矾土

,氧化铝制取的方程式

αK与RP值的关系：

aK是铝酸钠溶液中所含苛性碱与氧化铝的物质的量的比。

Rp是溶液中所含氧化铝与苛性碱的质量比。

两者相乘等与1.645，即是氧化铝分子量的大小除以苛性碱分子量大小

的值。

类别：氧化铝制取工|评论(0)|浏览(66)

实验室提纯铝土矿中的氧化铝的方程式

2009-05-1116:22

求实验室提纯铝土矿中的氧化铝的方程式：

铝土矿中常含有少量的SiO2和Fe2O3，写出实验室由铝土矿制取纯净Al2O3时

需加入的试剂和反应方程式：

加HCl溶液过量，过滤除去SiO2沉淀，方程式为Al2O3+6HCl→2AlCl3+3H2O，

Fe2O3+6HCl→2FeCl3+3H2O

加NaOH溶液过量，过滤除去Fe(OH)3，方程式为

4NaOH+AlCl3→NaAlO2+3NaCl+2H2O，3NaOH+FeCl3→Fe(OH)3↓+3NaCl

通入CO2过量，过滤得到Al(OH)3，方程式为

2NaAlO2+CO2+3H2O→2Al(OH)3↓+Na2CO3

煅烧Al(OH)3可以得到纯净的Al2O3，方程式为2Al(OH)3→Al2O3+3H2O↑

铝土矿的主要化学成分为Al2O3，一般为40％～70%质量分数，另含SiO2、Fe2O3、

TiO2及少量CAO、MgO及微量Ga、V、P、V、Cr等。以Al2O3在矿物存在形态分

为：三水铝石（Al2O3?3H2O），一水软铝石，一水硬铝石（分子式均为Al2O3.H2O）。

评定铝土矿质量标准是铝硅比，生产要求该值不低于3～3.5。

等

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。（如图）

2铝酸钠溶液的晶种分解

制成的铝酸钠溶液，其中Al2O3浓度为（145±5）g/l，且在低于100℃温度下

不稳定。越接近30℃，过饱和度越大，若在30℃下加入Al(OH)3晶种，并不断

机械搅拌，此时过饱和铝酸钠溶液就可自发水解，产出Al(OH)3。

NaAl2O3+2H2O→Al(OH)3↓+NaOH

这种溶液的苛性比值较高。种分母液经蒸发浓缩后，作为循环母液返回，溶出过

程溶出下批铝土矿。

3氢氧化铝的煅烧及分解

Al2O3?3H2O（225℃）→AlO3?H2O+2H2O

Al2O3?H2O(500-550℃)→γ-Al2O3+H2O

γ-Al2O3(900℃开始/1200℃维持)→α-AL2O3

在带冷却机的回转窑中进行，重油煤气作燃料，产物Al2O3或于管状机中冷却或

送入车间直接电解。

4母液的蒸发与苛化

生产过程因各种原因进入大量水分，会引起缩环母液浓度降低，需适时蒸发水分，

保持母液浓度。

浸出过程中，高浓度的苛性钠与矿石中碳酸盐反应或空气中CO2反应，使NaOH

部分转化为Na2CO3或形成Na2CO3?H2O。均不能溶解Al2O3水合物，需转变为有

用的NaOH，即利用石灰乳与其苛化反应生成NaOH溶液。

Na2CO3+Ca(OH)→2NaOH+CaCO3

（二）碱石灰烧结法生产Al2O3。适于处理铝硅比小于4的铝土矿（如图）

1）实质：是铝土矿与足量Na2CO3、石灰配成炉料，在1200℃下烧结，生成可溶

于水的铝酸钠（Na2O?Al2O3）。其中SiO2与碳生成不溶于水的原硅酸钙

（2CaO?SiO2），用稀碱溶液浸入Na2O?Al2O3，与2CaO?SiO2分离。溶液脱S后

通入CO2气体进行碳酸化分解，析出Al(OH)3及碳分母液，用过滤机将两者分离。

氢氧化铝经洗涤后，最终送煅烧，分解成Al2O3。母液经蒸发浓缩，用于配料处

理循环使用。

2）工艺为：生料烧结，熟料溶化，铝酸钠液脱硅，碳酸化分解。

8、工业制备铝一般是从铝土矿（主要成分是Al2O3，含有Fe2O3杂质）中得到

纯净的是Al2O3，然后电解是Al2O3得到铝。下图是从铝土矿中提纯是Al2O3的

简单示意图。其中牵涉到的一个反应是：2NaAlO2＋CO2＋3H2O＝Na2CO3＋

2Al(OH)3↓

（1）写出图示中（1）的实验操作是过滤；图示中（2）加入的试剂Ca(OH)2。

（2）试推断物质（写化学式）BNaAlO2；CFe2O3；HCaCO3；FAl2O3。

（3）写出化学方程式：

①Al2O3＋2NaOH＝2NaAlO2＋H2O

②Na2CO3＋Ca(OH)2＝CaCO3↓＋2NaOH

③2Al(OH)3Al2O3＋3H2O

类别：氧化铝制取工|评论(0)|浏览(213)

电解铝的生成公式

2009-05-1116:19

题：用电解生氧化铝的方法制取单质铝的化学方程式

为:2Al2O3==通电4Al+3O2↑,电解10t氧化铝最多可产多少吨铝?

设可生产xt铝。

2Al2O3==通电4Al+3O2↑

204-------108

10--------x

204/10=108/x

x=5.294

即电解10t氧化铝最多可生5.294吨铝。

类别：氧化铝制取工|评论(1)|浏览(221)

氧化铝性质

2009-05-1116:08

氧化铝通常称为“铝氧”，是一种白色粉状物，属共价化

合物，熔点为2050℃，沸点为3000℃，真密度为3.6g/cm3。

它的流动性好，不溶于水，能溶解在熔融的冰晶石中。它是铝电解

生产的中的主要原料。

名称氧化铝;刚玉;白玉;红宝石;蓝宝石;刚玉粉;corundum

化学式Al2O3

外观白色晶状粉末或固体

物理属性

式量101.96amu

熔点2303K

沸点3250K

密度3.97kg/m..

晶体结构三方晶系(hex)

热化学属性

ΔfH0liquid?1620.57kJ/mol

ΔfH0solid?1675.69kJ/mol

S0liquid,1bar67.24J/mol?K

S0solid50.9J/mol?K

氧化铝表面积研究是非常重要的，氧化铝表面积检测数据只有采用

BET方法检测出来的结果才是真实可靠的，国内目前有很多仪器只能做

直接对比法的检测，现在国内也被淘汰了。目前国内外比表面积测试统

一采用多点BET法，国内外制定出来的比表面积测定标准都是以BET测

试方法为基础的，请参看我国国家标准（GB/T19587-2004）-气体吸附

BET原理测定固态物质比表面积的方法。比表面积检测其实是比较耗费

时间的工作，由于样品吸附能力的不同，有些样品的测试可能需要耗费

一整天的时间，如果测试过程没有实现完全自动化，那测试人员就时刻

都不能离开，并且要高度集中，观察仪表盘，操控旋钮，稍不留神就会

导致测试过程的失败，这会浪费测试人员很多的宝贵时间。F-Sorb2400

比表面积分析仪是真正能够实现BET法检测功能的仪器（兼备直接对比

法），更重要的F-Sorb2400比表面积分析仪是迄今为止国内唯一完全

自动化智能化的比表面积检测设备，其测试结果与国际一致性很高，稳

定性也很好，同时减少人为误差，提高测试结果精确性。

安全性

食入低危险

吸入可能造成刺激或肺部伤害

皮肤低危险

眼睛低危险

在没有特别注明的情况下，使用SI单位和标准气温和气压。

氧化铝是铝和氧的化合物，分子式为Al2O3。在矿业、制陶业和材

料科学上又被称为矾土。

应急处理

隔离泄漏污染区，限制出入。建议应急处理人员戴防尘面具（全面

罩），穿防毒服。避免扬尘，小心扫起，置于袋中转移至安全场所。若

大量泄漏，用塑料布、帆布覆盖。收集回收或运至废物处理场所处置。

制备

强热氢氧化铝，可得无定形之白色氧化铝粉末。2Al(OH)3→Al

2O3+3H2O

用途

1.红宝石、蓝宝石的主成份皆为氧化铝，因为其它杂质而呈现不

同的色泽。红宝石含有氧化铬而呈红色，蓝宝石则含有氧化铁及氧化钛

而呈蓝色。

2.在铝矿的主成份铁铝氧石中，氧化铝的含量最高。工业上，铁

铝氧石经由Bayerprocess纯化为氧化铝，再由Hall-Heroultprocess

转变为铝金属。

3.氧化铝是金属铝在空气中不易被腐蚀的原因。纯净的金属铝极

易与空气中的氧气反应，生成一层薄的氧化铝薄膜覆盖在暴露于空气中

铝表面。这层氧化铝薄膜能防止铝被继续氧化。这层氧化物薄膜的厚度

和性质都能通过一种称为阳极处理（阳极防腐）的处理过程得到加强。

4.铝为电和热的良导体。铝的晶体形态金刚砂因为硬度高，适合

用作研磨材料及切割工具。

5.氧化铝粉末常用作色层分析的媒介物。

6.2004年8月，在美国3M公司任职的科学家开发出以铝及稀土元

素化合成的合金制造出称为transparentalumina的强化玻璃。

资料刚玉粉硬度大可用作磨料，抛光粉，高温烧结的氧化铝，称人

造刚玉或人造宝石，可制机械轴承或钟表中的钻石。氧化铝也用作高温

耐火材料，制耐火砖、坩埚、瓷器、人造宝石等，氧化铝也是炼铝的原

料。煅烧氢氧化铝可制得γ-Al2O3。γ-Al2O3具有强吸附力和催化活

性，可做吸附剂和催化剂。刚玉主要成分α-Al2O3。桶状或锥状的三方

晶体。有玻璃光泽或金刚光泽。密度为3.9～4.1g/cm3，硬度9，熔点

2000±15℃。不溶于水，也不溶于酸和碱。耐高温。无色透明者称白玉，

含微量三价铬的显红色称红宝石；含二价铁、三价铁或四价钛的显蓝色

称蓝宝石；含少量四氧化三铁的显暗灰色、暗黑色称刚玉粉。可用做精

密仪器的轴承，钟表的钻石、砂轮、抛光剂、耐火材料和电的绝缘体。

色彩艳丽的可做装饰用宝石。人造红宝石单晶可制激光器的材料。除天

然矿产外，可用氢氧焰熔化氢氧化铝制取。

氧化铝化学式Al2O3，分子量101.96。矾土的主要成分。白色粉末。

具有不同晶型，常见的是α-Al2O3和γ-Al2O3。自然界中的刚玉为

α-Al2O3，六方紧密堆积晶体，α-Al2O3的熔点2015±15℃，密度

3.965g/cm3，硬度8.8，不溶于水、酸或碱。γ-Al2O3属立方紧密堆积

晶体，不溶于水，但能溶于酸和碱，是典型的两性氧化物。

Al2O3+6H+=2Al3++3H2O

Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O

氧化铝制备及应用:

１、α型晶体结构为主体的氧化铝被膜制造方法、α型晶体结构

为主体的氧化铝被膜和含该被膜

２、α型氧化铝粉末的制造方法

３、α－氧化铝粉末的制造方法及其由该方法得到的α－氧化铝粉

末

４、α－氧化铝粉末及其生产方法

５、α－氧化铝粉末及其制造方法

６、α－氧化铝及其制造方法

７、α－氧化铝粒料的制备方法

８、α－氧化铝纳米粉的制备方法

９、α－氧化铝细粉及其制造方法

１０、α一氧化铝粉末的制造方法

１１、β－氧化铝的制备方法

１２、γ－氧化铝的制备方法

１３、θ－氧化铝就地涂覆的整体式催化剂载体

１４、拜尔法联合生产氧化铝和铝酸钙水泥的方法

１５、拜尔法生产氧化铝过程中红泥水悬浮液的流体化工艺

铝在空气中燃烧和氧结合生成氧化铝，化学方程式可写为△

2Al+3O===Al2O3

CASNo.：1344-28-1

EINECS登录号：215-691-6

什么是氧化铝

纯净的氧化铝是白色无定形粉末，俗称矾土，密度3.9-4.0g/cm3，

熔点2050℃、沸点2980℃，不溶于水，氧化铝主要有α型和γ型两

种变体，工业上可从铝土矿中提取．

铝土矿（Al2O3·H2O和Al2O3·3H2O）是铝在自然界存在的主要矿

物，将其粉碎后用高温氢氧化钠溶液浸渍，获得铝酸钠溶液；过滤去掉

残渣，将滤液降温并加入氢氧化铝晶体，经长时间搅拌，铝酸钠溶液会

分解析出氢氧化铝沉淀；将沉淀分离出来洗净，再在950-1200℃的温度

下煅烧，就得到α型氧化铝粉末，母液可循环利用．此法由奥地利科

学家拜耳（K．J．Bayer）在1888年发明，时至今日仍是工业生产氧化

铝的主要方法，人称“拜耳法”．

在α型氧化铝的晶格中，氧离子为六方紧密堆积，Al3+对称地分

布在氧离子围成的八面体配位中心，晶格能很大，故熔点、沸点很高．α

型氧化铝不溶于水和酸，工业上也称铝氧，是制金属铝的基本原料；也

用于制各种耐火砖、耐火坩埚、耐火管、耐高温实验仪器；还可作研磨

剂、阻燃剂、填充料等；高纯的α型氧化铝还是生产人造刚玉、人造

红宝石和蓝宝石的原料；还用于生产现代大规模集成电路的板基．

γ型氧化铝是氢氧化铝在140-150℃的低温环境下脱水制得，工业

上也叫活性氧化铝、铝胶．其结构中氧离子近似为立方面心紧密堆积，

Al3+不规则地分布在由氧离子围成的八面体和四面体空隙之中．γ型氧

化铝不溶于水，能溶于强酸或强碱溶液，将它加热至1200℃就全部转化

为α型氧化铝．γ型氧化铝是一种多孔性物质，每克的内表面积高达

数百平方米，活性高吸附能力强．工业品常为无色或微带粉红的圆柱型

颗粒，耐压性好．在石油炼制和石油化工中是常用的吸附剂、催化剂和

催化剂载体；在工业上是变压器油、透平油的脱酸剂，还用于色层分析；

在实验室是中性强干燥剂，其干燥能力不亚于五氧化二磷，使用后在

175℃以下加热6-8h还能再生重复使用．

目前世界上用拜耳法生产的氧化铝要占到总产量的90％以上，氧化铝大部

分用于制金属铝，用作其它用途的不到10％．