1、1前言1有色金属是指除Fe、Cr、Mn之外的金属2有色金属分轻金属、重金属、稀有金属、贵金属3什么是轻金属、重金属、稀有金属、贵金属，代表性金属分别是？2一次拜尔法循环、拜尔法循环图、拜尔法循环、循环效率、循环碱一次拜尔法循环、拜尔法循环图、拜尔法循环、循环效率、循环碱量、溶出过程、影响溶出过程的因素量、溶出过程、影响溶出过程的因素 正烧结熟料、正烧结、正烧结温度、烧结温度范围 过烧结、高烧结熟料、过烧结温度 近烧结熟料、近烧结、近烧结温度 黄料、欠烧结、欠烧结温度3第一章氧化铝的生产1.什么是铝土矿?铝土矿的主要化学成分有哪些？其中有害的杂质有哪些？答：铝土矿是一种以氢氧化铝矿物为主的成分复
2、杂的岩石，主要化学成分有Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2，其中有害的杂质有SiO2、Fe2O3、TiO2。2.含铝矿物主要有哪些种类？答：按铝土矿的矿物成分分：三水铝石型铝土矿、一水软铝石型铝土矿、一水硬铝石型铝土矿、混合矿；按铝土矿矿石结构特点分：粗糙状铝土矿、致密状铝土矿、豆鲕状铝土矿；按铝土矿地质成因分：海相沉积型铝土矿、陆相沉积型铝土矿、玄武岩风化壳型铝土矿。4第一章氧化铝的生产3.衡量铝土矿的质量标准？答：衡量铝土矿的质量标准是铝硅比，即铝土矿中的氧化铝与氧化硅的重量比。4.单流法 双流法答：单流法是指将循环母液和铝土矿一起磨制成原矿浆进行预热溶出的方法。双流法是指仅将一部
3、分循环母液送去磨制原矿浆，大部分循环母液单独预热到溶出温度，然后再于溶出器内与浓稠原矿浆进行混合溶出的方法。5第一章氧化铝的生产5.写出下列含铝矿物的分子式：刚玉、三水铝石、一水铝石、明矾石、霞石？答：高岭石Al2O32SiO22H2O、刚玉 Al2O3 、三水铝石 Al(OH)3 、一水铝石 AlOOH、明矾石(K,Na)2SO4Al2(SO4)34Al(OH)3、霞石(K,Na)2OAl2O32SiO2。6第一章氧化铝的生产6.我国氧化铝工业的特点？答：铝土矿资源差；综合能耗高；成本高；多采用联合法和烧结法工艺；生产规模偏小，技术装备水平低；产品质量低品种少；污染环境排放大量有害物质。7.
4、概述氧化铝的生产方法？7第一章氧化铝的生产答：酸法、碱法和电热法 酸法生产氧化铝是用硝酸、硫酸或盐酸等无机酸处理含铝原料而得到相应的铝盐的酸性水溶液。然后使这些铝盐成为水合物（经蒸发结晶）或碱式铝盐（水解结晶）结晶从溶液中析出，亦可用碱（NH4OH）中和这些铝盐水溶液，使铝成氢氧化铝析出。煅烧所得到的氢氧化铝即可得到氧化铝。碱法：是用碱（工业烧碱NaOH或纯碱Na2CO3）处理铝土矿，使矿石中的氧化铝变为可溶的铝酸钠。矿石中的铁、钛等杂质和绝大部分的硅则成为不溶解的化合物。将不溶解的残渣（称作赤泥）与溶液分离，经洗涤后弃去或综合处理利用。将净化的铝酸钠溶液（称为精液）进行分解以析出氢氧化铝，经
5、分离洗涤和煅烧后，得到产品氧化铝。分解母液则循环使用处理铝土矿。8第一章氧化铝的生产 电热法可用于处理高硅高铁的铝矿。在电炉内还原熔炼矿石，同时获得硅铁合金与含氧化铝的炉渣，二者借比重不同而分开，用碱法从炉渣中提取氧化铝。电热法仅适用于有廉价电能供应的个别情况。拜耳法拜耳法是直接利用含有大量游离苛性钠的循环母液处理铝土矿，溶出其中氧化铝得到铝酸钠溶液，并用加氢氧化铝种子（晶种）分解的方法，使铝酸钠溶液分解析出氢氧化铝结晶。种分母液经蒸发后返回用于溶出铝土矿。烧结法烧结法是在铝土矿中配入石灰石（或灰石）、纯碱（含大量Na2CO3的碳分母液），在高温下烧结而得到含有固态铝酸钠的熟料，用水或稀碱溶液
6、溶出熟料，得铝酸钠溶液。经脱硅净化的铝酸钠溶液用碳酸化分解法（向溶液中通入二氧化碳气）使溶液中的氧化铝成氢氧化铝结晶析出。碳分母液经蒸发后返回用于配制生料浆。拜尔法生产氧化铝小结8.简述拜耳法生产氧化铝的基本工艺原理？答：用氢氧化钠溶液直接溶出铝土矿中的氧化铝生成铝酸钠溶液；铝酸钠溶液中加入氢氧化铝作为种子，使铝酸钠溶液分解。即反应9.拜耳法生产工艺流程的各主要工序是什么？答：铝土矿原料准备；溶出；赤泥分离洗涤；加晶种分解；氢氧化铝分离洗涤；煅烧；种分母液蒸发和苛化。10.拜耳法铝土矿溶出的目的？答：为了使铝土矿中的三氧化铝变成可溶于水的铝酸钠，把铝和其他的杂质分离 94C100C1003Na
7、Al(OH)NaOHAl(OH)104C1003NaAl(OH)NaOHAl(OH)4C2002NaAl(OH)OHNaOHAlOOH24C24022Ca(OH)NaAl(OH)OHCa(OH)NaOHAlOOH(1)对三水铝石型铝土矿(2)对一水软铝石型铝土矿(3)对一水硬铝石型铝土矿11.写出三种类型氧化铝水合物溶出反应和主要溶出条件，并比较它们溶出的难易程度?三水铝石最易溶出、其次是一水软铝石、最难溶出是一水硬铝石12.铝土矿含硅矿物在溶出过程中的行为和危害？答：各种形式的硅矿物与苛性碱反应，均以硅酸钠形式进入溶液：各种形式的硅矿物与苛性碱反应，均以硅酸钠形式进入溶液：溶液中的硅酸钠又与
8、铝酸钠反应，生成溶解度很小的水合铝硅酸钠沉淀，进入赤泥：溶液中的硅酸钠又与铝酸钠反应，生成溶解度很小的水合铝硅酸钠沉淀，进入赤泥：含硅矿物的危害 造成Na2O和Al2O3损失 水合铝硅酸钠在溶出设备上结垢 水合铝硅酸钠进入产品造成产品质量降低11aq2NaAl(OH)SiO2Naaq6NaOHO2H2SiOOAl4322232OHSiONa2NaOHSiO2322aqNaOHOnHSiOOAlONa22aqO2H2NaAl(OH)SiO2Na2232224321213.溶出一水硬铝石时添加石灰的作用和原理答：观点观点：一水硬铝石本身较难溶解，而矿石中锐钛矿和金红石等钛矿物则先于一水硬铝石而与碱
9、液反应生成钛酸钠，钛酸钠呈胶态膜状包围矿粒表面，阻止一水硬铝石与碱液接触，致使氧化铝不能溶出。如有石灰存在，破坏钛酸钠的保护膜，消除TiO2的有害作用。观点观点：石灰对一水硬铝石本身的活化作用 1314.谈谈影响溶出过程的主要因素。答：.铝土矿的矿物成分及其结构铝土矿的矿物成分及其结构溶出温度溶出温度、循环母液碱浓度循环母液碱浓度、配料摩尔比配料摩尔比、搅拌强度搅拌强度1415.赤泥浆液稀释的目的有哪些？答：溶出料浆在分离赤泥之前须用赤泥洗液予以稀释，以降低料浆溶液的粘度，提高分离效率；降低溶液的浓度，使之适合加种子分解的要求；随溶液浓度降低可促进溶液的继续脱硅，减少氧化硅含量。1516.谈谈
10、拜耳法晶种分解的的机理答：铝酸钠溶液的加种子分解实际上包括两个方面：铝酸根离子的分解和氢氧化铝结晶。(1)铝酸根离子分解：当铝酸钠溶液中有可作为晶核的固体杂质微粒或外加的氢氧化铝种子时，铝酸根离子Al(OH)4-被吸附于晶种表面而发生分解，生成的氢氧化铝分子在晶种表面经过重新排列，形成氢氧化铝结晶。(2)(2)氢氧化铝结晶氢氧化铝结晶 在铝酸钠溶液加种子分解过程中，析出的氢氧化铝在铝酸钠溶液加种子分解过程中，析出的氢氧化铝多晶体可有如下的形成机理：次生成核；结晶生长；晶粒附聚；晶粒多晶体可有如下的形成机理：次生成核；结晶生长；晶粒附聚；晶粒破裂磨损。破裂磨损。17.影响晶种分解过程的因素有哪些
11、？答：分解原液的浓度和分子比；分解温度；分解原液的浓度和分子比；分解温度；种子数量和质量；种子数量和质量；杂质影响杂质影响1617第一章氧化铝的生产18.烧结法生料加煤对生产过程有哪些作用？答：当烧结物料进入到窑的高温带后，处于氧化气氛下，暴露在料层表面的二价硫化物与空气接触又会被氧化而成Na2SO4，只有约半数的硫以二价硫化物形式存在于熟料中。熟料溶出时排入赤泥。铝土矿中部分氧化铁还原成FeO和FeS，可以减少配料中碱的配比，无必要使Fe2O3全部与Na2O结合，故可降低碱耗。加入还原剂能强化烧结过程，因为生料加入的煤在窑内燃烧带以前燃烧，等于增加了窑的燃烧空间，提高窑的发热能力。18第一章
12、氧化铝的生产19 熟料回转窑内一般分几个带？各带的主要作熟料回转窑内一般分几个带？各带的主要作用是什么？用是什么？烘干带 生料浆水分蒸发；预热带 生料中氢氧化物或水合物脱水；分解带 主要为石灰石热分解和开始部分固相反应；烧成带 最后完成熟料矿物组成的反应；冷却带 熟料冷却。19第一章氧化铝的生产20 熟料溶出的目的是什么熟料溶出的目的是什么?试写出熟料溶出过程中的主要化学反应式。42)固3(22)OH(2Al2NaO4HOAlONaOHOFe2NaOHO2HOFeONa23223222SiO2CaOaq2Ca(OH)SiONaaq2NaOHSiO2CaO232220第一章氧化铝的生产21 熟料
13、溶出过程中的二次反应指的是什么？熟料溶出过程中的二次反应指的是什么？其对生产的影响如何？答：由于硅酸二钙的分解又引起其他反应，使已溶出的Al2O3和Na2O又转为固相而造成损失，这种造成Al2O3和Na2O损失的反应叫做溶出二次反应。21第一章氧化铝的生产22 影响二次反应的因素有哪些？影响二次反应的因素有哪些？答：溶出用调整液的组成、温度、时间23 铝酸钠溶液不添加石灰脱硅的基本原理是什么？铝酸钠溶液不添加石灰脱硅的基本原理是什么？有哪些影响因素？有哪些影响因素？答：铝酸钠溶液的脱硅过程即为使溶液中SiO2由介稳状态过渡到平衡状态的过程，过饱和部分的SiO2自溶液中析出。2Na2SiO3+2
14、NaAl(OH)4+aq=Na2OAl2O32SiO2nH2O +4NaOH+aq 温度 添加晶种22第一章氧化铝的生产24 粗液添加石灰脱硅的基本原理是什么？影响因素有哪些？粗液添加石灰脱硅的基本原理是什么？影响因素有哪些？答：石灰是以石灰乳Ca(OH)2浆的形式加入铝酸钠溶液的，加入石灰后将发生如下反应：3Ca(OH)2+2NaAl(OH)4+aq=3CaOAl2O36H2O+2NaOH+aq CaOAl2O36H2O+xNaSiO3+aq=3CaOAl2O3xSiO2(6-2x)H2O+2xNaOH+aq 溶液中Na2OK浓度和Al2O3浓度；溶液的Na2OC浓度；石灰添加量和质量；溶液
15、中SiO2含量；温度；23第一章氧化铝的生产25 简述二段脱硅的工艺流程？溢流溢流底流底流粗液一段常压脱硅分 离二段常压脱硅分 离合成含钙添加剂去烧结法配料或处理后弃之返回晶种或去拜耳法溶出系统去 叶 滤24第一章氧化铝的生产26铝酸钠溶液的碳酸化分解与加晶种分解有何区别？铝酸钠溶液的碳酸化分解与加晶种分解有何区别？其特点是什么？其特点是什么？答：1）苛性碱中和：2）氢氧化铝结晶过程：由于连续通入CO2，使溶液始终维持较大的过饱和度，所以，在碳酸化分解时，即使不加晶种，溶液也具有较大的分解速度。OHCONaCO2NaOH2322NaOHAl(OH)NaAl(OH)34烧结法生产氧化铝小结9影响
16、碳分过程的主要因素有哪些影响碳分过程的主要因素有哪些？答9 确定碳酸化分解率大小的依据是什么？（精液的硅量指数）p3510 碳酸化分解过程中，碳酸化分解过程中，SiO2的析出分几个阶的析出分几个阶段？并指出各个阶段的名称以及对这种析段？并指出各个阶段的名称以及对这种析出规律的原因进行解释出规律的原因进行解释？p3525铝冶金小结12电解铝生产对原料氧化铝有哪些要求？电解铝生产对原料氧化铝有哪些要求？13砂状氧化铝的特性基本概念。安息角：安息角：是指物料在光滑平面上自然堆积的倾角。流动性越差灼减灼减:是指残存在氧化铝中的结晶水含量。比表面积比表面积:是指单位质量物料的外表面积与内孔表面积之和的总
17、表面积，是表示氧化铝化学活性的指标。比表面积 氧化铝的化学活性，越易溶解堆积密度（体积密度）：堆积密度（体积密度）：是指在自然状态下单位体积物料的质量。堆密度 越有利于氧化铝在电解质中的溶解真密度：真密度：是指不包括内外气孔体积的单位体积物料的质量（内气孔是指物料中不与大气相通的气孔，外气孔是指物料中与大气相通的气孔）假密度：假密度：是指不包括外气孔体积的单位体积物料的质量。破损系数：破损系数：是氧化铝的强度指标。是指氧化铝在载流流化床中循环15min后，试样中-44m粒子含量改变的百分数。14酸法冰晶石的制取工序：制酸和制盐酸法冰晶石的制取工序：制酸和制盐什么是氧化铝冰晶石熔盐电解法？什么是
18、氧化铝冰晶石熔盐电解法？直流电流通入电解槽，在阴极和阳极上起电化学反应。电解产物，阴极上是铝液，阳极上是CO2和CO气体。铝液用真空抬包抽出，经过净化和澄清之后，浇铸成商品铝锭，其质量达到99.599.8%Al。阳极气体中还含有少量有害的氟化物和沥青烟气，经过净化之后，废气排放入大气，收回的氟化物返回电解槽。2615电解槽的电极为什么选择炭质材料？在铝电解过程中，高温的具有很大侵蚀性的冰晶石熔液直接同电极接触。在各种电极材料当中，只有炭素材料能够抵抗这种侵蚀性并且能良好地导电而又价格低廉。2716阳极糊为什么要有一定的流动性？阳极糊为什么要有一定的流动性？在上插棒电解槽上，拔棒之后遗留下来的孔
19、洞，宜由上面的阳极糊来填满，因此阳极糊应该具有足够的流动性。但是，在任何情形下，阳极糊软化时的流动性不应引起糊中焦粒偏析，也不应使上插棒阳极拔棒后遗留下来的孔洞被富集着沥青的炭糊所填充，以免由此而造成危害。17沥青的作用和分类？沥青的作用：沥青制造阳极的粘结剂。它在电极制造过程中粘结固体炭粒（骨料），组成具有一定塑性的炭糊，并且在炭糊焦化过程中，焦结固体炭粒，使电极具有足够的机械强度。沥青分为软沥青、中硬沥青、硬沥青2818 什么是阳极糊和炭块糊？答：炭块糊（阳极糊）是焦炭经高温煅烧后，进行中碎和粉碎，然后按照不同的粒度组成与一定比例的沥青进行配料，经混捏后所得的最终产品。直接用于自焙阳极称为
20、阳极糊，用于制造预焙阳极称炭块糊。19 铝电解槽的槽型有（自焙阳极电解槽、预焙阳极电解槽、多室电解槽）20铝电解系列电解槽的配置方式有（横向排列和纵向排列）21工业铝电解槽的结构有（阴极、阳极和母线）组成22铝电解槽系列是（铝生产的单元 ）23 铝电解槽的串联连接是指直流电从整流器之正极经铝母线送到电解槽的阳极，经电解质和铝液层流过阴极，然后进入下一台电解槽的阳极，依次类推。从最后一台电解槽阴极出来的电流，返回整流器的负极。29铝冶金小结24铝电解质的组成：熔剂（冰晶石）和（AlF3），原料（Al2O3）25 铝电解质的基本体系NaF-AlF3二元系、Na3AlF6-Al2O3二元系、Na3A
21、lF6-AlF3-Al2O3三元系 26 NaF-AlF3二元系的化合物有（冰晶石）和（亚冰晶石），还有可能有（单冰晶石）27冰晶石固态下的三种变体：单斜晶系、立方晶系和六方晶系28亚冰晶石在NaF-AlF3二元系中是由初晶冰晶石与液相起包晶反应生成的29单冰晶石是在710由AlF3晶体与液相起包晶反应而生成30NaF-AlF3二元系相图中各相的组成？31单冰晶石存在两种不同观点的原因：在于高浓度下AlF3具有很大的蒸气压，造成实验上的困难。故NaF-AlF3二元系相图只研究到75%AlF3为止。32冰点降低值取决于产生的新质点数目、熔剂的熔点和熔剂的熔化热3033什么是添加剂？应满足的要求？
22、什么是添加剂？应满足的要求？采取往冰晶石-氧化铝熔液中，添加某些能够改善它的物理化学性质以及提高电解生产指标的盐类，这种盐类称为添加剂。应满足：(1)在铝电解过程中不分解，保证铝的质量和电流效率；(2)应能改善冰晶石-氧化铝熔液的物理化学性质，对氧化铝在冰晶石熔液中的溶解度没有大的影响；(3)应来源广泛并且价格低廉 34使用低熔点电解质的优点？使用低熔点电解质的优点？(1)明显降低电解温度(2)实现低温800900下的电解制取液态铝(3)明显提高电流效率(4)明显减少电能消耗量和炭阳极消耗量(5)亦可大大延长槽寿命(6)低温电解质与惰性阴极配合使用，则显著增加其经济效益，35什么是酸性电解质？
23、使用酸性电解质的优点？什么是酸性电解质？使用酸性电解质的优点？是指除了冰晶石（Na3AlF6）之外，还含有一定数量的游离氟化铝（AlF3）的电解质。酸性电解质优点：熔点比较低，可以降低电解温度；铝在其中的溶解度较小，有利于提高电流效率；电解质结壳酥松好打。3136研究冰晶石氧化铝溶液的目的是什么？一方面在于改善铝的电解过程，谋求提高电流效率，减少能量消耗，节省原料，延长电解槽的使用期；另一方面在于了解融盐体系的结构，进而探讨铝电解的机理问题。37冰晶石氧化铝溶液的物理性质有哪些？熔度（熔点或初晶点）、密度、电导率、迁移数、蒸气压、粘度、表面性质 38 铝氧氟离子形成的原因 由于氧离子半径和氟离
24、子半径大小相似（为1.4，为1.33），这两种离子可以彼此易位。在熔融的冰晶石中，大多数氟离子同铝离子配位，或者是6度配位（），或者4度配位（）。氧离子可以取代这些络合离子中的一部分氟离子，而形成铝氧氟离子。3236AlF4AlF铝冶金小结40.影响冰晶石氧化铝溶液中纯钠和纯铝析出电位差值的因素 随着电解质NaF/AlF3摩尔比增大而减小；随电解质温度升高而减小；随电解质中Al2O3浓度减少而减小；随电解质阴极电流密度的提高而减小。41.电解质中铝钠析出电位差值减小后的危害 钠和铝的析出电位差值减小，则钠离子就会同铝离子一起放电，结果造成电流效率之重大损失42.铝电解中阳极反应的步骤(1)氧离
25、子越过双电层在阳极上放电，并生成原子态氧：(2)吸附在阳极上的氧与炭阳极本身发生作用，生成碳氧化合物CxO：(3)CxO分解出CO2，此CO2仍然吸附在炭阳极上：43.什么是阳极效应阳极效应是发生在阳极上的一种特殊现象，当其发生时，阳极上出现许多细小而明亮的电弧，槽电压升高到数十伏。44.发生阳极效应的机理有润湿性学说、氟离子放电学说和静电引力学说45.发生阳极效应的因素：电流密度的增大和氧化铝浓度的降低332e)(O)(O2吸附络合的OCC)(Oxx吸附C)12()(COOC2xx吸附46.铝的溶解有几种方式，分别是什么？铝在冰晶石-氧化铝熔液中溶解的四种方式：(1)铝与冰晶石熔液发生化学反
26、应，生成低价氟化铝：(2)铝置换冰晶石中的钠，生成元素钠：(3)铝以电化学溶解方式，生成低价铝离子，并给出电子：(4)物理溶解 铝以金属微粒的形态存在于冰晶石-氧化铝熔液中。47.什么是电流效率？以实际产量在理论产量中所占的质量百分数来计算电流效率。34铝冶金小结48.电流效率降低的原因？铝的溶解和损失、析出钠、电流空耗、其他损失49.什么是铝的溶解和损失？阴极上析出的铝一部分重新溶解在电解质里。这部分溶解的铝转移到阳极附近，被阳极气体氧化。50.铝电解生产的三个阶段是什么？焙烧、启动、正常生产51.铝电解槽焙烧的目的是什么？在于加热阳极、阴极和炉膛，以利于启动 铝电解槽焙烧的发热方式：利用阳
27、极和阴极本身的电阻发热、利用焙烧介质（例如焦炭粒）的电阻发热、利用燃料发热 52 自焙阳极加热过程中阳极糊的变化是怎样的？在360400以下，沥青中析出焦油物质，沥青变得浓密而发生结构流变；在500700之间焦油物质裂化并生成焦炭；析出来的碳氢化合物气体，在更高的温度下（700900）分解，生成二次焦和甲烷和氢气；二次焦沉积在骨料炭之间，使“烧结锥体”更加密实。53.名词解释：电解槽启动、电解槽无效应启动法、效应启动法、启动后期（p71-72）35 铝电解槽的启动铝电解槽的启动是指在电解槽内熔化电解质和铝，开始电解，然后逐步纳入正常生产而言。无效应启动无效应启动是指在电解槽启动之前，在阳极周围
28、铺放氟化钙，然后放冰晶石和氟化钠（或纯碱）混合物，在槽膛内壁边缘铺放固体电解质块。灌入液体电解质，同时迅速提升阳极，电压达到810V，使槽内固体物料逐渐熔化，并陆续添加固体冰晶石，直至电解质水平达到3035cm为止，熔料结束时，槽电压保持810V，全部熔料时间为68小时的启动法。效应启动法效应启动法是指在启动开始时提升阳极使发生阳极效应，保持槽电压4050伏，迅速熔化槽内的物料，在1小时内完成。启动后期启动后期是指从开始电解逐步纳入正常生产的一个过渡时期。3653.启动后期发生的变化 电解质温度、NaF/AlF3摩尔比及电解质水平逐渐降低，而铝液水平逐渐升高；在槽膛内壁上逐渐生长结壳，其组成为
29、6080%大晶粒的刚玉（）和2030%冰晶石；最终建立了椭圆形的槽膛内形 55.椭圆形槽膛内形的作用热和电的绝缘体；保护炭素侧壁；减少热损失量；提高电流效率56.电解质液面上表面结壳对于电解生产的益处？第一，它是存放原料氧化铝的基地，使氧化铝得到预热，并且脱去其中的部分水分；第二，结壳本身以及在其上面堆放的氧化铝是良好的保温层，可减少电解质的热损失量。3738铝冶金小结60.名词解释：槽电压、电解温度、电解质水平和铝液水平、阳极效应系数、极距、阳极工作面、阴极工作面61.工业电解槽内经常保持一层铝液的益处？第一，它保护着槽底炭块，减少生成炭化铝；第二，它使阳极底掌中央部位多余的热量通过这层良导
30、体传输到阳极四周，使槽内各部分温度趋于均匀；第三，它填充了槽底上高洼不平之处，使电流比较均匀地通过槽底；第四，厚度适当的铝液层能够削弱磁场产生的作用力。62.铝电解槽的生产指标有（生产率）和（电耗率）63.铝的电化学当量值为（）64.电解槽系列的铝产量与（电流强度）、（电流效率）和（运行的槽昼夜总数）相关。65.能量平衡是指（在稳定状态下，供给电解槽体系的能量与电解槽消耗和损失的能量之间的平衡）。66.根据电解槽能量平衡示意图分别写出以0和电解温度为基础时的电解槽能量平衡表达式。p7867.什么是原铝？是指铝电解槽产出的液体铝，经过净化、澄清和除渣之后，铸成商品的铝锭 68.电解槽抽出的铝液中
31、的杂质有（金属元素 ）、（非金属固态夹杂物）和（气体 ）。39槽电压槽电压 是阳极母线至阴极母线之间的电压降电解温度电解温度是指电解质温度而言，一般取950970，大约高出电解质的初晶点1020电解质水平和铝液水平电解质水平和铝液水平 是指它们各自的厚度而言阳极效应系数阳极效应系数 每日分摊到每槽的阳极效应次数极距极距是指阴、阳两极之间的距离，一般取阳极底掌到铝液镜面之间的垂直距离 阳极工作面阳极工作面是指浸在电解质里的阳极表面 阴极工作面阴极工作面是指槽底上的铝液表面40铝冶金小结69.为什么要清除铝液中的杂质？存在金属杂质元素时，则电阻率增大；存在非金属固态和气态杂质时，使型材产生裂纹或气
32、孔；70.铝液净化采用的方法是（气体净化）。71.氯气净化铝液的原理？是把干燥的氯气通入铝液中，使氯与铝中的金属杂是把干燥的氯气通入铝液中，使氯与铝中的金属杂质质（如钠、锂、钙、镁等，它们的氯化物的生成自由能均比氯化铝的生成自由能更负）起反应，生成相应的氯化物而得以除去。同时，那些悬浮在起反应，生成相应的氯化物而得以除去。同时，那些悬浮在铝液中的非金属夹杂物，铝液中的非金属夹杂物，例如Al2O3、Al4C3和炭粒等便吸附在氯化铝气吸附在氯化铝气泡上，上升到铝液表面上时，气泡破裂，分离出这些夹杂物。泡上，上升到铝液表面上时，气泡破裂，分离出这些夹杂物。72.降低铝生产成本的措施？（1）减少原料和
33、材料的机械损失，以及从废气和废旧内衬中收回氟盐可以节省原料（2）设法减少炭阳极消耗量并收回利用残极（3）槽外减少母线中的电能损失。槽内减少电解质中的电能损失，为此需要降低电解温度，以求减少电解槽的热量损失。（4）实行电解厂和加工厂的联合作业，把铝液（或把配成的铝合金液）直接浇铸成加工厂所需的坯锭，则可节省铝，又可节省能量。（5）尽可能的延长电解槽的使用期（6）回收废铝。4173.铝电解槽烟气中含有的污染物质有（气态污染物）、（大颗粒固态污染物）和（细颗粒固态污染物）。74.什么是一次烟气？什么是二次烟气？一次烟气是指由槽上集气罩捕集的铝电解槽散发的烟气，体积较小，其中氟化物浓度较大。二次烟气是
34、指未经集气罩收集而直接进入电解厂房空气中的铝电解槽散发的烟气，被厂房空气稀释后，体积较大，氟化物浓度甚小。75.一次烟气和二次烟气在（浓度）、（体积）、（组成）和（散发方式）上存在很大差别。76.什么是干式净化装置？什么是干式净化法？是指 在烟气通过袋式过滤器进行收尘之前，使烟气在流化床或输送床中与氧化铝直接接触，利用氧化铝对氟化氢气体的吸附能力，并且吸附作用发生在氧化铝颗粒的单分子层上，生成表面化合物AlF3，使烟气得以净化的装置。利用这种装置净化气体的方法，称干式净化法。4277.洗涤器包括（喷雾帘）、（错流填充床）、（浮动床）、（多栅文丘里管）和（多孔板洗涤器）。78.铝的三层电解液精炼
35、在电解槽内从上到下依次为（精铝）、（电解液）和（阳极合金）。79.铝的电解精炼所依据的原理是（在阳极合金的各种金属元素当中，只有铝在阴极上析出。）。80.铝的电解精炼中阳极的溶解反应为（）、（）、（）和（）。81.铝的电解精炼的阴极反应是（）。82.铝的电解精炼的最终结果是铝从阳极合金中溶解出来，铝从阳极合金中溶解出来，并在阴极上析出，而原铝中所含的杂质则否。并在阴极上析出，而原铝中所含的杂质则否。83.氯化铝电解法包括（从铝土矿制取氧化铝）、（用氯气和炭在高温下氯化氧化铝，制取无水氯化铝）和（电解氯化铝得铝）。84.氧化铝低温电解法的关键问题是（选用低熔点的电解质）。4385.冰晶石氧化铝熔
36、盐电解法的缺点或存在的问题？(1)冰晶石-氧化铝融盐电解法需要用大量电能，每吨铝消耗1300015000kWh直流电能。(2)铝厂的投资很大，年产量为十万吨的铝厂需要建造数百台电解槽(3)电解所用的原料和材料都很贵，而且电价也很高，所以铝的生产成本很高。(4)目前生产氧化铝是利用高品位的铝土矿，而这种矿在自然界中的储量是有限的。86.铝土矿直接还原的过程？铝矿中的氧化硅与炭起反应，生成碳化硅：(2)铝矿中的氧化铝在更高的温度下与炭起反应，生成铝氧碳化合物：(3)最后，SiC与Al4O4C发生反应，生成Al-Si合金：2COCOAl3CO2Al44328CO3Si8Al3CCO2Al3SiC44
37、镁冶金小结1.镁的发展阶段可分为（化学法）、（熔盐电解法）和（热还原法）三个阶段。2.镁的应用领域有？1）生产难熔金属的还原剂 稀有金属；2）铝合金的添加元素 合金更轻、强度更大、抗蚀性更好；3）球磨铸铁的球化剂 铸件强度、延展性更高；4）钢铁脱硫的脱硫剂；5）高贮能材料；6）焰火3.生产镁的主要方法有（电解法）、（硅热还原法）、（炭热还原法）和（半连续热还原法）。4.菱镁矿、白云石、光卤石、水氯镁石、水镁石和蛇纹石的分子式分别为（）、（）、（）、（）、（）和（3MgO2SiO22H2O）。5.根据所用原料的不同，MgCl2的制备方法有（道乌法）、（阿玛克斯法）、（诺斯克法）和（氧化镁氯化法）
38、。6.什么是道乌法，包括哪几道生产工序？7.道乌公司用海水做原料，提取Mg(OH)2，然后与盐酸起反应，生成氯化镁溶液，脱水后得MgCl22H2O，用作电解的原料。最后电解得镁。主要工序：(1)用石灰乳沉淀氢氧化镁；(2)用盐酸处理氢氧化镁得氯化镁溶液；3)氯化镁溶液的提纯与浓缩；(4)电解含水的氯化镁（MgCl2（12）H2O），制取纯镁。448.什么是阿玛克斯法，什么是诺斯克法？阿玛克斯法 取美国大盐湖(the Great Salt Lake)的卤水，在太阳池中浓缩，经进一步浓缩、提纯和脱水后，得到氯化镁，最后电解得镁。诺斯克法 所用原料或者是海水，或者是MgCl2含量高的卤水。跟道乌法不
39、同的是：所得氢氧化镁不是用盐酸去氯化，而是加以煅烧，以得MgO。MgO与焦炭混合制团后，用电解槽产出的氯气去氯化，以得无水氯化镁。9.什么是氧化镁氯化法？利用天然菱镁矿，在温度700800下煅烧，得到活性较好的轻烧氧化镁。80%的氧化镁要磨细到小于0.144mm的粒子，然后与炭素还原剂混合制团。炭素还原剂可选用褐煤，因其活性较好。团块炉料在竖式电炉中氯化，制取无水氯化镁。10.氧化镁氯化的条件或原理？气相中氧分压在氯化温度下要明显地低于平衡状态下的相应值。11.理想的镁电解质应具有（较小）的粘度。12.理想的镁电解质为什么要具有较小的粘度？利于镁珠和渣与电解质分离：镁珠上浮而渣下沉。45镁冶金
40、小结13.镁电解质诸组成分对钢阴极的润湿性由小到大依次是：MgCl2，CaCl2，NaCl，KCl14.镁电解质的分解电压随温度的升高而（减小）。15.镁电解槽分为（有隔板电解槽）和（无隔板电解槽）两类。16.双极性电解槽的原理？如果用一块导电板放在阳极和阴极之间，则其对着阳极的一面就成为阴极，对着阴极的一面就成为阳极，此导电板就成为双极性电极，而电解槽的产量几乎加倍增长。17.镁的电化学当量是（），什么是镁的电流效率？以镁的实际产量在理论产量中的百分数计算电流效率18.氯化镁电解时金属镁的损失机理(1)氯化镁电解时的金属镁损失，在一定程度上取决于镁在阴极上的溶解速度和已溶解的镁通过扩散层和循
41、环电解液层向阳极迁移的速度。(2)镁的损失主要取决于分散在循环电解液中的镁珠的溶解，以及由此溶解的镁同氯气的反应。(3)镁的大量损失是由于分散在循环电解液中的镁珠与氯气直接发生相互作用的结果 19.当向镁电解质中加入硫酸盐时有什么危害？(1)会产生长时间的电解质“沸腾现象”，伴随生成大量泡沫。(2)电解质表面上的镁液层因电解质滚动而被破碎成许多细小镁珠，于是被电解质带入阳极空间而被氯化掉。(3)翻滚的电解液把镁液层表面上的保护膜冲刷掉，于是镁液层暴露在空气中引起燃烧 20.什么是阴极钝化是指当阴极表面上生成一层钝化膜时，液态镁就难以汇集成片，而是呈分散的鱼籽状混杂在电解液中的现象21.镁电解中
42、的电能消耗率是由（槽电压）和（电流效率）决定的。22.镁电解槽的槽电压包括（氯化镁的分解电压）、（阴极阳极的过电压）、（电解质电阻造成的电压降值）和（各种导体的电压降）46镁冶金小结1.硅热还原法炼镁的原理2.硅热还原法炼镁的应用3.什么是皮江法4.什么是巴尔札诺法5.什么是玛格尼法4748铜冶金小结1.根据炉内温度和物理化学变化鼓风炉从上到下分为：预备区、焦点区和本床区2.密闭鼓风炉冶金反应特点是什么？(1)根据炉内温度和物理化学变化鼓风炉从上到下分为预备区 炉料的预热、干燥、脱水；高价硫化物和石灰石的分解；硫化物的氧化 ；精矿的固结和烧结 焦点区 焦炭的燃烧、炉料的熔化、熔融硫化物的氧化以
43、及完成造渣和造冰铜过程 本床区 炉渣与冰铜成分相互调整，少量的Cu2O被再硫化(2)炉顶温度较高（500650）(3)炉气穿过料层和炉料不断下移，使传热传质都比反射炉好，热利用率和脱硫率高 (4)主要氧化反应是铁的硫化物氧化(5)鼓风炉的焦炭燃料完全作为加热剂，其燃烧热约占全部热收入的60%。3.闪速熔炼将（焙烧）、（熔炼）和（部分吹炼过程）在一个设备内完成。4.闪速熔炼按不同的工作原理可分为闪速熔炼按不同的工作原理可分为(奥托昆普法奥托昆普法)和（印柯法和（印柯法 ）两种。）两种。495.闪速熔炼中炉料干燥用（气流干燥闪速熔炼中炉料干燥用（气流干燥）、（闪速干燥）、（闪速干燥）和（回转）和（
44、回转窑）。窑）。6.闪速熔炼的基本原理闪速熔炼的基本原理闪速熔炼大大地增大了硫化物凝聚相的反应表面积和提高气相中的闪速熔炼大大地增大了硫化物凝聚相的反应表面积和提高气相中的氧浓度，强化硫化物反应。氧浓度，强化硫化物反应。降低了燃料消耗，提高了烟气中降低了燃料消耗，提高了烟气中SO2浓度，达到节能、综合利用和浓度，达到节能、综合利用和改善环保条件的目的改善环保条件的目的闪速熔炼可在较宽的范围内改变风料比例来调整冰铜品位和脱硫率。闪速熔炼可在较宽的范围内改变风料比例来调整冰铜品位和脱硫率。7.反应塔内的反应为反应塔内的反应为铁的硫化物氧化占主要地位8.闪速熔炼过程中反应塔内主要完成（闪速熔炼过程中
45、反应塔内主要完成（氧化反应）、（造冰铜）和）、（造冰铜）和（造渣的冶金过程）；沉淀池中主要完成（烟气与熔体分离）和（冰（造渣的冶金过程）；沉淀池中主要完成（烟气与熔体分离）和（冰铜与炉渣分离）。铜与炉渣分离）。9.直接炼铜制度包括（直接炼铜制度包括（在沉淀池内炉渣-冰铜-粗铜同时共存）和（）和（在沉淀池内炉渣-粗铜共存）。）。10.火法炼铜的氧势火法炼铜的氧势-硫势图上的硫势图上的C点是哪四相平衡共存点是哪四相平衡共存熔渣、白铍、粗铜和炉气11.电炉贫化法电炉贫化法电炉贫化法是利用电炉高温(炉渣温度15231573K)过热澄清，并加入还原剂和硫化剂，使渣中的Fe3O4还原成FeO，并且使渣中的
46、Cu2O被硫化，产出低品位的锍。贫化后的渣含铜为0.50.6%。50铜冶金小结13.直接炼铜的实质直接炼铜的实质(1)在固态下将铜精矿中的硫化物转变成氧化物，使精矿中的硫集中排放到烟气中回收。从中间氧化产物制取粗铜。14.AMAX法（死焙烧法（死焙烧-矮鼓风炉法或矮鼓风炉法或DR-SF法）的五个工序依次是：法）的五个工序依次是：沸腾炉死焙烧；热压团；矮鼓风炉还原熔炼；炉渣电炉贫化；阳极生产五个工序组成 15.离析炼铜法可处理的铜矿类型有离析炼铜法可处理的铜矿类型有低品位难选的复合氧化铜矿和硫化矿 16.离析法炼铜包括哪三个过程离析法炼铜包括哪三个过程 食盐的分解和HCl气的生成；HCl与铜的氧
47、化物作用，生成挥发的三聚分子氯化亚铜：3.Cu3Cl3蒸气在炭粒表面上被氢还原为金属海绵铜，并在炭粒表面沉积，同时产生HCl：17.冰铜吹炼的目的冰铜吹炼的目的是利用空气中的氧，将冰铜中的铁和硫几乎全部氧化除去，是利用空气中的氧，将冰铜中的铁和硫几乎全部氧化除去，同时除去部分杂质，以得到粗铜。同时除去部分杂质，以得到粗铜。18.转炉吹炼冰铜的两个阶段为造渣期和造粗铜期转炉吹炼冰铜的两个阶段为造渣期和造粗铜期19.金属氧化物的离解压与温度的关系或金属氧化物的离解压随温度的升高而金属氧化物的离解压与温度的关系或金属氧化物的离解压随温度的升高而（增大）（增大）20.凡金属对氧亲和力小于硫对氧亲和力时
48、硫化物氧化得到（金属）凡金属对氧亲和力小于硫对氧亲和力时硫化物氧化得到（金属）21.金属对氧亲和力小意味着离解压（大）金属对氧亲和力小意味着离解压（大）51铜冶金小结22.金属硫化物氧化成金属的反应由（）和（）两步组成金属硫化物氧化成金属的反应由（）和（）两步组成23.根据根据Cu-Cu2S二元系相图，叙述在吹炼温度下造铜期发生的变化二元系相图，叙述在吹炼温度下造铜期发生的变化24.影响Fe3O4生成的主要因素是（炉渣SiO2含量）和（冰铜品位）25.什么是冰铜26.什么是白铍27.名词解释：火法炼铜、湿法炼铜 火法炼铜是将铜矿（或焙砂、烧结块等）和熔剂一起在高温下熔化，或直接炼成粗铜，或先炼
49、成冰铜（铜、铁、硫为主的熔体）然后再炼成粗铜。湿法炼铜是在常温、常压或高压下用溶剂使铜从矿石中浸出，然后从浸出液中除去各种杂质，再将铜从浸出液中沉淀出来。28.反射炉炼铜熔炼的产物（冰铜、炉渣、炉气、烟尘）29.什么是冰铜，冰铜的理论含硫量为（），理论含铜量为（）。30.铜在渣中的损失有（化学损失）（物理损失）和（机械损失）。31.降低渣含铜的措施 (1)适当选择渣型 渣含铜随渣含铁的增加而升高，而随渣含二氧化硅和氧化钙的增加而降低 (2)适当选择冰铜品位 冰铜品位高，渣含铜也高 (3)横隔膜的形成 52第四章 铜冶金32.粗铜火法精炼包括（熔化）、（氧化）、（还原）和（浇铸）33.粗铜火法精
50、炼由（鼓风氧化 ）和（重油还原 ）组成。34.铜中有害杂质除去的程度主要取决于（氧化过程），而铜中氧的排除程度则决定于（）。35.氧化精炼的基本原理（在于铜中多数杂质对氧的亲和力都大于铜对氧的亲和力，且杂质氧化物在铜中的溶解度很小）。36.粗铜火法精炼过程中按氧化除去难易将杂质分为几类？分别是什么？按氧化除去难易将杂质分为三类按氧化除去难易将杂质分为三类 (1)铁、钴、锌、锡、铅、硫是易氧化除去的杂质；铁、钴、锌、锡、铅、硫是易氧化除去的杂质；(2)难除去的难除去的Ni、As和和Sb等杂质；等杂质；(3)不能除去或极少除去的Au、Ag、Se、Te和Bi等杂质。53第四章 铜冶金37.铜的电解精
