氧化铝的工业生产及α片状氧化铝的制备方法课件.ppt

报告人：蒋周青
时 间：2011年12月
目录
一、 氧化铝产业的基本介绍
二、 拜耳法生产氧化铝技术
三、 片状α氧化铝的制备方法
本报告基本结构
四、 总结
一、 氧化铝的工业生产
1、 Al2O3体系印度、印度尼西亚和东欧等处于热带和亚热带的国家和地区，多数为三水铝石型矿。
我国的铝土矿资源还比较丰富，分布较广主要在山西、河南、贵州、广西和山东。
但是我国铝土矿的特点是高硅、高铝和低铁，绝大数主要为一水硬铝石，矿石中铝硅比在4~7之间。福建、河南和广西有少量的三水铝石型铝土矿。这为种组成结构给实际工业炼铝带来很大的麻烦。
二、拜耳法制备氧化铝
典型厂
生产方法
铝土矿类型
数据年份
综合能耗/(GJ/tAo)
山东铝厂
烧结法
一水硬铝石
2002

郑州铝厂
混联法
一水硬铝石
2002

山西铝厂
混联法
一水硬铝石
2002

苹果铝厂
拜耳法
一水硬铝石
2002

法国铝厂
拜耳法
三水铝石+一水软铝石
2002

宾加拉（奥）
拜耳法
三水铝石
2002

（希）
拜耳法
一水软铝石
2002

施塔德（法）
拜耳法
三水铝石
2002

表2 国内外氧化铝长能耗对比
-1892年提出而得名的，一百年来它已经有了许多改进，但仍然习惯地沿用着拜耳法这外名字。
　　拜耳法用在处理低硅铝土矿，特别是用在处理三水铝石型铝土矿时，流程简单，作业方便，产品质量高，其经济效果远非其它方法所能比美，目前全世界生产的氧化铝和氢氧化铝，有90%以上是用拜耳法生产的。
+ 氢氧化钠溶液
160-170℃，304-405 kPa
铝酸钠（溶液）+ 杂质（沉淀）
反应式：（1）Al2O3+2NaOH→
2NaAlO2（铝酸钠） + H2O +杂质（以Fe2O3为主—赤泥）
+H2O（稀释）
降温，降压（）
加氢氧化铝晶核（晶种）
搅拌、 结晶的Al（OH）3
反应式： NaAlO2 + H2O→
Al(OH)3+NaOH (可循环使用)
反应方程式：
拜耳法基本原理：

（l）用NaOH溶液溶出铝土矿，所得到的铝酸钠溶液在添加晶种、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。

片状氧化铝是一种新型特种氧化铝和重要的粉体材料，具有六角形片状的结构特征，并具有较小的厚度与较大的径厚比。这些特征使其不仅具备普通氧化铝的优良性能，而且还获得了适中的表面活性、良好的附着性及显著的屏蔽效应等特殊性能。
因此片状α-Al2O3粉末在工业上得到了广泛的应用，例如α-Al2O3粉末加入到聚合物中能提高聚合物的导热性，作为第二相加入到陶瓷的中作为增韧剂，用作高纯的耐火材料，用作珠光颜料等。
晶体生长习性：
是指晶体在一定生长的物理、化学条件下所表现出的形态特征。

晶体结晶形态是由不同面族（单形）组合而成，而各个面族的生长速率会随着生长环境的不同而发生相应变化，因而物理化学条件不同造就了晶体晶族结晶形态的差异。

自然界中的α-Al2O3晶体呈现出六方片状或六方柱状，其生长理论模型各有说法。目前比较广泛采用的是配位多面体生长理论与氧化铝稳定能理论。Al—O6八面体以一定的方式堆积排列，生长基元在特定面上叠加，进而使得某些面显露另一些面不显露。
几种制备片状氧化铝晶体方法：
1）熔盐法
2）高温烧结法
3）水热法
4）涂膜法
5）机械法
熔盐合成法：

通常采用一种或数种低熔点的盐类作为反应介质，反应物在熔盐中有一定的溶解度，使得反应在原子级进行。反应结束后，采用合适的溶剂将盐类溶解，经过滤洗涤后即可得到合成产物。由于低熔点盐作为反应介质，合成过程中有液相出现，反应物在其中有一定的溶解度，大大加快了离子的扩散速率，使反应物在液相中实现原子尺度混合，反应就由固固反应转化为固液