鋁(lv)(lv)(Al)是最豐(feng)富的(de)(de)(de)(de)地殼金屬元素。與氧和氫結合,形成(cheng)鋁(lv)(lv)土礦(kuang),礦(kuang)石開采最常用的(de)(de)(de)(de)鋁(lv)(lv)。金屬鋁(lv)(lv)中首次分離氯化鋁(lv)(lv)是在(zai)1829年,但直(zhi)到1886年才開始商業生產。鋁(lv)(lv)是一(yi)種銀白色(se)的(de)(de)(de)(de),堅硬的(de)(de)(de)(de)輕質金屬(比重(zhong)2.7)。是電的(de)(de)(de)(de)良導體(ti),非常耐腐蝕。由于(yu)這些(xie)特性,成(cheng)為(wei)一(yi)種重(zhong)要(yao)的(de)(de)(de)(de)金屬。鋁(lv)(lv)合金結合強度輕,因此在(zai)種類繁多的(de)(de)(de)(de)行(xing)業使(shi)用。
鋁土(tu)礦中三(san)水(shui)鋁石(shi)的(de)主要礦物(wu)(wu)是(Al2O3·3H2O),勃姆石(shi)(Al2O3·H2O),和水(shui)硬(ying)(ying)鋁石(shi),這被視為軟鋁石(shi)的(de)成分相(xiang)同,但密(mi)度和難度。純的(de)氧(yang)(yang)化鋁(Al2O3)無水(shui)氧(yang)(yang)化物(wu)(wu),含有52.9%鋁和47.1%的(de)氧(yang)(yang)氣。鋁土(tu)礦可(ke)(ke)硬(ying)(ying)如石(shi)頭或泥一樣柔軟,它可(ke)(ke)能會發生的(de)壓(ya)實土(tu)(包括(kuo)易(yi)碎,重(zhong)新膠(jiao)結),(pisolites)小球,或空心,枝條狀物(wu)(wu)質(管)。它的(de)顏色(se)可(ke)(ke)淺黃色(se),粉紅色(se),黃色(se),紅色(se),或白(bai)色(se),或任何組合(he)。
鋁(lv)(lv)土(tu)礦(kuang)(kuang)是指鋁(lv)(lv)土(tu)礦(kuang)(kuang),其(qi)中(zhong)包(bao)含(han)的Fe2O3和二(er)氧(yang)化硅Al2O3,適(shi)當低的水(shui)平足夠高的水(shui)平,在經濟上可開(kai)采。鋁(lv)(lv)的其(qi)他可能來源包(bao)括巖(yan)石(shi),如頁巖(yan),板巖(yan)鋁(lv)(lv),磷酸(suan)鋁(lv)(lv)石(shi),高鋁(lv)(lv)粘土(tu)礦(kuang)(kuang)物質。
萊斯后,巴(ba)(ba)芒(mang),它(ta)(ta)最初是(shi)(shi)在1821年(nian)發現的(de)(de)法語區命名,鋁(lv)(lv)土(tu)礦是(shi)(shi)由(you)(you)熱帶或(huo)(huo)亞(ya)熱帶氧(yang)化(hua)(hua)鋁(lv)(lv)風(feng)化(hua)(hua)的(de)(de)巖石。它(ta)(ta)的(de)(de)發生是(shi)(shi)由(you)(you)于風(feng)化(hua)(hua)紅(hong)土(tu)覆蓋(gai)或(huo)(huo)毯子(zi)眾所周知,在各種各樣的(de)(de)石頭。由(you)(you)于它(ta)(ta)形(xing)成的(de)(de)方式,鋁(lv)(lv)土(tu)礦通常非常廣泛。鋁(lv)(lv)土(tu)礦是(shi)(shi)發現幾乎所有的(de)(de)世界(jie)各大(da)洲。已知最大(da)的(de)(de)鋁(lv)(lv)土(tu)礦資源經濟發生在澳大(da)利亞(ya)和幾內亞(ya)。在排名方面,這(zhe)些國家隨后是(shi)(shi)巴(ba)(ba)西,牙買(mai)加和印度。雖然美國,日本和德(de)意(yi)志聯(lian)邦共和國是(shi)(shi)世界(jie)上最大(da)的(de)(de)鋁(lv)(lv)消費者,他(ta)們(men)擁有自己的(de)(de)很少或(huo)(huo)根(gen)本沒有鋁(lv)(lv)土(tu)礦礦床(chuang)。
鋁(lv)礦中最為(wei)重要的一種:
我國已探明鋁(lv)土礦礦區(qu)310處,分布于全國19個省(sheng)、自(zi)治(zhi)區(qu)、直(zhi)轄市。鋁(lv)土礦保有儲量達到22.73億(yi)噸(dun),其中A+B+C級(ji)7.05億(yi)噸(dun),占(zhan)總保有儲量的31%。
據(ju)美國礦(kuang)(kuang)(kuang)業(ye)局《MineralCommoditySummaries》1996年(nian)資料,全(quan)世界(jie)鋁土(tu)礦(kuang)(kuang)(kuang)儲(chu)(chu)量(liang)(liang)(liang)為230億(yi)噸(dun),儲(chu)(chu)量(liang)(liang)(liang)基(ji)(ji)礎(chu)為280億(yi)噸(dun),其(qi)中鋁土(tu)礦(kuang)(kuang)(kuang)資源比較豐富(fu)的國家(jia)有:澳大利(li)亞(儲(chu)(chu)量(liang)(liang)(liang)基(ji)(ji)礎(chu)79億(yi)噸(dun))、幾內亞(儲(chu)(chu)量(liang)(liang)(liang)基(ji)(ji)礎(chu)59億(yi)噸(dun))、巴(ba)西(儲(chu)(chu)量(liang)(liang)(liang)基(ji)(ji)礎(chu)29億(yi)噸(dun))、牙買加(jia)(儲(chu)(chu)量(liang)(liang)(liang)基(ji)(ji)礎(chu)20億(yi)噸(dun))、印度(儲(chu)(chu)量(liang)(liang)(liang)基(ji)(ji)礎(chu)12億(yi)噸(dun))、匈(xiong)牙利(li)(儲(chu)(chu)量(liang)(liang)(liang)基(ji)(ji)礎(chu)9億(yi)噸(dun))。我國鋁土(tu)礦(kuang)(kuang)(kuang)的數量(liang)(liang)(liang)和(he)質量(liang)(liang)(liang)都不及上述國家(jia),如以(yi)我國A+B+C級儲(chu)(chu)量(liang)(liang)(liang)(工業(ye)儲(chu)(chu)量(liang)(liang)(liang))和(he)這些國家(jia)的儲(chu)(chu)量(liang)(liang)(liang)基(ji)(ji)礎(chu)相比,遠在它(ta)們之(zhi)后。
我(wo)國鋁土(tu)礦(kuang)資源(yuan)還是比較(jiao)(jiao)豐富(fu)的(de),華北地臺、揚子地臺、華南(nan)褶皺系及東南(nan)沿海四個成(cheng)(cheng)礦(kuang)區都具有(you)較(jiao)(jiao)好的(de)鋁土(tu)礦(kuang)成(cheng)(cheng)礦(kuang)條(tiao)件,尤以(yi)晉(jin)中-晉(jin)北、豫西-晉(jin)南(nan)、黔北-黔中三個成(cheng)(cheng)礦(kuang)帶(dai)(dai)成(cheng)(cheng)礦(kuang)條(tiao)件較(jiao)(jiao)好,資源(yuan)遠景也大(da);桂西-滇(dian)東及川南(nan)-黔北等成(cheng)(cheng)礦(kuang)帶(dai)(dai)也有(you)一定的(de)遠景。有(you)關部門根據已有(you)地質條(tiao)件和成(cheng)(cheng)礦(kuang)條(tiao)件分析,我(wo)國鋁土(tu)礦(kuang)資源(yuan)總量預計可達(da)50億噸。
我國(guo)鋁(lv)礦(kuang)(kuang)石(shi)(shi)主(zhu)要有一水硬鋁(lv)石(shi)(shi)﹑一水軟(ruan)鋁(lv)石(shi)(shi)和(he)三水鋁(lv)石(shi)(shi)。這(zhe)些都是煉鋁(lv)的礦(kuang)(kuang)石(shi)(shi)。工(gong)(gong)業上(shang)鋁(lv)礦(kuang)(kuang)石(shi)(shi)指(zhi)標是邊界品(pin)位(wei),露(lu)采與坑(keng)采的鋁(lv)硅(gui)比值均為1.8~2.6,Al2O3≧40%;最低工(gong)(gong)業品(pin)位(wei),鋁(lv)硅(gui)比值露(lu)采≧3.5,坑(keng)采≧3.8,Al2O3≧55%。
鋁金屬提(ti)取(qu)發生在三(san)個主要階段:鋁礬(fan)土礦開采,提(ti)煉(lian)礦石回收氧化(hua)鋁和(he)氧化(hua)鋁生產(chan)鋁冶煉(lian)。
開采(cai)鋁土(tu)(tu)礦(kuang)是由表(biao)面的(de)方法(fa)(露天(tian)開采(cai)),其中(zhong)表(biao)土(tu)(tu)覆蓋被(bei)刪除(chu)和(he)被(bei)推土(tu)(tu)機(ji)和(he)鏟運機(ji),然(ran)(ran)后為(wei)revegetating該地區,并返回到原來的(de)狀(zhuang)態有時比(bi)更好(hao)或(huo)將其轉換為(wei)農地使用。底層的(de)鋁土(tu)(tu)礦(kuang),若有必要炸(zha)藥(yao)破(po)碎(sui),是由開采(cai)前endloaders,電力鏟,或(huo)液壓挖掘機(ji)。有時,鋁土(tu)(tu)礦(kuang)是粉(fen)碎(sui),洗凈(jing),去(qu)掉一些黏土(tu)(tu)和(he)沙子,然(ran)(ran)后在垃(la)圾回轉窯(yao)干燥。其他的(de)可能只是鋁土(tu)(tu)礦(kuang)粉(fen)碎(sui)或(huo)干。礦(kuang)石,然(ran)(ran)后裝入卡(ka)車(che)(che),火車(che)(che)車(che)(che)廂,或(huo)放在傳送帶,運輸的(de)船舶或(huo)煉油廠。
在(zai)幾乎所有(you)的商(shang)業運作,提(ti)取氧化鋁(lv)由鋁(lv)土(tu)礦(kuang)拜爾精煉過程。這個過程中,由Karl拜耳在(zai)1888年發現的,包(bao)括四個階段(duan)。
(1)消化-細磨(mo),其(qi)中鋁土礦(kuang)分(fen)為(wei)(wei)蒸汽加熱(re)裝置美(mei)聯儲(chu)稱為(wei)(wei)沼(zhao)氣池。在(zai)(zai)這里(li),它(ta)是混合,在(zai)(zai)壓力下,與燒堿熱(re)溶(rong)液(ye)。該鋁土礦(kuang)和(he)氧化鋁硅石一(yi)些(xie)反應,苛性(xing)鈉(na)溶(rong)液(ye)形(xing)成了(le)鋁或綠色白酒的鈉(na)鋁硅酸鹽(yan)蘇(su)打沉淀。
(2)澄清(qing)-其中氧(yang)化(hua)鋁(lv)的綠色(se)酒或含(han)解決(jue)方(fang)案是(shi)從(cong)(cong)廢(fei)物分離(li)(未溶解鐵的氧(yang)化(hua)物和二(er)氧(yang)化(hua)硅其中原(yuan)鋁(lv)土礦的一部(bu)分,現在做(zuo)了沙(sha)子(zi)和赤(chi)(chi)泥廢(fei)物)。這個階段包括三(san)個步(bu)驟:第(di)一,粗(cu)砂大小的廢(fei)物被(bei)刪除,并(bing)沖毀恢復(fu)燒堿;第(di)二(er),赤(chi)(chi)泥中分離(li)出去,第(di)三(san)其余(yu)綠色(se)酒是(shi)通過(guo)過(guo)濾器泵,以(yi)消除任何剩余(yu)的雜質。沙(sha)子(zi)和泥渣在一起抽到(dao)的湖泊,綠色(se)酒泵入熱(re)的地方(fang),是(shi)從(cong)(cong)1000攝(she)氏度冷卻到(dao)大約(yue)65O ? ?-790三(san)熱(re)交(jiao)換器
(3)降水量-在這個階段的(de)(de)氧化鋁析出作為氧化鋁水合(he)物(wu)晶體的(de)(de)酒(jiu)(jiu)。要做到這一點,綠色的(de)(de)酒(jiu)(jiu)溶液混(hun)合(he),用細晶氧化鋁,刺激氧化鋁水合(he)物(wu)的(de)(de)固(gu)體沉淀(dian)少量高除塵(chen)器容器,作為解(jie)決方案的(de)(de)冷卻。當完成了堅實(shi)的(de)(de)氧化鋁水合(he)物(wu)被傳遞到下一個階段,其余的(de)(de)酒(jiu)(jiu),其中包含燒堿和一些氧化鋁,又回到了沼氣池。
(四)焙(bei)燒-在最(zui)后階段的(de)氧化鋁(lv)水(shui)合物清洗,以消除任何剩余的(de)酒(jiu)和干(gan)燥。最(zui)后,它(ta)被加熱到(dao)約1000°C至趕(gan)走的(de)結晶水(shui),留下的(de)氧化鋁(lv),這是一(yi)個(ge)干(gan)燥,純凈的(de)白色(se),砂質材料(liao)。阿的(de)氧化鋁(lv)部分可留在水(shui)合物形式(shi)或化學工業的(de)進一(yi)步處(chu)理。
所有商業化生(sheng)產的(de)(de)鋁是基于霍爾赫魯特冶煉(lian)過程中,鋁和氧化鋁氧氣是通過電(dian)解(jie)分離。這包括通過一個氧化鋁和天然(ran)或合成冰晶石(shi)(氟鋁酸鈉)熔(rong)融溶(rong)液電(dian)流。熔(rong)化的(de)(de)解(jie)決(jue)方案(an)是在鋁電(dian)解(jie)槽內襯或屬于在與(yu)碳(陰極)的(de)(de)底部(bu),并在一電(dian)器系列連接盆載稱為(wei)電(dian)解(jie)池(chi)。插入到每個罐的(de)(de)頂部(bu)碳陽(yang)極,其在熔(rong)融溶(rong)液中浸泡(pao)底部(bu)。
一個電流通過的原因,從氧(yang)化(hua)鋁(lv)結合(he)起來,形成(cheng)了陽極二氧(yang)化(hua)碳氣體二氧(yang)化(hua)碳的氧(yang)氣。其余的熔(rong)融金屬(shu)鋁(lv)聚(ju)集(ji)在(zai)(zai)在(zai)(zai)鍋(guo)底陰極。每(mei)隔一段時間(jian),通過虹吸轉移到大保溫爐。除去雜質(zhi),添加合(he)金元素和鋁(lv)液鑄(zhu)造(zao)成(cheng)錠。
冶煉(lian)過程是一個持(chi)續不(bu)斷的。作為冰晶石浴氧(yang)化(hua)鋁(lv)含量降低更是新增。產生的熱量由(you)電流通過保持(chi)其(qi)熔(rong)融狀態,這樣它會溶解氧(yang)化(hua)鋁(lv)冰晶石洗澡(zao)。大(da)量的能(neng)量消耗(hao)在冶煉(lian)過程中,從14-16萬千瓦時的電能(neng),需要(yao)出示從兩(liang)噸氧(yang)化(hua)鋁(lv)一噸鋁(lv)。廉價(jia)的電力供應,因此(ci)對經(jing)濟(ji)生產至關重要(yao)。
鋁(lv)合(he)金錠生產各種形(xing)狀(zhuang)和(he)尺寸對他(ta)(ta)們的(de)最終用途而定。他(ta)(ta)們可能是軋(ya)制成板材,片(pian)材,箔,棒,或棒。他(ta)(ta)們可能被卷入到電(dian)纜線(xian)是電(dian)力(li)傳輸線(xian)滯留。壓力(li)機擠壓成不同形(xing)式的(de)有益和(he)裝(zhuang)飾數百錠,或者(zhe)捏造植物(wu)可能使他(ta)(ta)們成為(wei)大的(de)結構形(xing)狀(zhuang)。
許多因素在鋁(lv)生產周期(qi)數涉及(ji)到(dao)(dao)環境,大量資源被分配到(dao)(dao)最小化開采,精(jing)煉(lian)的(de)(de)(de)影響,以及(ji)對周圍環境的(de)(de)(de)冶煉(lian)。礦(kuang)山進行康復,盡(jin)一切努力恢復該地區至少其(qi)原始狀(zhuang)態。采取極端謹慎的(de)(de)(de)處理和(he)處置赤泥的(de)(de)(de)煉(lian)油廠(chang)。這通(tong)常是注入到(dao)(dao)一些(xie)與不(bu)透(tou)水(shui)材料(liao)密封,以防止周圍的(de)(de)(de)農村污染水(shui)壩。還采取了嚴格的(de)(de)(de)措施,以盡(jin)量減少冶煉(lian)廠(chang)和(he)灰塵或腐蝕(shi)性物質的(de)(de)(de)煉(lian)油廠(chang)氟化物排放量。
氧化鋁(lv)(lv)(lv)的生產(chan)消耗了世界上90%的鋁(lv)(lv)(lv)土(tu)礦生產(chan)。其余的是(shi)所用的磨料(liao),耐火材(cai)料(liao),化工等行業(ye)。鋁(lv)(lv)(lv)土(tu)礦是(shi)也用于高鋁(lv)(lv)(lv)水泥生產(chan),作為保水劑或(huo)由石(shi)油(you)工業(ye)催化劑在涂料(liao)焊(han)條和焊(han)劑,并作為煉鋼(gang)和鐵合金(jin)通量。
鋁的(de)用(yong)途包括以下式電氣設備,汽車,船舶(bo),飛(fei)機制造,冶(ye)金和(he)化學(xue)過程(cheng),國內(nei)和(he)工(gong)業建(jian)筑(zhu),包裝(鋁箔,罐),廚房用(yong)具(餐具,鍋)。
鋁(lv)工業的(de)技術發起回收(shou)鋁(lv)含量的(de)材料,并(bing)設立(li)了自(zi)己能收(shou)集中心的(de)發展。該行業的(de)主要誘因之一,一直是所花費的(de)能量減少,生(sheng)(sheng)產一噸(dun)鋁(lv)的(de)比一噸(dun)原鋁(lv)。這涉(she)及到95須出示(shi)鋁(lv)液從鋁(lv)土(tu)礦%,節約能源。每一噸(dun)再(zai)生(sheng)(sheng)鋁(lv)也意味著七噸(dun)鋁(lv)土(tu)礦節約。在澳(ao)大利亞,鋁(lv)產量的(de)10%來自(zi)再(zai)生(sheng)(sheng)材料。