鋁土礦化學(xué)加工chemical processing of bauxite
加工方法 鋁土礦的加工方法主要有酸法、堿法和氯化法。酸法主要用來(lái)制取相應(yīng)酸的鋁鹽（主要是硫酸鋁），堿法主要用來(lái)制取氫氧化鋁，從氧化鋁、氫氧化鋁可進(jìn)一步加工成各種鋁化合物和金屬鋁（見(jiàn)圖）。
Al2O3+3H2SO4─→Al2(SO4)3+3H2O
將酸解漿液放入沉降槽中進(jìn)行固液分離，再經(jīng)濃縮熔融，得到含18個(gè)分子結(jié)晶水的固體硫酸鋁。如將熔融的硫酸鋁流入結(jié)片機(jī)則得片狀硫酸鋁。②加壓酸解法：與焙燒酸解法的區(qū)別在于鋁土礦粉無(wú)需進(jìn)行焙燒，直接裝入帶攪拌的、壓力為0.3MPa左右的加壓釜中，反應(yīng)6～8h，漿液送入沉降槽。加壓酸解法能耗低、工藝簡(jiǎn)單，被廣泛采用。為了制取適于造紙用的無(wú)鐵硫酸鋁，可采用無(wú)鐵氫氧化鋁原料或用萃取法除鐵。堿法 堿法分為加壓堿解法、燒結(jié)法和聯(lián)合法等多種。
①加壓堿解法（或稱拜耳法）：用來(lái)制取氫氧化鋁。該法要求鋁土礦中氧化鋁含量大于40％，二氧化硅小于5％，通常Al2O3:SiO2≥7～8。將鋁土礦粉加入壓力釜中與燒堿液反應(yīng)，生成偏鋁酸鈉，反應(yīng)式為：
Al2O3+2NaOH─→2NaAlO2+H2O
原料為三水鋁石型時(shí)，反應(yīng)溫度為120～140℃，原料為一水硬鋁石型時(shí)，反應(yīng)溫度為240～260℃，以獲得較高的轉(zhuǎn)化率。若鋁土礦中含有少量的二氧化硅，則需加入少量石灰以減少堿的消耗。將生成的偏鋁酸鈉與殘?jiān)蛛x，進(jìn)一步精制，將精制后的偏鋁酸鈉液加酸水解即可得到氫氧化鋁。此法工藝簡(jiǎn)單、投資少、成本低、產(chǎn)品質(zhì)量好，是廣泛采用的方法，但礦石的適應(yīng)性稍差，特別是含硅量高的礦石難以加工。?、跓Y(jié)法: 可將含硅量高的鋁土礦加工成偏鋁酸鈉。將鋁土礦粉與純堿、石灰石混合后在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)焙燒，使鋁土礦中的氧化鋁與純堿反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，加入的石灰石與二氧化硅生成硅酸鈣，以減少鈉的損失，反應(yīng)式為：
Al2O3+Na2CO3─→2NaAlO2+CO2
SiO2+CaCO3─→CaSiO3+CO2
經(jīng)浸取、過(guò)濾、洗滌得偏鋁酸鈉溶液，進(jìn)一步加工的方法與堿解法相同。?、勐?lián)合法: 將加壓堿解法與燒結(jié)法并聯(lián)、串聯(lián)或混聯(lián)來(lái)加工鋁土礦，以使工藝更為合理。
氯化法 用以制備無(wú)水三氯化鋁，此法對(duì)鋁土礦的質(zhì)量要求高，礦中硅、鐵的含量越低越好。將鋁土礦粉焙燒后與高質(zhì)煤混合，加入粘結(jié)劑造粒、干燥，在氯化塔中于850～950℃下，通入氯氣和空氣進(jìn)行氯化，反應(yīng)式為：
Al2O3+3C+3Cl2─→2AlCl3+3CO
氯化塔用固定床或沸騰床。氯化鋁呈氣態(tài)逸出，其中夾有少量雜質(zhì)，經(jīng)冷卻、精制可得無(wú)水三氯化鋁。產(chǎn)品用途 硫酸鋁、氧化鋁、三氯化鋁是鋁化合物中的重要產(chǎn)品。①硫酸鋁是優(yōu)良的水處理劑、凈化劑，大約有一半以上的硫酸鋁產(chǎn)品用作造紙工業(yè)的水處理劑。還可用作白色皮革的鞣劑、雨衣的上漿劑、醫(yī)藥的收斂劑、油脂的澄清劑、防火材料、石油精制的除臭脫色劑，在化學(xué)工業(yè)中用于制造催化劑等。②聚氯化鋁是優(yōu)良的絮凝劑、水處理劑。③硫酸鋁鉀（鉀明礬即明礬）、硫酸鋁銨（銨明礬）是重要的凈水劑，硫酸鋁鉀還可用作造紙的上漿劑、印染的媒染劑和醫(yī)藥。④硅酸鋁、硝酸鋁、碘化鋁均可作化學(xué)工業(yè)的催化劑，硅酸鋁還可作涂料的填料。⑤磷酸二氫鋁是耐火材料的膠粘劑，電氣絕緣材料等。⑥偏磷酸鋁用作高溫絕緣粘合劑、釉藥和用來(lái)制特種玻璃。⑦氫氧化鋁是制造其他鋁化合物的原料，還可作醫(yī)藥。
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