鋁(Al)是最豐富的地殼金屬元素,。與氧和氫結合,,形成鋁土礦,礦石開采最常用的鋁,。金屬鋁中首次分離氯化鋁是在1829年,,但直到1886年才開始商業(yè)生產。鋁是一種銀白色的,,堅硬的輕質金屬(比重2.7),。是電的良導體,非常耐腐蝕,。由于這些特性,成為一種重要的金屬,。鋁合金結合強度輕,,因此在種類繁多的行業(yè)使用。
鋁土礦中三水鋁石的主要礦物是(Al2O3·3H2O),,勃姆石(Al2O3·H2O),,和水硬鋁石,這被視為軟鋁石的成分相同,,但密度和難度,。純的氧化鋁(Al2O3)無水氧化物,含有52.9%鋁和47.1%的氧氣,。鋁土礦可硬如石頭或泥一樣柔軟,,它可能會發(fā)生的壓實土(包括易碎,重新膠結),,(pisolites)小球,,或空心,枝條狀物質(管),。它的顏色可淺黃色,,粉紅色,黃色,,紅色,,或白色,或任何組合,。
鋁土礦是指鋁土礦,,其中包含的Fe2O3和二氧化硅Al2O3,,適當低的水平足夠高的水平,在經濟上可開采,。鋁的其他可能來源包括巖石,,如頁巖,板巖鋁,,磷酸鋁石,,高鋁粘土礦物質。
萊斯后,,巴芒,,它最初是在1821年發(fā)現的法語區(qū)命名,鋁土礦是由熱帶或亞熱帶氧化鋁風化的巖石,。它的發(fā)生是由于風化紅土覆蓋或毯子眾所周知,,在各種各樣的石頭。由于它形成的方式,,鋁土礦通常非常廣泛,。鋁土礦是發(fā)現幾乎所有的世界各大洲。已知最大的鋁土礦資源經濟發(fā)生在澳大利亞和幾內亞,。在排名方面,,這些國家隨后是巴西,牙買加和印度,。雖然美國,,日本和德意志聯邦共和國是世界上最大的鋁消費者,他們擁有自己的很少或根本沒有鋁土礦礦床,。
鋁礦中最為重要的一種:
我國已探明鋁土礦礦區(qū)310處,,分布于全國19個省、自治區(qū),、直轄市,。鋁土礦保有儲量達到22.73億噸,其中A B C級7.05億噸,,占總保有儲量的31%,。
據美國礦業(yè)局《MineralCommoditySummaries》1996年資料,全世界鋁土礦儲量為230億噸,,儲量基礎為280億噸,,其中鋁土礦資源比較豐富的國家有:澳大利亞(儲量基礎79億噸)、幾內亞(儲量基礎59億噸),、巴西(儲量基礎29億噸),、牙買加(儲量基礎20億噸)、印度(儲量基礎12億噸)、匈牙利(儲量基礎9億噸),。我國鋁土礦的數量和質量都不及上述國家,,如以我國A B C級儲量(工業(yè)儲量)和這些國家的儲量基礎相比,遠在它們之后,。
我國鋁土礦資源還是比較豐富的,,華北地臺、揚子地臺,、華南褶皺系及東南沿海四個成礦區(qū)都具有較好的鋁土礦成礦條件,,尤以晉中-晉北、豫西-晉南,、黔北-黔中三個成礦帶成礦條件較好,,資源遠景也大;桂西-滇東及川南-黔北等成礦帶也有一定的遠景,。有關部門根據已有地質條件和成礦條件分析,,我國鋁土礦資源總量預計可達50億噸。
我國鋁礦石主要有一水硬鋁石﹑一水軟鋁石和三水鋁石,。這些都是煉鋁的礦石,。工業(yè)上鋁礦石指標是邊界品位,露采與坑采的鋁硅比值均為1.8~2.6,,Al2O3≧40%,;最低工業(yè)品位,鋁硅比值露采≧3.5,,坑采≧3.8,Al2O3≧55%,。
鋁金屬提取發(fā)生在三個主要階段:鋁礬土礦開采,,提煉礦石回收氧化鋁和氧化鋁生產鋁冶煉。
開采鋁土礦是由表面的方法(露天開采),,其中表土覆蓋被刪除和被推土機和鏟運機,,然后為revegetating該地區(qū),并返回到原來的狀態(tài)有時比更好或將其轉換為農地使用,。底層的鋁土礦,,若有必要炸藥破碎,是由開采前endloaders,,電力鏟,,或液壓挖掘機。有時,,鋁土礦是粉碎,,洗凈,去掉一些黏土和沙子,然后在垃圾回轉窯干燥,。其他的可能只是鋁土礦粉碎或干,。礦石,然后裝入卡車,,火車車廂,,或放在傳送帶,運輸的船舶或煉油廠,。
在幾乎所有的商業(yè)運作,,提取氧化鋁由鋁土礦拜爾精煉過程。這個過程中,,由Karl拜耳在1888年發(fā)現的,,包括四個階段。
(1)消化-細磨,,其中鋁土礦分為蒸汽加熱裝置美聯儲稱為沼氣池,。在這里,它是混合,,在壓力下,,與燒堿熱溶液。該鋁土礦和氧化鋁硅石一些反應,,苛性鈉溶液形成了鋁或綠色白酒的鈉鋁硅酸鹽蘇打沉淀,。
(2)澄清-其中氧化鋁的綠色酒或含解決方案是從廢物分離(未溶解鐵的氧化物和二氧化硅其中原鋁土礦的一部分,現在做了沙子和赤泥廢物),。這個階段包括三個步驟:第一,,粗砂大小的廢物被刪除,并沖毀恢復燒堿,;第二,,赤泥中分離出去,第三其余綠色酒是通過過濾器泵,,以消除任何剩余的雜質,。沙子和泥渣在一起抽到的湖泊,綠色酒泵入熱的地方,,是從1000攝氏度冷卻到大約65O ? ?-790三熱交換器
(3)降水量-在這個階段的氧化鋁析出作為氧化鋁水合物晶體的酒,。要做到這一點,綠色的酒溶液混合,,用細晶氧化鋁,,刺激氧化鋁水合物的固體沉淀少量高除塵器容器,作為解決方案的冷卻,。當完成了堅實的氧化鋁水合物被傳遞到下一個階段,,其余的酒,,其中包含燒堿和一些氧化鋁,又回到了沼氣池,。
(四)焙燒-在最后階段的氧化鋁水合物清洗,,以消除任何剩余的酒和干燥。最后,,它被加熱到約1000°C至趕走的結晶水,,留下的氧化鋁,這是一個干燥,,純凈的白色,,砂質材料。阿的氧化鋁部分可留在水合物形式或化學工業(yè)的進一步處理,。
所有商業(yè)化生產的鋁是基于霍爾赫魯特冶煉過程中,,鋁和氧化鋁氧氣是通過電解分離。這包括通過一個氧化鋁和天然或合成冰晶石(氟鋁酸鈉)熔融溶液電流,。熔化的解決方案是在鋁電解槽內襯或屬于在與碳(陰極)的底部,,并在一電器系列連接盆載稱為電解池。插入到每個罐的頂部碳陽極,,其在熔融溶液中浸泡底部,。
一個電流通過的原因,從氧化鋁結合起來,,形成了陽極二氧化碳氣體二氧化碳的氧氣,。其余的熔融金屬鋁聚集在在鍋底陰極。每隔一段時間,,通過虹吸轉移到大保溫爐,。除去雜質,添加合金元素和鋁液鑄造成錠,。
冶煉過程是一個持續(xù)不斷的,。作為冰晶石浴氧化鋁含量降低更是新增。產生的熱量由電流通過保持其熔融狀態(tài),,這樣它會溶解氧化鋁冰晶石洗澡。大量的能量消耗在冶煉過程中,,從14-16萬千瓦時的電能,,需要出示從兩噸氧化鋁一噸鋁。廉價的電力供應,,因此對經濟生產至關重要,。
鋁合金錠生產各種形狀和尺寸對他們的最終用途而定。他們可能是軋制成板材,,片材,,箔,,棒,或棒,。他們可能被卷入到電纜線是電力傳輸線滯留,。壓力機擠壓成不同形式的有益和裝飾數百錠,或者捏造植物可能使他們成為大的結構形狀,。
許多因素在鋁生產周期數涉及到環(huán)境,,大量資源被分配到最小化開采,精煉的影響,,以及對周圍環(huán)境的冶煉,。礦山進行康復,盡一切努力恢復該地區(qū)至少其原始狀態(tài),。采取極端謹慎的處理和處置赤泥的煉油廠,。這通常是注入到一些與不透水材料密封,以防止周圍的農村污染水壩,。還采取了嚴格的措施,,以盡量減少冶煉廠和灰塵或腐蝕性物質的煉油廠氟化物排放量。
氧化鋁的生產消耗了世界上90%的鋁土礦生產,。其余的是所用的磨料,,耐火材料,化工等行業(yè),。鋁土礦是也用于高鋁水泥生產,,作為保水劑或由石油工業(yè)催化劑在涂料焊條和焊劑,并作為煉鋼和鐵合金通量,。
鋁的用途包括以下式電氣設備,,汽車,船舶,,飛機制造,,冶金和化學過程,國內和工業(yè)建筑,,包裝(鋁箔,,罐),廚房用具(餐具,,鍋),。
鋁工業(yè)的技術發(fā)起回收鋁含量的材料,并設立了自己能收集中心的發(fā)展,。該行業(yè)的主要誘因之一,,一直是所花費的能量減少,生產一噸鋁的比一噸原鋁,。這涉及到95須出示鋁液從鋁土礦%,,節(jié)約能源,。每一噸再生鋁也意味著七噸鋁土礦節(jié)約。在澳大利亞,,鋁產量的10%來自再生材料,。