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铝土矿秘密知多少

发布于:2013/8/14 9:58:07

关键词:研磨
简  介:“神舟十号”载人航天飞船已于2013年6月11日圆满实现发射任务,三名航天员也顺利访问了“天宫一号”目的飞行器。这些精细工作的实现需要工作人员的紧密配合,当然也需要更完美的材料来保证飞船跟运载火箭安全...

“神舟十号”载人航天飞船已于2013年6月11日圆满实现发射任务,三名航天员也顺利访问了“天宫一号”目的飞行器。这些精细工作的实现需要工作人员的紧密配合,当然也需要更完美的材料来保证飞船跟运载火箭安全得“坚不得摧”。据报道,航天飞船船体跟火箭壳体采纳了大量的高强、高韧、耐腐蚀以及超塑性的铝合金材料,火箭的点火装置也采纳了多种铝合金线材。能够说是铝合金材料的成功使用才打造了“神十”发射的基本骨架。

  高端的航天科技似乎离我们还很遥远,那让我们回到社会生活中吧。我们经常乘坐的汽车、飞机、火车、轮船等交通工具都要用到铝合金材料;自己家里的门窗、防盗网等也离不开它的参跟;更有人运用铝制餐具,可是据说经常运用会增加患老年痴呆症的概率。因此,任何事物都有两面性,需要我们保持研究,合理的加以使用。

  我们明白的绝大多数的铝材都是铝合金的形式。铝合金作为轻合金的一种,因其具备良好的导热、易成形、价格便宜等特点,使它已经在航空航天、交通运输、轻工建材、通讯电子等多个部门取得了十分广泛的应用。我们要得到这些材料,首先就要有足够的铝金属,而铝金属的得到则主要需要铝土矿来贡献自己的生命了。真的算是牺牲了平庸的自己,成就了他人的“辉煌”。目前,就让我们走进这无私的铝土矿世界。

  铝土矿是最主要的含铝元素的矿石之一。而铝是地壳中分布最广泛的元素之一,其平均含量为8.8%,仅次于氧跟硅居第三位。就金属元素而言,铝则居第一位。铝在自然界中多以氧化物、氢氧化物跟含氧的铝硅酸盐矿物存在,极少发现铝的自然金属。自然界中已知的含铝矿物就有258种,当中相比经常能见到的矿物约43种,最重要的含铝矿石有铝土矿、明矾石跟霞石等。生产中使用于提炼金属铝的主假如由一水硬铝石、一水软铝石跟三水铝石组成的铝土矿。

  铝土矿的发现(1821年)早于铝元素(1825年),其主要的化学成分为Al2O3、SiO2跟H2O,杂质成分主假如高岭石、赤铁矿等。铝土矿矿石用途多样,当中相比重要的应用是用做耐火材料、研磨材料以及作为高铝水泥原料,而最重要的当然就是用铝土矿来提炼金属铝。工业上提取金属铝是先从铝土矿中提取氧化铝,然后氧化铝经电解得到金属铝。

  铝土矿中铝氧化物含量跟别的杂质成分的比值愈高就介绍这个矿的质量愈好。根据世界各地的生产实践经验,质量相比好的矿石一般采纳“拜耳法”进行冶炼;质量差的则要选择“烧结法”;居中部分就用“联合法”。因为中国铝土矿资源的质量相比差,所以主要采纳的是烧结法来处理。烧结法的大致经历是将铝土矿跟一定量的苏打、石灰等配成炉料,在回转窑内高温烧结使含铝部分都变成易溶的铝酸钠,杂质部分则生成不溶物或易水解的产物;随后用稀碱液溶浸窑内产物,使铝酸钠进军到溶液中而跟杂质分离;向溶液中通入二氧化碳使铝酸钠变成氢氧化铝结晶析出,不断焙烧结晶物即得到氧化铝产物;将氧化铝跟冰晶石等混合放入电解槽内,经电解即可得到铝金属。

  随着现代工艺的进步,我们又尝试采纳了将拜耳法跟烧结法组合起来同时运用的联合法。联合后,能够互相取长补短。那些经过预先选矿富集了的铝土矿,硅的含量较低,考虑以“拜耳法”工艺来处理:在高温条件下用氢氧化钠溶液溶出铝土矿,使当中氧化铝溶出得到铝酸钠溶液,铁、硅等杂质则进军残渣中;分离后再往铝酸钠溶液中添加晶种,在继续搅拌降温的条件下进行分解从而析出氢氧化铝;氢氧化铝经锻烧后便得到氧化铝的产品,同样经过电解就能得到金属铝。相对的,以烧结法处理硅含量较高的那部分铝土矿。这样,多工艺串联使用使铝土矿资源利用率大大增加,工艺流程也更加完善。

  铝土矿经过上述不一样工艺处理后,就能够实现由“其貌不扬”的石头到“高富帅”多用途铝金属的大变身。

  中国铝土矿资源还是相比丰富的,主要分布在山西、贵州、河南跟广西四个省区。大、中型矿床在规模上就占了86%,显著多于小型矿床。别的,中国铝土矿资源也存在一些缺点:矿石质量相比差,后续加工经历困难、消耗能源大的一水硬铝石型矿石占了全国总储量的98%以上;同时,适合露天开采的铝土矿矿床不多,据统计惟独总储量的34%,开采难度颇大。

  众所周知,中国是人口大国,也是最大的发展我国家。近年来政府主导的基础设施建立工程使铝材的需求量大大增加,呈现逐年增加的态势。建筑、交通运输、基础设施及电力几乎就占了铝消费总量的一半以上。但在铝材产量上,仅2012年全世界金属铝产量就已经达到了4260万吨,有关人士指出2013年上半年的月平均产量更有望达到201万吨。就这几个简单的数据,名副其实的让金属铝成为需求量仅次于钢铁的第二重要金属。可是,随之而来的就是产能过剩,这也是近两年全球铝业面临的共同问题。在CRU世界铝业大会上,中国就宣布将进一步在2015年减少200万吨的年产能。面临如此现实的问题,资源的合理配置、技术上的革新、工艺上的改进等就显得格外重要了。现代工业的发展,铝制品作为关键材料被应用到航空航天跟军事工业,随后又加大到民用工业,从此铝工业得到了快速而猛烈发展。材料加工成型的技术开发也成了铝行业快速发展的助推器。

  今后,在我们身边,越来越多品质优良的新型铝材将会被使用,随之带动着中国各项技术的突破跟革新。铝土矿,正以它的平庸创造着奇迹;铝材,将放下他的身段改变我们的生活。这将为铝产业开拓一片美好的前景。