铝是一种轻金属,其化合物在天然界中散布极广,铝在地壳中的含量仅次于氧和硅。在金属种类中,铝仅次于钢铁,为第二大类金属。铝具有特殊的化学、物理特性,是当今最常用的工业金属之一,不只分量轻,质地坚,并且具有杰出的延展性、导电性、导热性、耐热性和耐核辐射性,是国民经济开展的重要根底原材料。 铝的密度是2.7,约为一般金属的1/3。而常用铝导线的导电度约为铜的61%,导热度为银的一半。尽管纯铝极软且富延展性,但仍可经过冷加工及做成合金来使它硬化。铝土矿是铝的重要来历,制作一镑氧化铝约需求两磅铝土矿,而制作一磅金属铝需求两磅氧化铝。 铝在天然界中多以氧化物、氢氧化物和含氧的铝硅酸盐存在,很少发现铝的天然金属。现在已知的含铝矿藏有258种,其间常见的矿藏约43种。实际上,由纯矿藏组成的铝矿床是没有的,一般都是共生散布,并混有杂质。从经济和技能观念动身,并不是一切的含铝矿藏都能成为工业质料。用于提炼金属铝的首要是由一水硬铝石、一水软铝石或三水铝石组成的铝土矿。 一水硬铝石又叫水铝石,结构式和分子式分别为AlO(OH)和Al2O3?H2O。斜方晶系,结晶无缺者呈柱状、板状、鳞片状、针状、棱状等。矿石中的水铝石一般均含有TiO2、SiO2、Fe2O3、Ga2O3、Nb2O5、Ta2O5、TR2O3等不同量类质同象混入物。水铝石溶于酸和碱,但在常温常压下溶解甚弱,需在高温高压和强酸或强碱浓度下才干彻底分化。一水硬铝石构成于酸性介质,与一水软铝石、赤铁矿、针铁矿、高岭石、绿泥石、黄铁矿等共生。其水化可变成三水铝石,脱水可变成α刚玉,可被高岭石、黄铁矿、菱铁矿、绿泥石等告知。 一水软铝石又叫勃姆石、软水铝石,结构式为AlO(OH),分子式为Al2O3?H2O。斜方晶系,结晶无缺者呈菱形体、棱面状、棱状、针状、纤维状和六角板状。矿石中的一水软铝石常含Fe2O3、TiO2、Cr2O、Ga2O3等类质同象。一水软铝石可溶于酸和碱。该矿藏构成于酸性介质,首要产在堆积铝土矿中,其特征是与菱铁矿共生。它可被一水硬铝石、三水铝石、高岭石等告知,脱水可转变成一水硬铝石和α刚玉,水化可变成三水铝石。 三水铝石又叫水铝氧石、氢氧铝石,结构式Al(OH),分子式为Al2O3?3H2O。单斜晶系,结晶无缺者呈六角板状、棱镜状,常有呈细晶状集合体或双晶,矿石中三水铝石多呈不规则状集合体,均含有不同量的TiO2、SiO2、Fe2O3、Nb2O5、Ta2O5、Ga2O3等类质同象或机械混入物。三水铝石溶于酸和碱,其粉末加热到100℃经2h即可彻底溶解。三水铝石构成于酸性介质,在风化壳矿床中是原生矿藏,与高岭石、针铁矿、赤铁矿、伊利石等共生。三水铝石脱水可变成一水软铝石、一水硬铝石和α刚玉,可被高岭石、多水高岭石等告知。 铝土矿的化学成分首要为Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2、H2O+,五者总量占成分的95%以上,一般>98%,非必须成分有S、CaO、MgO、K2O、Na2O、CO2、MnO2、有机质、碳质等,微量成分有Ga、Ge、Nb、Ta、TR、Co、Zr、V、P、Cr、Ni等。Al2O3首要赋存于铝矿藏—水铝石、一水软铝石、三水铝石中,其次赋存于硅矿藏中(首要是高岭石类矿藏)。 在内生条件下,因为有二氧化硅的广泛存在,Al2O3与SiO2常紧密结组成各类铝硅酸矿藏,这些矿藏一般铝硅比小于1,而工业上对铝矿石一般要求Al2O3≥40%,Al/Si>1.8~2.6,因而内生条件下很少构成工业铝矿床。 现在,已知的国内外工业铝土矿多是在表生条件下构成的。在表生条件下铝土矿的生成首要有两种方式:即风化-残积(余)成矿(红土成矿)和风化-转移-堆积成矿或风化-改造-再堆积成矿(堆积成矿)。风化-残积(余)成矿是含铝母岩在湿热气候条件下,具分泌杰出的有利地势(如残丘、低山和台地),因为水、CO2和生物等的风化分化效果,母岩中易溶物质K、Na、Ca、Mg和SiO2被淋失排出,活动性小的物质Al、Fe、Ti残留原地构成红土型铝土矿。风化-转移-堆积成矿是含铝岩石、红土风化壳或已构成的红土矿床,在重力、水和天然酸(硫酸、碳酸、有机酸)等效果下,经机械的或化学的风化、剥蚀、转移等物理、化学改造效果,于山坡凹地、谷地、近海湖盆地或沿海湖、限制海盆内构成铝土矿,在水介质环境中构成堆积铝土矿。 铝土矿矿石含有镓、钒、铌、钽、钛、铈及放射性元素等有用组分,这些有价值的伴生组分可归纳收回。而矿石中的硫、CO2、MgO、P2O5则是有害组分,不利于铝的冶炼收回。 铝土矿矿石依据其所含的首要含铝矿藏分为:三水铝石型、一水软铝石型和一水硬铝石型。国外铝土矿矿石首要是三水铝石型,次为一水软铝石型,而一水硬铝石型铝土矿很少。但我国则首要是一水硬铝石型铝土矿,三水铝石型铝土矿很少。 国外的三水铝石型铝土矿具高铝、低硅、高铁的特色,矿石质量好,合适耗能低的拜耳法处理。我国的一水硬铝石型铝土矿,整体特征是高铝、高硅、低硫低铁、中低铝硅比,矿石质量差,加工难度大,氧化铝出产多用耗能高的联合法。 铝的制取包含由矿石出产氧化铝,再由氧化铝出产金属铝两大部分。氧化铝出产办法首要有拜耳法、烧结法、拜耳-烧结联合法等。金属铝的出产办法首要是冰晶石-氧化铝融盐电解法。 铝的首要运用形状是铝合金而不是纯铝金属。这是因为将铝配制成铝合金后,能够显着改进其功能,如进步强度和耐腐蚀性等。依据成形办法的不同,可将铝合金分为铸造铝合金和变形铝合金。铸造铝合金是用铸造的办法出产的铸件,变形铝合金是用压力加工办法出产的板、带、箔材和管、棒、型、线材等。 因为铝具有优秀的功能,铝在国民经济各行业和国防工业中得到了广泛的运用。铝作为轻型结构材料,分量轻、强度大,海、陆、空各种运载工具,特别是飞机、、火箭、人造地球卫星等,均运用很多的铝,一架超音速飞机的用铝量占其本身分量的70%,一枚用铝量占其总分量的10%以上;用铝和铝合金制作的各种车辆,能够削减能耗,其所节约的能量远远超越炼铝时所耗费的能量;在建筑工业顶用铝合金做房子的门窗及结构材料;在电力运送方面,铝的用量居首位,90%的高压电导线是用铝制作的;在食品工业,从储槽到罐头盒,以致饮料容器大多用铝制成;铝粉可做难熔金属(如钼等)的还原剂和做炼钢中的脱氧剂,日常日子中所用的锅、盆等大多由铝制成。 铝的化合物如氢氧化铝可用来制备铝盐、吸附剂、媒染剂和离子交换剂,也可作为瓷釉、耐火材料等的质料,在医药上有中和胃酸和医治溃疡的效果;无水是石油工业和有机组成中常用的催化剂;六水合可用于制备除臭剂、安全消毒剂;六氟合铝酸钠(即冰晶石)在农业上常用作虫剂;遇湿润或酸放出剧毒的气体,可毒死害虫,农业上用作谷仓虫的熏蒸剂;硅酸铝常用于制作玻璃、陶瓷、油漆的颜料以及油漆、橡胶和塑料的填料。近些年来,人们又开发了一些新的含铝化合物,如用作复合木地板耐磨层的三氧化二铝,还有烷基铝、纳米氧化铝等。跟着科学的开展,人们将会更多更好地运用铝及化合物造福人类。 因为铝具有优秀的功能,铝在国民经济各行业和国防工业中得到了广泛的运用。铝作为轻型结构材料,分量轻、强度大,海、陆、空各种运载工具,特别是飞机、、火箭、人造地球卫星等,均运用很多的铝,一架超音速飞机的用铝量占其本身分量的70%,一枚用铝量占其总分量的10%以上;用铝和铝合金制作的各种车辆,能够削减能耗,其所节约的能量远远超越炼铝时所耗费的能量;在建筑工业顶用铝合金做房子的门窗及结构材料;在电力运送方面,铝的用量居首位,90%的高压电导线是用铝制作的;在食品工业,从储槽到罐头盒,以致饮料容器大多用铝制成;铝粉可做难熔金属(如钼等)的还原剂和做炼钢中的脱氧剂,日常日子中所用的锅、盆等大多由铝制成。 铝的化合物如氢氧化铝可用来制备铝盐、吸附剂、媒染剂和离子交换剂,也可作为瓷釉、耐火材料等的质料,在医药上有中和胃酸和医治溃疡的效果;无水是石油工业和有机组成中常用的催化剂;六水合可用于制备除臭剂、安全消毒剂;六氟合铝酸钠(即冰晶石)在农业上常用作虫剂;遇湿润或酸放出剧毒的气体,可毒死害虫,农业上用作谷仓虫的熏蒸剂;硅酸铝常用于制作玻璃、陶瓷、油漆的颜料以及油漆、橡胶和塑料的填料。近些年来,人们又开发了一些新的含铝化合物,如用作复合木地板耐磨层的三氧化二铝,还有烷基铝、纳米氧化铝等。跟着科学的开展,人们将会更多更好地运用铝及化合物造福人类。 [1] [2] [3] [4] 下一页 |