6H20+xNa2Si03+aq=3Ca0.A1203.xSi02.(6- 2x) H20+2xNaOH+aq 通过上述副反应，溶液中的Al203和Na20就会以铝酸钙和水化石榴石的形式进入赤泥而损失掉，使熟料中的Al203和Na20在实际溶出时的净溶出率要小于标准溶出率。 2.3.3影响溶出过程的因素 熟料配方的影响 (1) 铝硅比 熟料铝硅比低，说明熟料中原硅酸钙含量高，因而在溶出时二次反应也比较强烈，使二次反应损失增大，氧化铝和氧化钠的净溶出率降低。 (2) 碱比和钙比 高碱配方的熟料，氧化钠溶出率低，并且还会引起溶出液苛性比值升高，增加二次反应损失。 高钙配方的熟料，生成铝酸钙的可能性大，造成氧化铝损失也大；同时苛化反应增加，会使溶出液的苛性比值升高，增加二次反应损失；熟料中游离氧化钙多，会使赤泥溶剂化，造成沉降性能恶化，造成熟料溶出率降低。 低碱、低钙配方的熟料，使生料中的氧化钠不足以使全部氧化铝和氧化铁变成

中铝六大氧化铝生产基地

山西铝厂位于山西省河津市境内，1972年筹建，总占地面积1995万平方米。是我国“六五”、“七五”、“八五”期间重点建设项目，一期工程1983年开工建设，1987年建成投产。二期工程1986年开工，1994年建成投产。一、二期共投资50.17亿元，累计形成了120万吨氧化铝的生产能力，成为亚洲最大的氧化铝生产企业。山西铝厂的主导产品是氧化铝、氢氧化铝，生产工艺采用国内较为成熟的混联法，引进了9个国家30多个公司的先进技术设备，是国内氧化铝生产工艺水平较高的企业之一。1997年被国务院确定为512户国有重点企业之一。 中国铝业山东分公司（原山东铝业公司）与新中国同龄，前身是1949年成立的华东冶炼总厂，于1954年7月1日正式建成投产，之后几经易名，先后更名为山东铝厂、五0一厂、张店铝厂。中国铝业山东分公司（原山东铝业公司）与新中国同龄，前身是1949年成立的华东冶炼总厂，于1954年7月1日正式建成投产，之后几经易名，先后更名为山东铝厂、五0一厂、张店铝厂，1993年改为山东铝业公司，是国家“一五”期间的重点建设项目之一，是新中国第一个氧化铝生产基地，被称为“中国铝工业的摇篮”。经过五十多年的建设，已经成为集采矿、冶炼、水泥、氯碱化工、机械加工、热电、建安、科研、设计和内外贸为一体的拥有一万八千余名职工的特大型铝工业联合企业。1988 年被认定为全国特大型企业。1993年进入国内500家大型企业前列，列入国际华商500家之列，同年被国务院批准为全国首批建立企业（集团）技术中心40家企业之一。 平果铝业公司于1987年9月14日成立。一期工程1991年5月开工建设，1995年底全面建成投产，总投资44.38 亿元。建设规模为年产铝土矿65万吨、氧化铝45万吨、电解铝13万吨。这是我公司参与建设的广西第一个大型铝工业项目。2002 年2 月，应中国铝业公司改制上市的需要，平果铝业公司被改制重组分为上市和存续两个部分。上市部分命名为中国铝业股份有限公司广西分公司；存续部分延用“平果铝业公司”名称。中铝广西分公司传承原平果铝业公司的经营性资产，是集矿山开采和氧化铝、电解铝生产于一体的特大型铝冶炼联合企业。 中国铝业河南分公司，前身是郑州铝厂，始建于1958年8月。1956年7月筹建时称河南铝业公司，1958年5月改称郑州铝业公司，1964年9月改称五零三厂，1972年6月改称郑州铝厂。1992年6月，郑州铝厂、中州铝厂、郑州轻金属研究院、郑铝矿山公司四家合并组建为中国长城铝业公司。 中国长城铝业公司是中国铝业公司的成员企业，是集生产、建设、科研、经营为一体的国有大型综合性企业。先后更名为郑州铝业公司、五○三厂、郑州铝厂，1992年6月由郑州铝厂、中州铝厂、郑州轻金属研究院、郑铝矿山公司组建成立中国长城铝业公司，为中国最大的氧化铝生产企业。2002年1月25日，中国长城铝业公司一分为六，氧化铝、电解铝生产板块的优质资产上市，组成中国铝业河南分公司，隶属于中国铝业股份有限公司。

氧化铝的生产方法

氧化铝的生产工艺流程 氧化铝的生产工艺流程从矿石提取氧化铝有多种方法，例如:拜耳法、碱石灰烧结法、拜耳-烧结联合法等。拜耳法一直是生产氧化铝的主要方法，其产量约占全世界氧化铝总产量的95％左右。70年代以来，对酸法的研究已有较大进展，但尚未在工业上应用。 拜耳法 系奥地利拜耳（K.J.Bayer）于1888年发明。其原理是用苛性钠（NaOH）溶液加温溶出铝土矿中的氧化铝，得到铝酸钠溶液。溶液与残渣（赤泥）分离后，降低温度，加入氢氧化铝作晶种,经长时间搅拌,铝酸钠分解析出氢氧化铝，洗净,并在950～1200℃温度下煅烧，便得氧化铝成品。析出氢氧化铝后的溶液称为母液，蒸发浓缩后循环使用。拜耳法的简要化学反应如下： 由于三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石的结晶构造不同,它们在苛性钠溶液中的溶解性能有很大差异,所以要提供不同的溶出条件，主要是不同的溶出温度。三水铝石型铝土矿可在125～140℃下溶出，一水硬铝石型铝土矿则要在240～260℃并添加石灰（3～7％）的条件下溶出。现代拜耳法的主要进展在于：①设备的大型化和连续操作；②生产过程的自动化；③节省能量，例如高压强化溶出和流态化焙烧；④生产砂状氧化铝以满足铝电解和烟气干式净化的需要。 拜耳法的工艺流程见图1。

拜耳法的优点主要是流程简单、投资省和能耗较低，最低者每吨氧化铝的能耗仅3×106千卡左右，碱耗一般为100公斤左右（以Na2CO3计）。拜耳法生产的经济效果决定于铝土矿的质量，主要是矿石中的SiO2含量，通常以矿石的铝硅比，即矿石中的Al2O3与SiO2含量的重量比来表示。因为在拜耳法的溶出过程中，SiO2转变成方钠石型的水合铝硅酸钠(Na2O·Al2O3·1.7SiO2·nH2O)，随同赤泥排出。矿石中每公斤SiO2大约要造成1公斤Al2O3和0.8公斤NaOH的损失。铝土矿的铝硅比越低，拜耳法的经济效果越差。直到70年代后期，拜耳法所处理的铝土矿的铝硅比均大于7～8。由于高品位三水铝石型铝土矿资源逐渐减少，如何利用其他类型的低品位铝矿资源和节能新工艺等问题，已是研究、开发的重要方向。 碱石灰烧结法 适用于处理高硅的铝土矿，将铝土矿、碳酸钠和石灰按一定比例混合配料，在回转窑内烧结成由铝酸钠(Na2O·Al2O3)、铁酸钠(Na2O·Fe2O3、原硅酸钙（2CaO·SiO2）和钛酸钠（CaO·TiO2组成的熟料。然后用稀碱溶液溶出熟料中的铝酸钠。此时铁酸钠水解得到的NaOH也进入溶液。如果溶出条件控制适当，原硅酸钙就不会大量地与铝酸钠溶液发生反应，而与钛酸钙、Fe2O3·H2O 等组成赤泥排出。溶出熟料得到的铝酸钠溶液经过专门的脱硅过程，SiO2O形成水合铝硅酸钠(称为钠硅渣)或水化石榴石3CaO·Al2O3·xSiO2·(6－2x)H2O 沉淀(其中x≈0.1),而使溶液提纯。把CO2气体通入精制铝酸钠溶液，和加入晶种搅拌，得到氢氧化铝沉淀物和主要成分是碳酸钠的母液。氢氧化铝经煅烧成为氧化铝成品。水化石榴

氧化铝涂层

2.实验部分 2.1药品与仪器 实验所需试剂及所用到的仪器如表2-1和表2-2所示： 表2-1 实验试剂 试剂名称规格生产厂家 NaOH 500g 上海强顺化学试剂有限公司 盐酸500g 上海强顺化学试剂有限公司 Zn粉500g 上海强顺化学试剂有限公司水玻璃工业级昆山环宇耐火材料有限公司 Ni粉5000g 肯纳司太立金属（上海）有限公司 铝粉500g 中国医药（集团）上海化学试剂公 司 氧化铝粉末500g 上海强顺化学试剂有限公司 二氧化硅粉末500g 上海强顺化学试剂有限公司氧化锌粉末500gAR 无锡市晨阳化工有限公司硝酸500mlAR 上海凌峰化学试剂有限公司无水乙醇500mlAR 江苏永华精细化学品有限公司 表2-2 实验仪器 实验仪器规格生产厂家 维氏硬度计—昆山雄霸精密机电设备有限公司测厚仪MiniTest700系Elek trophysik公司 电子显微镜XWP-C803-01 包头市永华仪器仪表有限公司电子台称TCS 大河电子有限公司 电子天平EL204 梅特勒-托利多仪器有限公司金相试样切割机Q-2A 苏州市蔚仪试验器械制造有限公司球磨机QM-1SP(4L) 南京大学仪器厂 牙刷—自备

箱式电阻炉SX2-12-12G 济南精密科学仪器仪表有限公司 2.2实验要求 要求通过溶胶-凝胶法探索不同的工艺方法，找寻出相对优良的工艺参数，从而获得耐磨氧化铝涂层。 2.3工艺方法的确定 （1）第一层涂层成分的选择 用电子天平分别称取93g镍粉，7g铝粉放入烧杯内，加入适量的水玻璃搅拌均匀待用；用电子天平分别称取90g镍粉，10g铝粉放入烧杯内，加入适量的水玻璃搅拌均匀待用；用电子天平分别称取85g镍粉，15g铝粉放入烧杯内，加入适量的水玻璃搅拌均匀待用。即选取了镍铝重量比分别为93:7；90:10；85:15的混合物，通过刷涂法把凝胶涂覆在钢管内表面，放置一夜，在相同的温度下进行烧结，随炉冷却后，通过对比厚度和硬度来选择成分。 （2）第一层涂层反应温度的选择 用电子天平分别称取93g镍粉，7g铝粉放入烧杯内，加入适量的水玻璃搅拌均匀形成凝胶待用，通过刷涂法把凝胶涂覆在钢管内表面，放置一夜，在不同的温度下进行烧结，烧结温度分别为800℃，850℃，900℃，950℃，1000℃，随炉冷却后，通过对比厚度和硬度来选择反应温度 （3）第二层涂层成分的选择 用电子天平分别称取80g Al2O3粉，10gSiO2粉,10gZnO粉末放入烧杯内，并分别加入3%，10%，15%，20%的铝粉作为催化剂，并且按照15:1的比例加入水玻璃，把混合物搅拌均匀形成凝胶。通过通过刷涂法把凝胶涂覆在钢管内表面，放置一夜，在相同的温度下进行烧结，随炉冷却后，通过对比厚度和硬度来选择成分。 （4）第二层涂层反应温度的选择 用电子天平分别称取80g Al2O3粉，10gSiO2粉,10gZnO粉末放入烧杯内，加入20%的铝粉，通过刷涂法把凝胶涂覆在钢管内表面，放置一夜，在不同的温度下进行烧结，烧结温度分别为800℃，850℃，900℃，950℃，1000℃，随炉冷却后，通过对比厚度和硬度和涂层金相组织来选择反应温度。

氧化铝生产工艺

氧化铝生产工艺 在氧化铝生产行业，氧化铝的生产方法大约分四类：碱法、酸法、酸碱联合法、和热法，但目前用于工业生产的基本全部属于碱法。 用碱法生产氧化铝，是用碱（NaOH或Na2CO3）来处理铝矿石，使矿石中的氧化铝转变为铝酸钠溶液。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（由于含氧化铁而成红色，故称赤泥）与溶液分离，经洗涤后弃去或综合利用，已回收利用其中的有用组分。纯净的铝酸钠溶液分解析出氢氧化铝，经与母液分离、洗涤后焙烧，得到氧化铝产品。 用碱法生产氧化铝又可分为：①拜尔法②烧结法③联合法，因我国的铝土矿资源的特殊性，主要为一水硬铝石，因此在早期建厂的生产氧化铝的方法均采用烧结法、混联法，后期建厂和扩建工程多采用拜尔法较多，拜尔法具有工艺流程简单，投入成本少，产品质量好等特点。 具体情况如下： 中国铝业山东分公司：1954年建厂，采用烧结法，后经四次扩建，主要采用拜尔法，2006年的总产量已达128万吨 中国铝业河南分公司：1965年建厂投产，主要采用混联法，1999年完成4次扩建，年产达80万吨，2005年新建年产70万吨的拜尔法生产线，2006年的年生产量已达到232万吨。 中国铝业贵州分公司：1978年完成一期拜尔法生产线，年产15万吨，后经扩建，采用混联法，2006年已达到年产120万吨。 中国铝业山西分公司：1987年一期烧结法投产，后经扩建，1992年完成二期混联法，年产达70万吨，2005年投产的拜尔法80万吨项目，到2006年已经达到年产219万吨目标。 中国铝业中州分公司：1992年一期投产烧结法，后经两次扩建选矿拜尔法生产线，2006年年产量达172万吨。 中国铝业广西分公司：1995年拜尔法投产使用，2006年总产量达94万吨。 中国铝业集团还有重庆、遵义准备建造氧化铝厂。 除中国铝业公司外，现已建或拟建的氧化铝项目29个，山东荏平氧化铝、山东魏桥氧化铝氧化铝、山西鲁能晋北氧化铝、山东龙口东海氧化铝、山东信发（100万吨）、河南开曼铝、东方希望铝业（三门峡）有限公司、广西华银（160万吨）、阳煤集团（120万吨）等众多氧化铝企业。据专家估计，2006年我国的氧化铝产量将年增29-33%，达到1200-1300万吨。

AL2O3的化学性质

AL2O3的化学性质 一、Al、Al2O3、Al(OH)3 的性质0分 铝 （一）物理性质：有良好的延性和展性，导电性和导热性。铝在空气中表面生成一层致密的氧化膜，可阻止铝进一步氧化。铝对水、浓硫酸，浓硝酸有耐腐蚀性。高温下有强还原性。铝可作还原剂、制造电线、铝合金是制汽车、飞机、火箭的材料。 （二）化学性质：1.和氧气反应：铝粉可燃铙4Al+3O2=2Al2O3（发强白光） 2.和非金属反应：2Al+3S=Al2S3 3.和热水反应：2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑（反应缓慢） 4.和较不活动金属氧化物反应：3Fe3O4+8Al=9Fe+4Al2O3 5.和酸反应：在常温下浓硫酸和浓硝酸可使铝钝化。盐酸和稀硫酸可跟铝发生置换反应，生成盐并放出氢气。2Al+6H2O=2AlCl3+3H2↑2Al+3H2SO4(稀)=Al2(SO4)3+3H2↑ 6.和盐溶液反应：2Al+3Hg(NO3)2=3Hg+2Al(NO3)3 7.和碱溶液反应：主要和NaOH、KOH强碱溶液反应，可看做是碱溶液先溶解掉铝表面氧化铝保护膜Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O 8.铝和水发生置换反应：2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑ Al(OH)3溶解在强碱溶液中，Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O 一般可用下列化学方程式或离子方程式表示这一反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ 注：1.铝和不活动金属氧化物（主要是难熔金属氧化物如Cr2O3、V2O5以及Fe2O3等）的混合物，都叫铝热剂，在反应中铝做还原剂。反应过程放大量热，可将被还原的金属熔化成液态 2.铝在加热时可以跟浓硫酸或硝酸反应，情况较复杂不做要求 氧化铝： （一）物理性质：白色难溶难溶的固体 （二）化学性质：1.与强酸反应：Al2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O 2.与强碱反应：Al2O3 + 2OH- = 2AlO2- + H2O 氢氧化铝： 化学性质：1.两性：可与强酸或强碱反应，Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O，Al(OH)3 + 2OH- = 2AlO2- + 2H2O；2.不稳定性：2Al(OH)3 =(加热) Al2O3 + 3H2O 求铝的性质，能和什么物质反应，还有它的氧化物的性质，最好详细点，谢了。

中国氧化铝产业发展分析

中国氧化铝产业发展分析 氧化铝工业概况 我国具有较丰富的铝土矿资源，迄今已探明保守储量23亿吨，位居世界第4，具备发展氧化铝工业的资源条件。据2004年以来的不完全统计，国内已公布的氧化铝投资项目达26个,测算总规模达1604.1万t。即使不考虑利用国外铝土矿资源和到海外投资办厂的项目，总规模也达到2814.1万t。2006年底，中铝公司氧化铝生产952万t，除目前已公布在建的氧化铝规模外，全国还有拟建氧化铝总规模1992万t接近国外所有拟建(扩建)氧化铝项目的总和。 氧化铝工业的迅速发展不同于以往的低水平重复建设，而是上规模、高水平，优化了结构，极大地提升了我国氧化铝工业整体水平和竞争力。但是，如果这种投资热继续无序膨胀，势必造成产品相对过剩。 投资氧化铝工业的风险性与电解铝等其他行业在以下方面又有所不同： 1）氧化铝工艺技术相对复杂。通常情况下，项目从设计，开工到形成产能需要2～3年时间左右的时间，投入高，风险较高。 2）现货市场的氧化铝价格跌宕起伏。而供求双方的信息不对称又进一步加剧了氧化铝价格起伏不定的局势，进而将影响氧化铝项目的投资收益。 3）在项目试车、投产和日后生产组织管理等方面，需要一大批精通氧化铝工艺技术和具有实践经验的老专家和技术工人。 4）对资源和能源的依赖度日趋增强。随着国内外资源竞争日趋激烈，适合氧化铝工业发展的优质资源日渐稀缺，投资氧化铝工业必须考虑项目的经济服务年限。 针对目前氧化铝工业发展迅速，避免电解铝行业所出现的无序膨胀问题，有以下5点建议： 1）根据资源保障程度控制氧化铝建设总规模 氧化铝工业是资源、资金、技术密集型原材料产业，因生产过程中要产生大量的尾矿和赤泥(至今未有较好的处理办法添加到水泥原料中，产品也只能用于工业)，对环境的影响非常大，铝土矿作为不可再生资源, 其保障程度直接制约着一个地区氧化铝工业的总量与生存周期。因此,各级政府和有关部门，必须准确把握氧化铝工业的发展形势，资源与环境制约状况和基本规律，按照总量控制的要求，严格控制新建氧化铝项目，坚决制止盲目发展和低水平重复建设，努力实现氧化铝工业发展与资源充分利用，优化生态环境相统一。 2）优化氧化铝工业布局 矿产资源主管部门要对铝土矿存量资源进行全面核查，推进铝土矿资源勘查工作,在资源储量有较大幅度提高的情况下，发展计划部门视情况增加布点或同意扩大布点内企业的产能规模。对未经同意在规划布点外拟建氧化铝项目，省环境保护部门不予安排环保评价，擅自建设的必须停止。未经同意不在规划布局内建设的氧化铝项目以及自备电厂，将实行惩罚性电价。 3）严格氧化铝发展的技术政策和经济规模 新建氧化铝项目必须采用国内研究开发的选矿—拜耳法工艺并同步建设选矿厂。严禁采用烧结法、混联法等落后工艺的氧化铝项目上马。新建氧化铝项目的单线规模应达到30万吨以上，单线达不到30万吨合理经济规模的氧化铝项目一律不准建设。已建工艺落后，造成污染的小氧化铝厂要限期转产或关闭。

氧化铝冶炼工艺流程简介

氧化铝的主要冶炼工艺介绍 氧化铝的冶炼工艺大致可以分为烧结法、拜耳法和烧结-拜耳联合法等。 一、烧结法 1.1烧结法的基本原理 将铝土矿与一定数量的纯碱、石灰（或者石灰石）、配成炉料在高温下进行烧结，使氧化硅和石灰化合成不溶于水的原硅酸钙，氧化铝与纯碱化合成可溶于水的固体铝酸钠，而氧化铁与纯碱化合成可以水解的铁酸钠，将烧结产物（熟料）用稀碱溶液溶出时固体铝酸钠便进入溶液，铁酸钠水解放出碱，氧化铁以水合物与原硅酸钙一道进入赤泥。在用二氧化碳分解铝酸钠溶液便可以析出氢氧化铝，经过焙烧后产出氧化铝。分离氢氧化铝后的母液成为碳分母液经过蒸发后返回配料。 1.2烧结法工艺过程简述 烧结法生产氧化铝有生料浆制备、熟料烧结、熟料溶出、赤泥分离以及洗涤、粗液脱硅、精液碳酸化分解、氢氧化铝的分离以及洗涤、氢氧化铝焙烧、母液蒸发等主要生产工序。 生料浆制备：将铝土矿、石灰（或石灰石）、碱粉、无烟煤以及碳分母液按一定的比例，送入原料磨中磨制成生料浆，经过料浆槽的三次调配成各项指标合格的生料浆，送熟料窑烧结。 熟料烧结：配合格的生料浆送入熟料窑内，在1200℃-1300℃的高温下发生一系列的物理化学变化，主要生产使氧化硅和石灰化合成不溶于水的熟料。熟料窑烧结过程通常在熟料窑（回转窑）内进行，氧化硅和石灰化合成不溶于水的原硅酸钙，氧化铝和纯碱化合成可溶于水的固体铝酸钠，而氧化铁与纯碱化合成可以水解的铁酸钠，并且烧至部分熔融，冷却后成外观为黑灰色的颗粒状物料即熟料。 熟料溶出：熟料经过破碎达到要求的粒度后，用稀碱溶液（生产上称调整液），在湿磨内进行粉碎性溶出，有用成分氧化铝和氧化钠进入溶液，成为铝酸钠溶液，而杂质铁和硅则进入赤泥。 赤泥分离和洗涤：为了减少溶出过程中的化学损失，赤泥和铝酸钠溶液必须快速分离，为了回收赤泥附液中所带走的有用成分氧化铝和氧化钠，将赤泥进行多次反向洗涤再排入堆场。

氧化铝分类

氧化铝课题资料总结 1 氧化铝晶型 1.1 α-Ａｌ2Ｏ3 α-Ａl2Ｏ3属三方晶系,在铝的氧化物中是最稳定的相,具有熔点高、硬度大、耐磨性好、机械强度高、电绝缘性好、耐腐蚀等性能,是制造纯铝系列陶瓷、磨料、磨具及耐火材料的理想原料。 1.2 β-Ａｌ2Ｏ3 β-Ａl2Ｏ3并非氧化铝的异构体,而是一种铝酸盐。通式为Ｍ2Ｏ.ｘＡl2Ｏ3,Ｍ为一价阳离子,也可被二价或三价阳离子置换。β-Ａl2Ｏ3属六方晶系,具有密度大、气孔率低、机械强度高、耐热冲击性能好、离子导电率高、粒度分布均匀且细、晶界阻力小等特点。它可用作钠硫(Ｎａ/Ｓ)蓄电池中的固体电解质薄膜陶瓷隔板,既作为离子导电体,又具有隔离钠阴极和多硫钠阳极的双重作用;还可用于室温电池,钠热敏元件,制作玻璃、耐火材料和陶瓷的原料等。 1.3 γ-Al2O3 γ-Ａl2Ｏ3是由一水软铝石在低温(500～750℃)煅烧得到,γ-Ａl2Ｏ3属立方晶系,为多孔性、高分散度的固体物料,具有很大的比表面积,活性大,吸附性能好。它广泛应用于各种行业中的吸附剂和脱水剂、汽车尾气净化剂;制备航天航空、兵器、电子、特种陶瓷等尖端材料的原料,石油化工和化学工业中用作催化剂(炼制石油)或载体(使石油氢化)。纳米γ-Ａl2Ｏ3ＣＭＰ(化学机械抛光)浆料可用于集成电路生产过程中层间钨、铝、铜等金属布线材料及薄膜材料的表面平坦化,以及高级光学玻璃、石英晶体及各种宝石的化学机械抛光。 1.4 δ-Ａl2Ｏ3 δ-Ａl2Ｏ3是由一水软铝石在800～1 050℃煅烧得到,δ-Ａl2Ｏ3属四方晶系,有强吸附能力和催化活性,可用作吸附剂、干燥剂、催化剂及其载体。 1.5 η-Ａl2Ｏ3 η-Ａl2Ｏ3是由拜尔体的氢氧化铝在一定的升温速率下在400～750℃煅烧得到,η -Ａl2Ｏ3属立方晶系,具有比较大的孔容和比表面积,主要用作催化剂的载体。 1.6 θ-Ａl2Ｏ3 θ-Ａl2Ｏ3是由拜尔体的氢氧化铝在一定的升温速率下在900～1 100℃煅烧得到,θ-Ａl2Ｏ3属单斜晶系,其性能介于γ-Ａl2Ｏ3和α-Ａl2Ｏ3之间,常与γ-Ａl2Ｏ3和α-Ａl2Ｏ3共存。

氧化铝生产工艺流程图

氧化铝生产工艺流程图 流程仿真技术原理 根据工艺过程所涉及到的基础物性数据，引用或创建特定的物性包，建立生产过程中的单元设备的数学模型和单元设备之间的模型，从而完成完整描述实际生产过程系统的数学模型[6，7]。通过一定的数学方法对过程中所涉及到的模型进行联列求解。通过装置的稳态和动态模型，进行不同方案和工艺条件的分析，为新工艺的规划、研究开发和技术可靠性进行分析，为生产实际提供优化操作指导。在动态模拟中，还可以通过不同控制策 略的比较，对生产过程进行优化控制[5]。 生产过程的数学模型通常为一大型非线性代数方程组，过程模拟实质就是通过求解该非线性方程组来预测在一定工艺条件下生产过程的性能。常用 的求解方法主要有序贯模块法、联立方程法和联立模块法[3]。 氧化铝生产工艺 氧化铝的生产方法有酸法、碱法和热法。目前氧化铝工业生产实际应用的是碱法。碱法又包括拜耳法、烧结法及各种形式的联合法。因拜耳法生产成本低，经济效益好，流程相对简单，应用最广，所以主要介绍一下拜耳法的生产工艺。 所谓拜耳法是因为它是由K.J.bayer在1889－1892年提出而得名的。拜耳法主要包括两个主要过程，一是Na2O与Al2O3摩尔比为1.8的铝酸钠在常温下，只要添加氢氧化铝作为晶种，不断搅拌，溶液种的Al2O3就可以呈氢氧化铝析出，直到其中Na2O：Al2O3的摩尔比提高到6为止，此即为铝酸钠溶液的晶种分解过程。另一过程是已经析出了大部分氢氧化铝的溶液。在加热时，又可以溶出铝土矿中的氧化铝水合物。此即利用种分母液溶出铝土矿的过程。交替使用这两个过程处理铝土矿，得到氢氧化铝产品，构成所谓拜耳法循环[8]。拜耳法的生产工艺流程图如图1 所示。

氧化铝行业准入条件解读

https://www.wendangku.net/doc/0c8964725.html, 2007年11月16日 14:15 金牛财顺 《铝行业准入条件》的出台，是国家促进铝行业健康发展，实现节能减排的目标，并有利于淘汰铝行业的落后产能，这对于我国金属铝行业是一项利好。对政策的相关解读如下： 《铝行业准入条件》明确了准入企业的最低规模 (1)新建铝土矿开发项目：总生产建设规模不得低于30万吨/年； (2)新建氧化铝项目：利用国内铝土矿资源的氧化铝项目起步规模必须是年生产能力在80万吨及以上；利用进口铝土矿的氧化铝项目起步规模必须是年生产能力在60万吨及以上，通过合资合作方式取得5年以上铝土矿长期合同的原料达到总需求的60%以上； (3)新建电解铝项目：近期只核准环保改造项目及国家规划的淘汰落后生产能力置换项 目； (4)新建再生铝项目：规模必须在5万吨/年以上；现有再生铝企业的生产准入规模为 大于2万吨/年；改造、扩建再生铝项目，规模必须在3万吨/年以上； (5)新建铝加工项目：产品结构必须以板、带、箔或者挤压管、工业型材为主。多品种综合铝加工项目生产能力必须达到10万吨/年以上。单一品种铝加工项目生产能力必须达到：板带材5万吨/年、箔材3万吨/年、挤压材5万吨/年以上。 有色金属行业调控的又一举措 这是继对金属钨、稀土、铅、锌行业制定行业准入条件后，又一金属行业制定行业的准入条件，这对于调控我国有色金属行业，促进我国有色金属行业可持续发展的意思十分深 远。 抑制铝行业的产能扩张，促进行业健康发展 近年来在基本金属牛市中，原铝、氧化铝价格持续在高位运行，这引发了行业的盲目投资扩张，产能持续处于电解铝产能出现严重的过剩。《铝行业准入条件》中对新建铝行业(铝土矿、氧化铝、电解铝、铝加工、再生铝)项目的规模、装备、能耗等条件制定了严格的准入条件，这将抑制小规模、高能耗的落后产能项目建设，限制铝业项目的盲目扩张。据安泰科预计，新增的电解铝产能预计在2007年四季度投产，2008年以后电解铝产能扩张的速度将有所放缓。准入条件的出台，将有效的促进我国铝行业的健康发展。 我国原铝、氧化铝产量迅速扩张 我国是全球最大的原铝生产国，2006年我国原铝的产量为918.75万吨，占全球产量的27%，其中出口量为56.62万吨；2007年1-9月，累计生产原铝为888.23万吨，同比增

常见氧化铝晶型结构及其应用

不同的工艺条件下可制备不同晶型的氧化铝产品。不同晶型的氧化铝物化性质各有差异，应用有所不同，本文将为大家简单介绍一下常见氧化铝晶型结构及其特点。 1、α-Al2O3 α-Al2O3属三方晶系，在铝的氧化物中是最稳定的相，具有熔点高、硬度大、耐磨性好、机械强度高、电绝缘性好、耐腐蚀等性能，是制造纯铝系列陶瓷、磨料、磨具及耐火材料的理想原料。 刚玉坩埚及刚玉研磨球 绝缘电子陶瓷 2、β-Al2O3 β-Al2O3并非氧化铝的异构体，而是一种铝酸盐。通式为M2O·x Al2O3，M为一价阳离子，也可被二价或三价阳离子置换。β-Al2O3属六方晶系，具有密度大、气孔率低、机械强度高、耐热冲击性能好、离子导电率高、粒度分布均匀且细、晶界阻力小等特点。

它可用作钠硫(Na/S)蓄电池中的固体电解质薄膜陶瓷隔板，既作为离子导电体，又具有隔离钠阴极和多硫钠阳极的双重作用；还可用于室温电池，钠热敏元件，制作玻璃、耐火材料和陶瓷的原料等。 硫钠电池结构简图及充放电示意图 工作原理：钠硫电池是当前开发的一种高能蓄电池，该电池以固体电解质β"-Al2O3（Na+离子导体，β氧化铝族有两种晶体结构）为电解质隔膜，熔融硫(熔点119℃)和钠(熔点98℃)分别作阴阳极，固体电解质将两个液体电极隔开，Na＋离子穿过固体电解质和硫反应从而传递电流。 3、γ- Al2O3 γ- Al2O3是由一水软铝石在低温(500～750℃)煅烧得到，γ-Al2O3属立方晶系，为多孔性、高分散度的固体物料，具有很大的比表面积，活性大，吸附性能好。 它广泛应用于各种行业中的吸附剂和脱水剂、汽车尾气净化剂；制备航天航空、兵器、电子、特种陶瓷等尖端材料的原料，石油化工和化学工业中用作催化剂(炼制石油)或载体(使石油氢化)。 纳米γ- Al2O3 CMP (化学机械抛光)浆料可用于集成电路生产过程中层间钨、铝、铜等金属布线材料及薄膜材料的表面平坦化，以及高级光学玻璃、石英晶体及各种宝石的化学机械抛光。