有色金属冶金复习题综合F版文档格式.docx

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1、烧结法2、拜耳法3、联合法（联合法又分为并联法、串联法及混联法）

5.决定碱法生产氧化铝方法的主要因素是什么？

请具体指出来。

主要因素是铝硅比。

当铝硅比A/S>

7时，该矿石可以采用拜耳法处理，当然也可以采用烧结法处理；

当3.5<

A/S<

7时，就不宜用拜耳法处理，但可以采用烧结法处理；

当A/S<

3.5时，可以采用烧结法处理，但这时已无实际意义。

6.拜尔法和烧结法的优缺点？

烧结法与拜耳法相比较，前者能耗高约6倍以上，而且拜耳法的产品质量明显优于烧结法。

拜耳法虽然具有很多优点，但是其应用有严格的限制条件，主要限制条件是铝硅比，拜耳法要求铝硅比大于7的矿石；

而对烧结法来讲，原则上可以处理各种类型的矿石，但从经济角度考虑，一般只处理铝硅比大于3.5以上的矿石。

7.什么叫苛性比？

苛性比：

是指铝酸钠溶液中Na2O与Al2O3的摩尔数之比。

式中Na2O包括NaAlO2（NaAl（OH）4）中的Na2O和溶液中游离NaOH中的Na2O；

Al2O3为NaAlO2中的Al2O3。

ak是铝酸钠溶液的一个重要参数。

8.拜尔法的步骤以及各步骤的作用？

拜尔法生产氧化铝的流程包括三个步骤：

铝土矿溶出，铝酸钠溶液种分，氢氧化铝煅烧。

铝土矿溶出：

铝土矿中氧化铝溶出变为铝酸钠。

还有杂质的溶出后加入CaO后沉淀，除去大部分杂质。

铝酸钠溶液种分：

达到铝与苛性钠分离的目的；

铝酸钠得到具有一定强度、粒度和纯度的氢氧化铝。

氢氧化铝煅烧：

将氢氧化铝转变为氧化铝。

9.指出硅在拜尔法中的危害？

（解释为什么硅在拜尔法是最有害的杂质？

1）为防止矿浆在加热过程中形成水合氯酸钠（硅渣），在预热期的管道或者气壁上形成水垢，所以要进行预脱硅处理。

2）在脱硅反应中因有氧化铝和氧化钠参与反应，造成碱损和铝的溶出率降低。

脱硅反应：

（为减少碱损失，通常加入3～7%CaO，使硅与钙生成水合铝硅酸钙（水合石榴石）3CaO.Al2O3.nSiO2（6-2n）H2O，但不能消除氧化铝的损失。

10.拜尔法氧化铝的理论浸出率？

根据霞石（硅渣）的分子组成可知，1kgSiO2要结合0.85kgAl2O3损失到赤泥中，氧化铝的理论溶出率：

多数情况下，铝土矿高压溶出的脱硅产物的组成为Na2O.Al2O3.1.7SiO2.nH2O，这时1.0kgSiO2要结合1.0kgAl2O3损失到赤泥中，氧化铝的理论溶出率：

11.拜尔法中加入氧化钙的作用？

1）减少碱损（将水合铝硅酸钠转化为水合铝硅酸钙；

将钛酸钠转化为钛酸钙）；

2）加速铝土矿的溶出过程。

12.烧结后的熟料组成？

熟料中除含有铝酸钠以外，还含有铁酸钠（Na2O.Fe2O3）、硅酸二钙（2CaO.SiO2）、钛酸钙（CaO.TiO2）、Na2S、CaS、FeS等二价硫化物。

13.烧结法中加入CaO的作用？

1）消除硅和钛的影响2）减少碱损和铝损。

14.烧结法中怎样减少或控制二次反应的发生？

如何阻止硅酸二钙的溶解和石榴石的生成是控制铝损的关键。

方法有：

1）采用较低的溶出温度78～82oC；

2）快速分离赤泥等；

3）用调整液调整溶出液的苛性比为1.25左右，以减少溶液中苛性碱的浓度，使硅酸二钙的分解受到抑制；

4）增加溶液中碳酸钠的浓度，使Ca（OH）2与之生成碳酸钙。

15.铝酸钠溶液脱硅的方法？

常规高压一段脱硅（150～170℃）和加石灰深度二段脱硅，经二段脱硅，铝硅比可达1200以上。

16.碳化过程中怎样减少SiO2和碳酸铝钠沉淀？

减少SiO2沉淀：

1）增加铝硅比2）加入氢氧化铝和进行深度脱硅，使碳分过程中进行无SiO2析出。

减少碳酸铝钠沉淀：

1）降低溶液中Na2C03的含量2）降低温度

17.为什么要控制铝酸钠溶液的碳分率不能太高？

为了控制Al（OH）3的纯度，铝酸钠的碳分率不能太高（85%）

18.混联法原理及优缺点？

混联法就是在拜耳法赤泥中添加一部分低品位矿石一起烧结，这种相当于把并联法和串联法结合在一起的联合法叫混联法

优点：

1）可以有效的调节拜耳系统的碱平衡（混联法中的烧结法所得的溶出液一部分并入拜耳法中的种分系统，多余的部分进行碳分）；

2）用于处理低品位矿石时是十分有效的。

缺点：

1）流程长；

2）控制复杂。

在我国只有极少数厂采用拜耳法和烧结法，大部分采用混联法。

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铝电解复习题

1.现代铝工业有哪些主要生产环节?

铝电解的原材料有哪些？

主要的生产环节：

1）从铝矿石中提取氧化铝——氧化铝的生产

2）用冰晶石—氧化铝熔盐电解法生产金属铝——铝电解

3）铝加工

铝电解的原材料：

氧化铝、熔剂（冰晶石和添加剂）和阴阳极炭块。

2.指出铝电解质的主要成分。

工业铝电解质通常含有冰晶石（82~90%），氟化铝（8~10%）和氧化铝（约4%），添加剂3-5%（CaF2、MgF2和LiF）。

冰晶石和氟化铝是熔剂，氧化铝是炼铝原料。

3.指出铝电解质对铝电解的影响。

1）电流效率；

2）能耗；

3）生产效率；

4）金属铝产品质量；

5）生产成本；

6）环保。

4.指出铝电解质添加剂的作用。

1）降低电解质的熔点；

2）减少铝在电解质中的溶解度；

3）提高电解质的导电率；

4）减小电解质熔体的密度；

5）控制电解质熔体具有适当的粘度；

6）改善电解质熔体的表面性质；

7）降低电解质的蒸气压。

5.现代工业铝电解质的分类及其特征？

什么是电解质分子比（摩尔比）？

指出酸性、碱性电解质与分子比的关系。

分类及特点：

依其组成不同有四种，分别是传统电解质；

弱酸性电解质；

酸性电解质；

低熔点电解质。

四种电解质的差别在于NaF/AlF3之比（摩尔比）和添加剂不同。

电解质分子比（摩尔比）指的是NaF/AlF3之比。

NaF/AlF3>

3时为碱性电解质，NaF/AlF3<

3时为酸性电解质。

6.铝电解质的物理化学性质包括那些指标？

1）熔点（T）2）密度（d）3）导电率（c）4）粘度（h）5）蒸气压6）表面性质（湿润角q、表面张力s）

7.分别指出电解质熔点、电解质密度、电解质粘度和电解质导电率对铝电解的影响。

1）熔点的影响：

熔点越高电流效率越低，电能消耗越大，原材料的消耗越多，设备的使用寿命越短

2）密度的影响：

密度是铝电解质一个重要指标，工业上熔体的密度小，有利于电解质与铝液的分层，改善电解过程。

3）粘度的影响：

电解质的粘度应该适当：

①、粘度太大，对铝液与电解质熔体的分离、炭渣与熔体的分离、阳极气体的排出、氧化铝的溶解等过程不利。

同时会使导电率将降低；

②、粘度太小，虽能消除上述不利影响，但加速了铝的溶解，使铝易扩散到阳极被氧化而降低电流效率（铝的溶解在氧化过程有三步：

溶解、扩散、氧化）。

4）导电率的影响：

电解质的导电率大，熔体的导电性就好，电解槽的电阻和电压降就低，电能消耗就小。

8.写出铝熔盐电解的阴、阳极反应和总反应。

阴极反应：

阳极反应：

总反应：

9.指出阳极效应对铝电解的影响。

阳极效应发生时槽电压会突然升高（从约4伏猛升至30-50伏），电耗增加。

并有等物生成。

（阳极效应：

当电解质熔液中Al2O3含量较小，如小于1%时，阳极周围易出现细小而明亮的电弧，并伴有噼啪声音，这种现象称为阳极效应。

10.指出影响阳极过电压的因素。

影响过电压因素：

温度、电流密度、阳极表面性质、熔体对炭极湿润情况、熔体粘度、熔体对流强度、Al2O3浓度等、摩尔比

11.什么是电流效率？

怎样计算？

指出影响电流效率的因素。

电流效率是铝电解过程中的一项非常重要的技术经济指标，它反映能源消耗（W=I.V）和生产效率的高低。

电流效率的计算：

=（P实际/P理论）*100%

式中P实际——铝的实际产量，P理论——铝的理论产量

P理论=

式中m——铝的电化当量

I——电解槽系列平均电流，A

t——电解时间，h

影响电流效率的因素：

①、铝的溶解和损失②、析出钠③、电流空耗④、其他损失⑤、漏电

12.什么是铝电解的电能效率？

指出影响电能效率的因素。

电能效率是指生产一定量的金属铝理论上应该消耗的能量W理和实际所消耗的能量W实之比，即

=W理/W实*100%

影响电能效率的因素：

①、电流效率②、电解槽的平均电压

13现代铝工业用的电解槽趋势如何？

1）增大生产力、提高产品质量、降低能耗

2）生产操作机械化、自动化

3）电解槽气体净化综合利用

14铝电解中每吨铝所需电能量的计算方法？

降低电耗有哪些方法？

式中：

V平为平均电压（V平=V槽+V母+V效）为电流效率0.3356为铝的电化学当量（g/Ah）

降低电能消耗的方法：

提高电解质的导电率，降低阳极过电压，降低母线压降。

15按照纯度不同铝分几类？

1）原铝2）精铝3）高纯铝

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镁冶金复习题题

1硅热还原法的应用有几种?

1）皮江法2）巴尔札诺法3）玛格尼法

2根据CaO·

MgO被Si还原的热化学原理，还原过程为什么要在真空下进行？

在真空中操作可以降低还原MgO的还原的操作温度，同时可以防止还原剂硅和产品镁被空气氧化。

3皮江法的生产流程及主要工艺参数？

工艺参数：

白云石（Mg不低于30%，在回转窑内1350℃煅烧）

还原剂-硅铁（Si75%）

催化剂-CaF2（萤石）

设备：

蒸馏罐用无缝钢管制成,卧式操作温度1200℃,外部加热罐长3米,内径28厘米,装料160kg

工艺流程：

4为什么使用75%硅铁作热法炼镁的还原剂？

含硅量超过75%以后，镁产出率高，含硅量越高的硅铁其价格越贵，综合还原效率和经济因素，选用75%硅铁

5菱镁矿与白云石哪个做炼镁原料更好？

为什么？

用白云石做炼镁原料更好，白云石成分为CaMg（CO3）2，菱镁矿的成分为MgCO3

常压下用硅还原温度需超过2100℃，当还原后的SiO2与MgO造渣生成2MgO·

SiO2渣时，还原温度降至1790℃，如果炉料中有C