化学冶炼技术.doc

8-1 答:为了减少苛性碱消耗,并回收苛性碱.8-2 答;溶化蒸发析出结晶碱 消化 苛化 沉降 蒸浓过滤洗涤。7-1 答;保持生产系统的液量平衡，使生产顺利进行，氧化铝顺利溶出。7-2 答:a：顺流，可借助压力差来完成各效溶液的输送，不需要用汞输送，有利于铝硅酸钠的结晶析出，但自蒸发量较大。 b：逆流，溶液浓度越大，蒸发温度也越高，各效间黏度变化不大，传热较高；但铝硅酸钠的析出受到抑制，溶液需要用汞输送，增加电能消耗，溶液对加热管的腐蚀作用加强降低加热管的寿命。 C;错流，其特点介于顺流和逆流之间，可以起到清洗蒸发器管内的结疤、提高蒸发效率的目的。6-1 答;将获得的氢氧化铝在高温下脱去附着睡和结晶水，使其发生晶型转变，制的符合电解氧化铝要求的工艺过程。6-2 答：附着水的脱除 结晶水都脱除 氧化铝的晶型转变6-3 答; 温度的影响，温度越高氧化铝中的结晶水越少 矿化剂的影响，加入少量的矿化剂能加速氧化铝的晶型转变过程，可以降低煅烧温度，缩短煅烧时间，从而提高设备产能，减低消耗。 煅烧燃料的影响，煅烧燃料采用重油，带入氧化铝中的杂质少。 氢氧化铝晶体的粒度和强度的影响，粒度较粗，强度较大的氢氧化铝才能粒度较粗的氧化铝，反之则不能。5-1 答;晶种分解就是将铝酸钠中的氧化铝以以氢氧化铝结晶析出的过程。NaAl(OH)4Al(OH)3+NaOH5-2 答:氢氧化铝的粒度控制是晶种分解过程中的主要任务，控制不同的生产条件，可以生产出砂状氧化铝和粉状氧化铝，生产要求氧化铝粒度不小于40m。因为如果氢氧化铝粒度过细，则沉降速度慢，沉降槽易跑浑，过滤困难，会使氢氧化铝晶体的沉降、过滤和洗涤效果降低。5-3 答：附着碱 晶间碱 化合碱 晶格碱。其中附着碱是可洗碱；晶间碱、化合碱、晶格碱是不可洗碱。4-1 答；降低铝酸钠溶液浓度，有利于晶种分解。 铝酸钠溶液再脱硅。 回收赤泥洗液中的氧化铝和氧化钠。 便于赤泥分离。 有利于分离沉降槽稳定操作。4-2 答：赤泥细度小 铝土矿石杂质矿物蛋白质、高岭石、黄铁矿、胶黄铁矿和针铁矿等具有亲水性，降低赤泥沉降速度 赤泥温度较低 铝酸钠溶液温度较低等。4-3 答：赤泥沉降速度是指赤泥颗粒在单位时间内相对静止的铝酸钠溶液在所沉降的垂直距离。 赤泥压缩液固比：泥浆不能再浓缩是的液固比。 赤泥沉降高度百分比：一定体积的赤泥浆液沉降一定时间后泥浆层高度与浆液总高度的百分比。 4-4 答：溢流浮游物:赤泥土再沉淀和分离是液面上有漂浮的物质，这些物质就是溢流浮游物。溢流跑混：是溢流浑浊不清，赤泥土沉降不下去。4-5 答;在氧化铝生产中，随赤泥附液带走的碱(或氧化铝)损失叫做附液损失。4-6 答;赤泥稀释；赤泥的沉降分离；粗液精制；赤泥的反向洗涤；赤泥的浓缩过滤。3-1 答：溶出就是通过反应使原矿浆中的氧化铝进入溶液(液相)，而各种杂质进入渣中(固相)，经过液固分离，达到有用物质与，杂质分离的目的。3-2 答：AlOOH+NaOH+H2O=NaAl(OH)43-3 答：铝土矿中的二氧化硅在溶出时最终会以不溶性的水铝硅酸钠形式入渣。 原因:会造成氧化铝和苛性碱的损失。 在流程中的管道结疤，影响传热和清理工作。 大量铝硅渣的生成，增大赤泥量，不利于赤泥的分离和洗涤。 溶液中的二氧化硅还可能进入产品氧化铝中，影响产品的质量。3-4 答：（1）氧化铁作为碱性氧化物不与苛性碱作用，氧化铁(Fe2O3)及其水合物全部残留于固相而进入泥渣中，使泥渣呈红色，所以溶出的泥渣也称为赤泥。 (2)矿石中氧化铁含量越大，赤泥就越大，由于赤泥有吸附作用，因此如果洗涤不净会造成碱和氧化铝的机械损失也就越多。 3-5 答:溶出一水硬铝石时，在溶出过程中添加适量的石灰，可以加速溶出反应的进行，有利于提高溶出率。3-6 答:（1）.升高温度 ；（2）.减小矿石粒度 ；（3）.提高循环母液苛性碱的浓度和苛性比；（4）.降低溶出液的苛性比2-1 答：使铝土矿破碎和均化，为溶出系统磨制出合格的原矿浆。2-2 答：要达到所要求的细度2-3 答：配矿的作用是：使进入流程中的铝矿石的铝硅比和氧化铝、氧化铁含量符合生产要求。 参与化学反应的物料要有一定的细度；参与化学反应的物料要有一定的配比；参与化学反应的物料之间要混合均匀。2-4 答：磨矿的作用是：将细碎后的矿石进一步变细，并能达到进行溶出化学反应要求程度的工序。2-5 答：影响球磨机生产的因素有：矿石可磨度、给矿粒度和产品细度、各种入磨物料的比例、磨机介质的大小和密度、磨矿浓度。2-6 答;溶出液要一定的苛性比，氧化铝生成含水铝酸钠，溶出过程中由于反苛化反应和机械损失的苛性氧化铝。2-7 答：1)液固比是原矿浆中溶液质量和固体质量的比值。(2)L/S=pL(pS-pP)/pS(pP-pL)2-8 答：原矿浆成分的调节主要是调节原矿浆的液固比即调整循环母液的加入量。1-1 答：用于表征氧化铝物理性质的指标有：安息角、a-Al2O3含量、容积密度、粒度和比表面积以及磨损系数等。（1）安息角。氧化铝的安息角是指物料在光滑平面上自然堆积的倾角。安息角越小，氧化铝流动性越好。（2）a-Al2O3含量。氧化铝中a-Al2O3含量反映了氧化铝焙烧程度，焙烧程度越高，a-Al2O3含量越多，氧化铝的吸湿性随着a-Al2O3含量的增多而变差。（3）容积密度。氧化铝的容积密度是指在自然状态下单位体积的物料质量。通常容积密度小的氧化铝有利于在电解质中溶解。（4）粒度。氧化铝的粒度是指其粗细程度。氧化铝的粒度必须适当，过粗在电解质中溶解速度慢，甚至沉淀；过细则容易飞扬损失。（5）比表面积。氧化铝的比表面积是指单位质量物料的外表面积与内孔表面之和的总表面积，是表示物质活性高低的一个重要指标。比表面积在的氧化铝在电解质中溶解性能好、活性大，但易吸湿。（6）磨损系数。磨损系数是指氧化铝在控制一定条件下的流化床上磨损后，试样中小于45um粒级含量改变的百分数。磨损系数是表征氧化铝强度的一项物理指标。2-2 答;电解炼铝对氧化铝化学纯度的要求如下：(1)氧化铝中所含氧化铁、氧化钛、氧化硅等杂质要尽可能少。这些氧化物杂质在电解铝生产过程中，铁、钛、硅会被电解析出进入金属铝液中，导致产品金属铝的等级下降，并且使电流效率下降。(2)氧化铝中所含氧化钠和水分要尽可能少。在电解过程中，氧化钠会与冰晶石发生反应，生成氟化钠，造成电解质NaF与AlF3的量之比(分子质量比)变化，增加氟化铝的消耗。水分同样会与冰晶石发生反应，生成氟化钠、氟化氢，造成电解质分子质量比变化，增加氟化铝的消耗，同时产生有害气体氟化氢，污染环境。电解炼铝对氧化铝物理性质的要求如下：(1)氧化铝在冰晶石电解质中溶解速度要快；(2)输送加料过程中，氧化铝飞扬损失要小，以降低氧化铝单耗指标；(3)氧化铝能在阳极表面覆盖良好，减少阳极氧化；(4)氧化铝应具有良好的保温性能，减少电解槽热量损失；(5)氧化铝应具有较好的化学活性和吸附能力来吸附电解槽烟气中的氟化氢气体。1-3 答：（1）用NaOH溶液溶出铝土矿，所得到的铝酸钠溶液在添加晶种、降温不断搅拌的条件下，溶液中的氧化铝呈氢氧化铝析出，即种分过程。（2)分解得到的母液，经蒸发浓缩后在高温下可用来溶出新的铝土矿，即溶出过程。交替使用这两个过程，就能够每处理一批矿石便得到一批氢氧化铝，构成所谓的拜耳法循环。用反应方程式表示如下：Al2O3(1或3)H2O+2NaOH+aq=2NaAl(OH)4+aq1-4 答;铝硅比是指铝土矿中的氧化铝与二氧化硅的质量分数比，用A/S表示。1-5 答：工业铝酸钠溶液的主要成分是NaAl(OH)4、NaOH、Na2CO3、Na2SO4等。苛性碱：指以NaAl(OH)4分子和NaOH分子等形式存在的Na2O，符号表示为Na2O苛或Na2Ok。碳酸碱：指以Na2CO3分子形式存在的Na2O，符