铝厂用循环母液学名是什么

冰晶石(Na3AlF6)和氧化铝(Al2O3)。

1、主要原理是霍尔-埃鲁铝电解法：以纯净的氧化铝为原料采用电解制铝 ，因纯净的氧化铝熔点高（约2045℃），很难熔化，所以工业上都用熔化的冰晶石(Na3AlF6)作熔剂,使氧化铝在1000℃左右溶解在液态的冰晶石中，成为冰晶石和氧化铝的熔融体，然后在电解槽中，用碳块作阴阳两极，进行电解。

2、铝矿石开采－氧化铝制取－电解铝冶炼－铝加工生产。

3、主要由三水铝石、一水软铝石或一水硬铝石组成的矿石。到目前为止，我国可用于氧化铝生产的铝土矿资源全部为一水硬铝石型铝土矿。

4、铝土矿中氧化铝的含量变化很大，低的仅约30％，高的可达70％以上。铝土矿中所含的化学成分除氧化铝外，主要杂质是氧化硅、氧化铁和氧化钛。此外，还 含有少量或微量的钙和镁的碳酸盐、钾、钠、钒、铬、锌、磷、镓、钪、硫等元素的化合物及有机物等。

重要通过这个方程进行：2Al2O3==4Al+3O2。

阳极：2O2ˉ-4eˉ=O2↑

阴极:Al3+ +3eˉ=Al

铝电解工艺流程图

铝电解工艺流程：

现代铝工业生产采用冰晶石—氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950℃—970℃下，在电解槽内的两极上进行电化学反应，既电解。阳极产物主要是二氧化碳和一氧化碳气体，其中含有一定量的氟化氢等有害气体和固体粉尘。为保护环境和人类健康需对阳极气体进行净化处理，除去有害气体和粉尘后排入大气。阴极产物是铝液，铝液通过真空抬包从槽内抽出，送往铸造车间，在保温炉内经净化澄清后，浇铸成铝锭或直接加工成线坯.型材等。其生产工艺流程如下图：

氧化铝 氟化盐 碳阳极 直流电

↓ ↓ ↓ ↓

↓

排出 阳极气体------ 电解槽

↑ ↓ ↓

废气 ← 气体净化 铝 液

↓ ↓

回收氟化物 净化澄清-----------------------

↓ ↓ ↓

返回电解槽

浇注 轧制或铸造

↓ ↓

铝锭 线坯或型材 [编辑本段]电解铝行业发展情况自1954年10月我国第一家电解铝厂抚顺铝厂开始生产电解铝以来,到1992年用了近40年的时间,我国电解铝产量才突破100万吨,达到109.6万吨。即使在“优先发展铝”的20世纪90年代,我国电解铝产量从1995年的187万吨,增长到2000年才283万吨,也需要5年的时间,这一时期的年平均增长率为11.2%。

而2002年到2007年,我国电解铝产量年平均增长率达到让世人惊讶的29.7%,每年增加的电解铝产量均超过100万吨。同时,由于2007年全球电解铝产量的增速已超出消费量增速2个百分点,致使全年供应过剩了40万吨。与全球市场相仿,2007年国内电解铝市场也是供大于求的局面,估计市场过剩约30万吨。今年以来,我国经济发展速度放缓,对铝的需求减少,8月份以来,国内市场铝的库存量不断增加,目前已超过40万吨。由于房地产行业的萎靡不振,使占消费总量35%左右的铝型材销售受阻,汽车行业也是近年来消费铝的大户,但也因增速放缓对铝的需求下降,明显的铝轮毂及其合金销量大减。

氧化铝，又称三氧化二铝，分子量102，通常称为“铝氧”，是一种白色无定形粉状物，俗称矾土

，属原子晶体,成键为共价键,熔点为2050℃，沸点为3000℃，真密度为3.6g/cm。

它的流动性好，不溶于水，能溶解在熔融的冰晶石中。它是铝电解生产的中的主要原料。

有四种同素异构体β－氧化铝 δ－ 氧化铝 v－氧化铝 a－氧化铝 ，主要有α型和γ型两种变体，工业上可从铝土矿中提取。

名称 氧化铝刚玉白玉红宝石蓝宝石刚玉粉corundum

化学式 Al?O?外观 白色晶状粉末或固体

物理属性

式量 101.96 amu

熔点 2303 K

沸点 3250 K

真密度 3.97 g/cm3

松装密度：0.85g/mL（325目~0）0.9g/mL（120目~325目）

晶体结构 三方晶系 (hex)

热化学属性

ΔfH0liquid ?1620.57 kJ/mol

ΔfH0solid ?1675.69 kJ/mol

S0liquid, 1 bar 67.24 J/mol?K

S0solid 50.9 J/mol?K

安全性

食入 低危险

吸入 可能造成刺激或肺部伤害

皮肤 低危险

眼睛 低危险

在没有特别注明的情况下，使用SI单位和标准气温和气压。

氧化铝是铝和氧的化合物，分子式为Al2O3。在矿业、制陶业和材料科学上又被称为矾土。

应急处理

隔离泄漏污染区，限制出入。建议应急处理人员戴防尘面具（全面罩），穿防毒服。避免扬尘，小心扫起，置于袋中转移至安全场所。若大量泄漏，用塑料布、帆布覆盖。收集回收或运至废物处理场所处置。

制备

强热氢氧化铝，可得无定形之白色氧化铝粉末。 2Al(OH) 3 → Al 2 O 3 +3H 2 O

用途

1. 红宝石、蓝宝石的主成份皆为氧化铝，因为其它杂质而呈现不同的色泽。红宝石含有氧化铬而呈红色，蓝宝石则含有氧化铁及氧化钛而呈蓝色。

2. 在铝矿的主成份铁铝氧石中，氧化铝的含量最高。工业上，铁铝氧石经由Bayer process纯化为氧化铝，再由Hall-Heroult process转变为铝金属。

3. 氧化铝是金属铝在空气中不易被腐蚀的原因。纯净的金属铝极易与空气中的氧气反应，生成一层薄的氧化铝薄膜覆盖在暴露于空气中铝表面。这层氧化铝薄膜能防止铝被继续氧化。这层氧化物薄膜的厚度和性质都能通过一种称为阳极处理（阳极防腐）的处理过程得到加强。

4. 铝为电和热的良导体。铝的晶体形态金刚砂因为硬度高，适合用作研磨材料及切割工具。

5. 氧化铝粉末常用作色层分析的媒介物。

6. 2004年8月，在美国3M公司任职的科学家开发出以铝及稀土元素化合成的合金制造出称为transparent alumina的强化玻璃。

资料刚玉粉硬度大可用作磨料，抛光粉，高温烧结的氧化铝，称人造刚玉或人造宝石，可制机械轴承或钟表中的钻石。氧化铝也用作高温耐火材料，制耐火砖、坩埚、瓷器、人造宝石等，氧化铝也是炼铝的原料。煅烧氢氧化铝可制得γ-Al2O3。γ-Al2O3具有强吸附力和催化活性，可做吸附剂和催化剂。刚玉主要成分α-Al2O3。桶状或锥状的三方晶体。有玻璃光泽或金刚光泽。密度为3.9～4.1g/cm3，硬度9，熔点2000±15℃。不溶于水，也不溶于酸和碱。耐高温。无色透明者称白玉，含微量三价铬的显红色称红宝石；含二价铁、三价铁或四价钛的显蓝色称蓝宝石；含少量四氧化三铁的显暗灰色、暗黑色称刚玉粉。可用做精密仪器的轴承，钟表的钻石、砂轮、抛光剂、耐火材料和电的绝缘体。色彩艳丽的可做装饰用宝石。人造红宝石单晶可制激光器的材料。除天然矿产外，可用氢氧焰熔化氢氧化铝制取。

氧化铝化学式Al2O3，分子量101.96。矾土的主要成分。白色粉末。具有不同晶型，常见的是α-Al2O3和γ-Al2O3。自然界中的刚玉为α-Al2O3，六方紧密堆积晶体，α-Al2O3的熔点2015±15℃，密度3.965g/cm3，硬度8.8，不溶于水、酸或碱。γ-Al2O3属立方紧密堆积晶体，不溶于水，但能溶于酸和碱，是典型的两性氧化物。

Al2O3+6H+=2Al3++3H2O

Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O

氧化铝制备及应用:

1、α型晶体结构为主体的氧化铝被膜制造方法、α型晶体结构为主体的氧化铝被膜和含该被膜

2、α型氧化铝粉末的制造方法

3、α－氧化铝粉末的制造方法及其由该方法得到的α－氧化铝粉末

4、α－氧化铝粉末及其生产方法

5、α－氧化铝粉末及其制造方法

6、α－氧化铝及其制造方法

7、α－氧化铝粒料的制备方法

8、α－氧化铝纳米粉的制备方法

9、α－氧化铝细粉及其制造方法

10、α一氧化铝粉末的制造方法

11、β－氧化铝的制备方法

12、γ－氧化铝的制备方法

13、θ－氧化铝就地涂覆的整体式催化剂载体

14、拜尔法联合生产氧化铝和铝酸钙水泥的方法

15、拜尔法生产氧化铝过程中红泥水悬浮液的流体化工艺

铝在空气中燃烧和氧结合生成氧化铝，化学方程式可写为 △

4Al+3O2=点燃==2Al2O3

CAS No.： 1344-28-1

EINECS 登录号： 215-691-6

什么是氧化铝

纯净的氧化铝是白色无定形粉末，俗称矾土，密度3.9-4.0g/cm3，熔点2050℃、沸点2980℃，不溶于水，氧化铝主要有α型和γ型两种变体，工业上可从铝土矿中提取．

铝土矿（Al2O3·H2O和Al2O3·3H2O）是铝在自然界存在的主要矿物，将其粉碎后用高温氢氧化钠溶液浸渍，获得铝酸钠溶液；过滤去掉残渣，将滤液降温并加入氢氧化铝晶体，经长时间搅拌，铝酸钠溶液会分解析出氢氧化铝沉淀；将沉淀分离出来洗净，再在950-1200℃的温度下煅烧，就得到α型氧化铝粉末，母液可循环利用．此法由奥地利科学家拜耳（K．J．Bayer）在1888年发明，时至今日仍是工业生产氧化铝的主要方法，人称“拜耳法”．

在α型氧化铝的晶格中，氧离子为六方紧密堆积，Al3+对称地分布在氧离子围成的八面体配位中心，晶格能很大，故熔点、沸点很高．α型氧化铝不溶于水和酸，工业上也称铝氧，是制金属铝的基本原料；也用于制各种耐火砖、耐火坩埚、耐火管、耐高温实验仪器；还可作研磨剂、阻燃剂、填充料等；高纯的α型氧化铝还是生产人造刚玉、人造红宝石和蓝宝石的原料；还用于生产现代大规模集成电路的板基．

γ型氧化铝是氢氧化铝在140-150℃的低温环境下脱水制得，工业上也叫活性氧化铝、铝胶．其结构中氧离子近似为立方面心紧密堆积，Al3+不规则地分布在由氧离子围成的八面体和四面体空隙之中．γ型氧化铝不溶于水，能溶于强酸或强碱溶液，将它加热至1200℃就全部转化为α型氧化铝．γ型氧化铝是一种多孔性物质，每克的内表面积高达数百平方米，活性高吸附能力强．工业品常为无色或微带粉红的圆柱型颗粒，耐压性好．在石油炼制和石油化工中是常用的吸附剂、催化剂和催化剂载体；在工业上是变压器油、透平油的脱酸剂，还用于色层分析；在实验室是中性强干燥剂，其干燥能力不亚于五氧化二磷，使用后在175℃以下加热6-8h还能再生重复使用．

目前世界上用拜耳法生产的氧化铝要占到总产量的90％以上，氧化铝大部分用于制金属铝，用作其它用途的不到10％．

电解氧化铝:

工业化大规模生产电解铝的主要工艺过程是一个熔盐电化学过程，用简单的化学式可表示如下：

熔盐电解

主反应： Al2O3+C ——————→ Al+CO2↑+CO↑ （1）

阳极 960～990℃ 阴极

副反应： AlF3+C→Al+CF3 （2）

Na3AlF3+C →Al+NaF+CF4+F2 （3）

NaF+C → Na+CF4 （4）

[编辑本段]氧化铝企业发展策略

当能源价格不断攀升之时，世界各大铝业公司开始把建设铝业生产基地的目光转向电价低廉的中东和非洲。通过降低左右生产成本的电费，确保铝业生产的价格竞争力，成为世界各大铝业公司的着眼点。从国内政策面上分析，国家产业政策给铝行业定位在满足国内需求上，且在对高精尖产品和低技术含量产品在政策上将会有区别。因此，上下游铝企业对于行业所出现的政策性和结构性拐点，应着眼于内销市场，扩大铝在国内市场的应用；扩大铝应用领域，提高铝应用的附加值、提升技术含量。另外，铝生产企业应该多关注相关行业和下游行业发展动向，特别是掌握交通运输、电力、包装、家电等行业发展趋势，同时加大技术攻关和科技投入。

电解铝 电解铝就是通过电解得到的铝.

重要通过这个方程进行：2Al2O3==4Al+3O2。

阳极：2O2ˉ-4eˉ=O2↑

阴极:Al3+ +3eˉ=Al

铝电解工艺流程图

铝电解工艺流程：

现代铝工业生产采用冰晶石—氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950℃—970℃下，在电解槽内的两极上进行电化学反应，既电解。阳极产物主要是二氧化碳和一氧化碳气体，其中含有一定量的氟化氢等有害气体和固体粉尘。为保护环境和人类健康需对阳极气体进行净化处理，除去有害气体和粉尘后排入大气。阴极产物是铝液，铝液通过真空抬包从槽内抽出，送往铸造车间，在保温炉内经净化澄清后，浇铸成铝锭或直接加工成线坯.型材等。其生产工艺流程如下图：

氧化铝 氟化盐 碳阳极 直流电

↓ ↓ ↓ ↓

↓

排出 阳极气体------ 电解槽

↑ ↓ ↓

废气 ← 气体净化 铝 液

↓ ↓

回收氟化物 净化澄清-----------------------

↓ ↓ ↓

返回电解槽

浇注 轧制或铸造

↓ ↓

铝锭 线坯或型材

[编辑本段]电解铝行业发展情况

自1954年10月我国第一家电解铝厂抚顺铝厂开始生产电解铝以来,到1992年用了近40年的时间,我国电解铝产量才突破100万吨,达到109.6万吨。即使在“优先发展铝”的20世纪90年代,我国电解铝产量从1995年的187万吨,增长到2000年才283万吨,也需要5年的时间,这一时期的年平均增长率为11.2%。

而2002年到2007年,我国电解铝产量年平均增长率达到让世人惊讶的29.7%,每年增加的电解铝产量均超过100万吨。同时,由于2007年全球电解铝产量的增速已超出消费量增速2个百分点,致使全年供应过剩了40万吨。与全球市场相仿,2007年国内电解铝市场也是供大于求的局面,估计市场过剩约30万吨。今年以来,我国经济发展速度放缓,对铝的需求减少,8月份以来,国内市场铝的库存量不断增加,目前已超过40万吨。由于房地产行业的萎靡不振,使占消费总量35%左右的铝型材销售受阻,汽车行业也是近年来消费铝的大户,但也因增速放缓对铝的需求下降,明显的铝轮毂及其合金销量大减。

1、在化学工业上使用的不同：

烧碱：使用氢氧化钠最多的部门是化学药品的制造，氢氧化钠是生产聚碳酸酯、超级吸收质聚合物、沸石、环氧树脂、磷酸钠、亚硫酸钠和大量钠盐的重要原材料之一。生产洗涤剂，制造肥皂是烧碱最古老和最广泛的用途。

纯碱：无水碳酸钠用于化学及电化学除油、化学镀铜、铝的浸蚀、铝及合金的电解抛光、铝的化学氧化、磷化后的封闭、工序间的防锈、电解退除铬镀层和退除铬的氧化膜等，亦用于预镀铜、镀钢、镀钢铁合金电解液中。

2、在冶金工业上使用的不同：

烧碱：氢氧化钠被用于处理铝土矿，在铝土矿中含有氧化铝，氧化铝是制取铝的原料。用氢氧化钠可以把氧化铝从精矿中提纯。

纯碱：用作冶炼助熔剂、选矿用浮选剂，炼钢和炼锑用作脱硫剂。

扩展资料：

烧碱的注意事项：

1、健康危害

侵入途径：吸入、食入。

健康危害：该品有强烈刺激和腐蚀性。粉尘或烟雾会刺激眼和呼吸道，腐蚀鼻中隔，皮肤和眼与NaOH直接接触会引起灼伤，误服可造成消化道灼伤，粘膜糜烂、出血和休克。

分解产物：可能产生有害的毒性烟雾。

2、有害防治

隔离泄漏污染区，周围设警告标志，建议应急处理人员戴好防毒面具，穿化学防护服。不要直接接触泄漏物，用清洁的铲子收集于干燥洁净有盖的容器中，以少量NaOH加入大量水中，调节至中性，再放入废水系统。

3、安全标志

氢氧化钠属于强碱性物质，具有强腐蚀性，需有的“腐蚀性物品”标志。

4、防护措施

呼吸系统防护：必要时佩带防毒口罩。

眼睛防护：戴化学安全防护眼镜。防护服：穿工作服（防腐材料制作）。小心使用，小心溅落到衣物、口鼻中。

其它：工作后，淋浴更衣。注意个人清洁卫生。

参考资料来源：百度百科-碳酸钠

参考资料来源：百度百科-氢氧化钠

胡宏杰 赵恒勤 王立卓

（中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所，国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心，郑州 450006）

摘要 人造沸石是一种合成的铝硅酸盐矿物，氢氧化铝是传统沸石合成工业的主要原料。 近年来，电解铝需求迅速增加，导致国际市场上氧化铝的供应紧缺，作为沸石工业原料的氢氧化铝的价格也因此不断上涨，为了降低成本，国内很多沸石工厂开始采用铝土矿资源作为原料合成沸石原粉。本文根据郑州矿产综合利用研究所的研究工作对铝土矿资源在这一领域的工业应用进行了分析和比较［1～4］。

关键词 沸石合成；铝土矿；铝酸钠；净化。

第一作者简介：胡宏杰，男，汉族，河南宜阳县人，1965年12月1日出生，中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所，研究员，研究生导师，主要从事冶金化工研究。电话：0371-60206201，13608685651；E-mail：huhongjie58@hotmail.com。

一、沸石市场需求及制造技术的发展

沸石是一种具有规则孔径的铝硅酸盐矿物，能够按照分子直径大小对气体进行选择性吸附，并按照分子形状和结构对有机合成反应进行选择性催化，结构中的阳离子还能够与其他阳离子进行选择性交换，因此沸石是一种重要的吸附、催化和离子交换材料，在各种工业领域中广泛应用。按结构分，工业上广泛使用的包括A型、X型和Y型三大类沸石分子筛产品：如4Å沸石取代三聚磷酸钠，在洗涤剂产品中是一种新型洗涤助剂，国际市场需求量已达到了近百万吨；3Å沸石作为功能材料制造成的中空玻璃分子筛，是新型节能建筑材料——中空玻璃的核心构件之一，国际市场需求约在30万～50万t；不仅如此，冰箱冷冻剂的干燥、天然气的干燥、石油化工过程气体的干燥、空气分离、石油化工的催化裂化过程及其他很多工业技术领域，沸石族矿物发挥着重要而独特的作用。

由于沸石需求量的迅速增长，其制造技术也越来越受到人们的关注。人造沸石（A型和X型）是由美国联合碳化物公司于20世纪50年代率先生产和在工业上应用的，至今在这一领域仍处于技术领先地位，并于90年代在我国上海建设了首家生产工厂——上海环球分子筛有限公司。法国CECAR、瑞士的ZEOCHEM、美国的UOP、GRACE DAVISON、Mobil公司对沸石的合成及分子制造技术也进行了大量的研究。中国的沸石合成技术始于20世纪60年代，主要以上海分子筛厂和大连分子筛厂、南京无机化工厂为主；如今，上海和大连工厂已不复存在，但由此孵化出了近百家从事分子筛制造的生产厂家。国外分子筛工业一般是由大企业垄断，中国分子筛工业则更加细化，分成沸石合成和分子筛制造两大门类。沸石合成工业以山东铝厂、福建汇盈、山西昶力、洛阳建龙、郑州雪山为代表，全国总产量约在（50～60）×104t。

国外的沸石工业一般以氢氧化铝和水玻璃作为铝源和硅源合成沸石，以美国UOP公司为代表的A型沸石合成工艺见图1。中国沸石合成工艺起步较晚，但为了降低成本，大都从天然矿物石英砂和铝土矿为原料直接合成沸石。应该说，这一工艺是我国对沸石合成工业的重要贡献之一。

二、采用不同铝源合成4Å沸石的经济分析

用铝土矿或者使用氢氧化铝作为铝源，其目的都是为了制备铝酸钠溶液，再与水玻璃按照一定比例混合，经过胶化、老化、结晶、过滤、洗涤、干燥和包装等单元过程，合成沸石。

图1 沸石合成工艺图

沸石中氧化铝的含量约在15%～20%，按市场需求量较大的4 Å沸石计算，吨产品消耗氢氧化铝约480 kg；由于氧化铝价格上涨，氢氧化铝的售价也在2000～3000 元/t，而4Å 沸石的售价只有2600～3000元/t，氢氧化铝的费用占到4Å沸石销售价款的30%～45%，为了降低生产成本，提高利润率，很多沸石厂家都在寻求从铝土矿中直接提炼铝酸钠溶液合成4Å沸石。

按照中铝公司和其他氧化铝厂家的计算，氢氧化铝的制造成本约为1200～1500元/t，而在沸石合成过程中，可以直接采用净化后的铝酸钠溶液，以省去进一步的分解、过滤和干燥过程，因此这一工艺中吨产品氢氧化铝的费用可控制在1000 元/t。氢氧化铝售价按照2500 元/t计算，采用铝土矿合成4 Å沸石，吨产品可节约成本近600元左右。

三、合成沸石用铝土矿原料的选择

铝酸钠溶液实际上也是氧化铝工业的中间产品，因此，从铝土矿中制备铝酸钠溶液的工艺，完全可以借鉴传统氧化铝生产工艺的主要流程。

氧化铝生产工艺按照铝土矿资源的不同，也分为烧结法和拜尔法两大类。自然界中存在的铝土矿可分为一水硬铝石、一水软铝石和三水铝石三大类矿物；一水软铝石和三水铝石比较容易溶出，一般采用拜尔法工艺直接溶出，设备方面从高压溶出发展到管道化溶出；一水硬铝石比较难溶出，工业上常采用烧结法溶出，按照铝土矿品位的高低和硅含量的差别，又进一步发展成为碱石灰烧结法和强化烧结法工艺。氧化铝工业是一种高能耗作业，投资大，生产流程长，一般建厂的最佳经济平衡点必须在10×104t以上，相当于年生产15×104t氢氧化铝。

与氧化铝工业相比，合成沸石消耗的氢氧化铝要小得多，年产10×104t 4Å沸石工厂年需氢氧化铝仅43000 t，由于规模较小，在进行设计时，配套的铝酸钠制备系统不可能完全照搬氧化铝生产工艺，在溶出、铝酸钠溶液净化等关键设备的选型方面，必须结合铝土矿的自身特点和沸石合成工艺的自身要求，同时充分考虑投资费用和运行成本等因素。

不同的厂家因铝土矿来源不同，采用的工艺也不一样：山东铝厂使用低品位铝土矿，其4Å沸石工厂利用了氧化铝烧结法流程生产的部分铝酸钠溶液，原料溶液已经过净化，晶化碱母液可直接进入烧结法蒸发流程。因此，虽然生产流程较长，但铝酸钠的制造费用并不高；郑州所通过研究，分别提出了利用石灰石烧结法和三水铝石常压溶出两种工艺铝酸钠溶液合成沸石，已在山西昶力和福建汇盈两家沸石工厂使用。石灰烧结法制备铝酸钠溶液，碱耗较低，但赤泥渣量较大，管道堵塞，滤布容易结块，给生产操作造成一定困难；采用三水铝石直接溶出铝酸钠，虽然矿石品位较低，但省去烧结工艺，铝酸钠制造成本较低，缺点是矿石中氧化铝溶出率较低；还有其他一些规模较小的沸石工厂，采用结疤料或者铝钙粉溶出氧化铝合成沸石。

四、铝酸钠溶液净化及产品质量控制

采用氢氧化铝作为铝源制备铝酸钠，由于工业品氧化铝的纯度在99%以上，产品中铁、硅、钾、钙、镁和氯根、碳酸根和硫酸根等杂质元素含量很低，因此，铝酸钠溶液非常纯净，不需要净化。合成的沸石产品粒度均匀、结晶度90%以上、白度在98%以上、热稳定性600℃以上，产品动态吸附性能和再生性能优良。

采用各种铝土矿溶出铝酸钠溶液，铝土矿中的可溶性离子K＋、Ca2＋、Mg2＋、Fe2＋和Cl-、 、 、 等直接进入铝酸钠溶液。在沸石成胶晶化过程中，微量的Fe2＋在母液中循环，能够引起产品染色；其他的水合阳离子具有结构导向作用和促进或破坏“某种聚合物结构”的能力，通过影响各种硅酸根离子或铝硅酸根胶体粒子的结构特性，加速或抑制各种沸石晶核的形成。阳离子的电荷、浓度、大小在沸石结构形成过程中起着至关重要的作用：如在较低温度下（60～250℃），Na＋倾向于形成方钠石、A型沸石、方沸石、水钙沸石、钠菱沸石和八面沸石；在相同条件下，K＋则有利于形成菱沸石、钙十字石、钡沸石。

阳离子直接影响沸石矿物结晶的热力学和动力学过程，其结果是形成杂晶矿物，降低沸石的结晶度；最终对沸石的动态吸附、热稳定性、粒度分布、白度和再生性能产生影响。因此，该种溶液要求必须经过特殊处理，尽可能降低溶液中杂质离子对沸石合成过程的影响。经过大量试验，通过母液净化、部分排放、改变合成条件等诸多措施，可以控制杂质离子对沸石合成过程的影响，其试验结果已在大规模工业实践中得到应用。

五、碱母液的平衡

沸石合成结晶过程是在过量的碱溶液中进行的。碱是一种促进剂，加速铝氧基团和硅氧基团的断裂和重排，形成新的铝硅氧四面体结构。在制备铝源和硅源溶液时，为了溶液的稳定存在，合成沸石的铝酸钠溶液分子比（Na2O/Al2O3）一般在1.7～2.0，而硅酸钠溶液的模数（SiO2/Na2O）也在3.1以上。为了促进沸石结晶过程，A型沸石和X型沸石合成时溶液的碱浓度应控制在（H2O/Na2O）在20～70之间。晶化完成后，母液中仍含有40～50 g/L的Na2O和微量的SiO2。回收利用母液中的氧化钠，可节约环保费用和降低碱的消耗。

在国外公司采用氢氧化铝合成沸石的生产流程中，尤其是对于X型沸石，由于晶化母液中除了含有Na2O外，还含有少量SiO2，晶化母液如果回收利用，在溶出制备铝酸钠的过程中，形成沸石杂相沉淀，降低铝酸钠的纯度，或者直接形成杂相沸石晶核或胶体，影响沸石的合成晶化过程，降低产品质量。因此，很多公司一般将晶化母液中和后直接排掉。

国内采用铝土矿作为铝源合成沸石，由于铝土矿含有很多杂质，尤其对于烧结法熟料，本身就含有大量的CaO，在铝土矿的溶出过程中，母液中的大部分SiO2形成原硅酸钙进入赤泥杂质中，少量残存的硅也随着铝酸钠溶液的进一步净化而脱除。因此，国内采用铝土矿合成沸石的工艺，母液大多通过蒸发后回收利用。

六、利用铝土矿溶出铝酸钠合成沸石的工业化研究

中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所从20 世纪80年代中期开始进行了4 Å 沸石合成的研究，并进行了中间试验研究，于1989年通过部级成果鉴定，1990年国家科委组织全国的有关专家进行了论证，被列入“国家重大科技成果推广计划”，从“八五”开始在全国进行推广。该技术的工艺流程是以天然矿物为原料，工艺先进，能耗低，生产成本低，产品质量优良。其技术特点是：①采用铝土矿或三水铝石为原料制取铝酸钠的技术。②采用石英砂制取泡花碱的技术。③液相合成和产品粒度及白度的控制技术。④高强度紊流搅拌器的制造技术。⑤产品方案为各自独立可延伸发展铝盐产品、硅化合物系列产品及分子筛系列产品，因此投资风险小。

依托研究所的国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心组建后，利用其在行业中的广泛影响和有利地位，对新型洗涤助剂——4Å沸石合成技术加大推广力度，在“九五”期间，该项科研成果已辐射全国四个省市，在五家企业转化，其中山西昶力主要利用当地丰富的铝钒土资源采用石灰烧结法溶出铝酸钠，目前年产4Å沸石洗涤助剂10×104t，产品质量超过国家QB1768—2003标准，产品性能具有粒度均匀，白度高，晶形圆，钙交换能力强，速度快，灰分沉积小，比表面大等优势。产品质量及技术水平居同行前列。福建汇盈利用海南或印尼进口的三水铝石作为原料，直接用碱溶出制备铝酸钠溶液合成沸石；目前沸石产品已成系列化，成功生产出3Å、4Å、5Å、13X等分子筛系列产品，产品的吸附容量、堆密度、热稳定性的技术指标达到国外先进产品标准。目前年产系列分子筛产品约10×104t。产品在分子筛和洗涤助剂行业广泛使用，不仅在国内销售，而且向国际市场出口。表1示出用铝矾土和用三水铝石合成的4Å沸石洗涤助剂的技术指标。

表1 不同铝土矿资源合成的4Å 沸石洗涤助剂技术指标

七、结论

采用铝土矿合成A型和X型沸石，可显著降低沸石产品的制造成本，已在我国的沸石工业中得到广泛应用。铝土矿中的可溶性杂质离子进入铝酸钠溶液，会影响沸石的结晶过程，通过溶液净化和控制合成工艺，可降低杂质离子的影响。沸石合成过程中产生的碱母液，通过蒸发后可以进入流程中循环使用，降低了环境污染。

参考文献

［1］Breck D W.Zeolite Molecular Sieves，Structure，Chemistry and Use.Wiley，New York，1974，771

［2］Karge H G，Weitkamp J.Industrial Production of Zeolites，Zeolites As Catalysts，Sorbents and Detergent Builfers.Elsevier，1988，645- 649

［3］Drzaj B，Hocevar S and Pejovnik S.Zeolites Synthesis，Structure，Technology and Application.Elsevier，1984.1-26

［4］胡宏杰，赵恒勤等.沸石分子筛的制备及应用.矿产保护与利用，1998（5）：10-13

The Application of High-alumina Minerals in the Synthesis of Zeolite

Hu Hongjie，Zhao Hengqin，Wang Lizhuo

（Zhengzhou Mineral Resources Multi-purpose Utilization Institute，CAGS；China National Engineering Research Center for the Multipurpose Utilization of Non-metallic Mineral Resources，Zhengzhou 450006，China）

Abstracts：Zeolites are aluminosilicate minerals synthesized by hydrothermal process from alumina and silica sources.In recent years the rising market demand for aluminum leads to the severe lack of alumina in the international market.This causes the continuous price increase for the aluminum hydroxide which is also the important raw material for traditional zeolite industry.To lower production costs，the domestic industries select bauxites as the sources of Al2O3 to synthesize zeolites.Various kinds of zeolite in the synthesis processes from different bauxite sources are investigated and compared in detail based on research works in the CAGS.

Key words：zeolite synthesis，bauxite，sodium aluminate，purifications.

学名为红茶菌，又名“海宝”、“胃宝”，是用糖、茶、水加菌种经发酵后生成的对人体有益的物质，其本身的酸度又抑制了有害细菌的生长，对人身体健康非常有益的效果。

红茶菌的菌膜酷似海蜇的皮，故被称为“海宝”；红茶菌是一种生物薄膜，其菌体根据分析，是酵母菌、乳酸菌和醋酸菌的共生物。

扩展资料：

红茶菌培养注意事项：

一、作好消毒工作。重中之重就是消毒，培养红茶菌的容器必须要做好消毒。（如培养过程中发现培养液表面长有黑色，绿色或者红色其它菌群必须遗弃）

二、菌种的选择。要选择新鲜的菌液及菌膜，菌种是乳酸菌，醋酸菌，酵母菌的共生体，这些细菌是微生物，只能在显微镜下看到，主要存在菌液里，菌膜主要是醋酸菌老化凝结成团，是醋酸菌的遗物，不能把菌膜单独作为菌种接种培养红茶菌，菌种不能以大小论好坏；一次做菌液做的多。采用坛子，玻璃瓶等培养，切忌不可用塑料，铁制品培养。可保持红茶菌原有的很多优秀品质。

参考资料来源：

百度百科-红茶菌

一、镓的物理性质及用途

金属镓呈银白色，质软，在与人体相当的温度（37℃）下便熔化成液体。镓的熔点低但沸点很高，是液态范围最大的金属，其熔点为29.78℃，沸点为2403℃，29.6℃时密度为5.904g/cm3。

常温下，镓在空气中很稳定，因为其表面会形成一层薄氧化膜，即使在达到红热程度时也会与空气隔绝而不会被氧化。

镓特殊的物理性质，使其成为一种性能优良的电子材料。以GaAs、GaP、GaSb为主的镓系化合物半导体是电子工业的基础材料，在光电子学领域和微波通讯领域应用极为广泛，主要用于发光二极管、激光二极管、光探测器、太阳能电池、高速和超高速集成电路、可视显示设备及微波固态器件。镓在冶金、化工、医学等方面也有不少应用。近十年来，随着工业发展尤其是高新技术的发展，镓的应用拓展了许多新的用途，计算机、液晶-等离子电视和航天技术是新兴起的三大应用领域。在发展和需求的推动下，镓的应用研究非常活跃，10年来全世界发表镓应用技术的实验研究论文数千篇，一些新型技术和材料在不断涌现，全世界对镓的需求量也在不断增长。20世纪90年代初全世界镓的年消费量约为60～70t，2000年时已超过了100t，并且还在不断增长，其中90%以上用于制造镓化合物半导体材料。因此，镓被誉为“电子工业的食粮”。

我国对镓的应用研究早在20世纪50年代就已开始，但由于受工业发展的限制，直到90年代，国内镓消费量很小，这样一个镓资源大国镓的年消费量仅为数吨，生产的镓90%出口到国际市场。从20世纪90年代后期开始，国内镓消费量开始增长。随着国内高新技术、航天技术等迅速发展，镓的需求量还会快速增长。因此，开展我国镓资源及镓应用的战略研究是非常必要的。

二、镓的地球化学性质

（一）镓的地球化学参数

镓位于元素周期表第四周期第三族中，在其四周的元素中，上方为铝，下方为铟，左为锌，右为锗。其原子序数为31，原子量为69.72。

镓有两个稳定同位素，即69Ga和71Ga，它们在自然界中的相对丰度为69Ga=60.5%，71Ga=39.5%。镓同位素是否也像其它元素的同位素组成一样具有地质意义，目前还没有详细的研究。

表9-1和表9-2列出了镓的地球化学参数及镓与某些性质相近元素地球化学参数的对比。在元素地球化学分类中，戈尔德施密特将镓划归亲铜元素，查氏分类中将镓划归硫化

表9-1 镓的地球化学参数

表9-2 镓的主要地球化学参数与相关元素对比

物矿床典型元素族，费氏将其划归金属元素场。综合起来，几种分类的共同之处都在于说明镓以亲铜元素的身份成为硫化物矿床中富集的典型金属元素。这是由镓的地球化学性质所决定的。镓在6配位时的离子半径与硫化物矿床中常见Zn、Sn、Cu、Fe2+、Fe3+、Sb等元素的离子半径接近（表9-3），尤其是镓的电子构型与Zn类似，与Pb2+不仅配位数不同而且离子半径差别也很大。因此，镓在自然界通常能够进入Zn和Fe组成的矿物，而在Pb矿物中含量很低。另一方面，Ga3+离子半径与Al3+和Fe3+离子相近，其正3价电子都分布在最外部电子层上，因此最早时镓有“类铝”的说法。镓的这一特性又决定了其地球化学性质的另一面，即镓在氧化条件下地球化学性质与铝和铁尤其是与铝相似，具有强的亲石（亲氧）性质。这是镓与其它分散元素明显不同的特点，这也使得镓更广泛地参与到各种地质作用中去。

表9-3 镓与相关元素的离子半径对比表

（二）镓的丰度

目前大家比较公认的镓的地壳丰度为15×10-6，刘英俊等（1984）也推荐这一数值。关于镓的丰度，随着分析方法的提高其可靠性也在不断提高。克拉克和华盛顿（1924）确定的值为n×10-5，费尔斯曼（1933—1939）的数值为1×10-5，戈尔德施密特（1937）、维尔纳茨基（1949）、泰勒（1964）给出的数值均为15×10-6，维尔纳茨基（1962）给出了19×10-6的地壳丰度。泰勒（1980，1982）给出的大洋地壳和大陆地壳镓的克拉克值分别为17×10-6和18×10-6。黎彤（1985）给出的地壳丰度为15×10-6，1997年给出的中国大陆岩石圈镓的丰度为14.1×10-6。

以上不同学者给出的数据以15×10-6居多，这一数值可以作为地壳镓的克拉克值。相比较而言，镓在地壳中的含量是相当高的，比其他分散元素的地壳含量高出1～2个数量级，甚至比W、Sn、Mo、Be、Sb、Hg等元素的地壳含量高出许多。这是镓在地球化学性质上亲氧（石）性质而与铝相伴随的结果。

据泰勒（1982）的资料，初始地幔镓的丰度为3×10-6，但是来自地幔的岩石镓含量一般都高于此值。

根据Cameron（1973）的资料，陨石中镓的含量为48×10-6。陨石中镓的含量是直接测定的，不同类型的陨石及不同学者测定的结果也有很大的出入。据欧阳自远（1988）的统计，13个铁陨石含镓为0.17×10-6～100×10-6，中国南丹铁陨石含镓81.9×10-6。刘英俊等（1984）统计结果显示，铁陨石含镓0.2×10-6～96×10-6，石陨石含镓0.9×10-6～20×10-6。月球物质中含镓一般为2.4×10-6～6.1×10-6，大致相当于地幔的镓丰度。

（三）镓在岩浆岩中的含量

镓在岩浆岩中的性状具有明显的亲石性而与铝紧密相关，在岩浆结晶过程中类质同象进入含铝硅酸盐造岩矿物中，因此造成镓的分散性质。尽管不同类型的岩浆岩具有不同的镓含量，但镓与铝具有正消长关系，我们对中国13个岩体的分析及收集到的各类岩浆岩镓的含量及其与铝的关系如图9-1所示。

超基性岩镓的含量明显低于镓的地壳丰度（15×10-6 ），最高 10×10-6左右，低者仅1×10-6～2×10-6，碱性岩含镓最高，明显高于地壳镓丰度及其它岩类，中性岩石含镓与地壳丰度接近，酸性岩含镓略高于地壳丰度。从超基性岩→基性岩→中性岩→酸性岩→碱性岩，镓含量增高且呈现良好的线性分布特点。岩浆岩中镓的含量比其它分散元素如 Ge、In、Tl、Cd等都要高出很多。

图9-1 岩浆岩中镓与铝的关系

据刘英俊等（1984）研究结果显示，岩浆岩的Ga/Al比值的变化是有规律的。由超基性岩、基性岩向酸性岩和碱性岩方向，Ga/Al比值明显增大（图9-2）。因此，Ga/Al比值可作为划分岩浆演化阶段的化学指示剂。

图9-2 岩浆岩中Al2O3含量及Ga/Al比值随SiO2含量的变化关系

岩浆岩中造岩矿物镓含量的一些分析结果见表9-4，总体来说，在造岩矿物中，斜长石、黑云母和白云母含镓最高，辉石、角闪石、橄榄石和石榴子石镓含量在同一个水平上，都低于10×10-6。在基性岩、中酸性岩中，斜长石中镓的含量一般高于云母类矿物，因此可以认为，斜长石是最主要的含镓造岩矿物。刘英俊等（1984）研究认为，超基性岩中斜长石含镓为10×10-6～15×10-6，辉石含镓3×10-6～5×10-6，角闪石含镓4×10-6～8×10-6；基性岩中70%～80%的镓集中在斜长石中（20×10-6～25×10-6）；中酸性岩中斜长石携带了全部镓的65%～90%，虽然云母矿物含镓相当高，但矿物含量有限，携带镓的总量明显低于长石（表9-5）。

表9-4 岩浆岩造岩矿物中镓的含量（×10-6）

表9-5 镓在花岗岩主要造岩矿物中的分配

（四）镓在热液作用中的地球化学行为

我们在研究与岩浆作用有关的铅锌矿床的过程中，分析了山东香夼矿床的花岗闪长斑岩在矽卡岩化及蚀变过程中的成分变化，其中Ga、Al2O3和SiO2的含量如表9-6所示。可以看出，花岗闪长岩在蚀变过程中，Al2O3和SiO2呈下降趋势，矽卡岩的Al2O3和SiO2含量最低，而Ga含量及Ga/Al比值呈明显的上升趋势，矽卡岩含Ga最高，这种变化在图9-3中更明显地表示出来。但是，我们对几个蚀变矿物Ga含量的分析发现，绿泥石和绿帘石含Ga明显高于其他矽卡岩矿物，含量在50×10-6～77×10-6之间，而辉石和石榴子石含Ga仅n×10-6。在夕卡岩中，绿帘石和绿泥石含量可达40%左右，可见这两种矿物是夕卡岩中主要的载Ga矿物。这说明，在岩浆岩蚀变及夕卡岩化过程中，Ga仍然与Al和/或Fe紧密伴随，并没有大量进入流体相，这也从矿石含Ga很低（10×10-6～15×10-6）得到证实。

表9-6 山东香夼铅锌矿床花岗闪长斑岩在蚀变过程中Ga、Al2O3、SiO2的含量变化

图9-3 花岗闪长斑岩在蚀变过程中Ga、Al2O3、SiO2的变化

刘英俊等（1984）对花岗岩在云英岩化和苏州碱质花岗岩在钾质和钠质蚀变过程中Ga的变化的研究也得出了与上述结果类似的结论。沉积岩和变质岩以及其它类型的岩浆岩蚀变过程中Ga的变化还未见到十分系统的研究。

上述蚀变都属于高温热液蚀变。大多数情况下，低温蚀变由于蚀变带不甚发育，蚀变分带不明显，研究资料还较少。与高温蚀变结果不同的是，尤其是在某些低温热液型铅锌矿床中，Ga明显得到了富集，如我国广东凡口、大宝山，贵州牛角塘、杉树林，湖南渔塘等铅锌矿床矿石含Ga最高可达50×10-6～100×10-6。一个十分明显的现象就是产于沉积岩中的铅锌矿床，Ga含量明显高于与岩浆活动有关的铅锌矿床。

与岩石中Ga的地球化学行为不同的是，岩石中的Ga与Al表现出亲密关系，而Ga进入成矿热液后其地球化学性质表现为亲硫（铜），可以大量富集在以闪锌矿为主的硫化物矿物中，进而成为人类可以利用的有用金属。这种现象可能与以下几种因素有关：①硫化物矿床矿石中的Al2O3含量明显低于岩石，一般在5%～10%以下，有些甚至低于1%，没有足够的含铝矿物形成可能会使Ga另谋出路；②岩石中的Ga处于氧化环境，而成矿流体属于强的还原环境，在这两种环境中Ga的地球化学性质可能也是不同的；③Ga的正三价态是最稳定价态，此价态下Ga属于6配位离子，与闪锌矿中的Zn2+和Fe2+同属于6配位，且闪锌矿是硫化物矿石中最常见和最主要的矿物，Ga容易进入其中得到富集。

刘英俊等（1984）认为，热液作用中镓也表现为一定程度的亲石性质而在某些铝硅酸盐矿物如绿泥石中存在。表9-6的数据也说明了这一点。我们对比研究发现，当硫化物矿床中这类铝硅酸盐矿物大量存在时，硫化物中Ga的含量明显降低。

（五）镓在表生过程中的地球化学行为

在热液作用过程中Ga具有亲硫（铜）性质而与锌关系密切，但在表生条件下，镓的地球化学行为仍表现为亲石性质而与铝关系密切。最明显的例子就是，富含镓的铅锌矿床氧化带中的锌矿物含镓都很低，氧化铁矿物及粘土矿物含镓则高得多（表9-7）。这说明在硫化物氧化过程中镓转移到了含铝、铁的氧化物中。目前的研究表明，其它类型的硫化物矿床在氧化过程中，微量的镓也都转入含铝和含铁相。

表9-7 广东茶洞多金属矿床中闪锌矿和氧化锌矿物镓含量

图9-4 卡麦隆花岗岩风化剖面Ga与Al2O3的关系（Hieronymus等，2001）

20世纪90年代初，我们曾对花岗岩中的斜长石在风化过程中微量元素的变化做过测定。基岩中的长石以斜长石为主，含量约为40%～50%，颗粒粗大，大者达 2～3cm。从垂向上，长石的变化顺序为：未风化长石→半风化长石（保持长石晶体外形，仍然坚硬，部分已变为高岭石）→高岭石（块状）→高岭土（松散土状），分析发现，随着风化程度的增高，尽管 Cu、Pb、Zn、Ag等变化很大（风化程度越高，这些元素含量越低），但 Ga含量变化不大，基岩中的斜长石含 Ga 为 31×10-6 ～44×10-6 ，半风化长石含 Ga 为 34×10-6 ，块状高岭石含 Ga 17×10-6 ～28×10-6 ，即使风化的最终产物高岭土也含有 18×10-6～23×10-6的 Ga。这说明岩石在风化过程中，Ga与 Al的紧密关系避免了其流失，使其从一种含铝矿物转移到另一种含铝矿物。同样的结论由 Hieronymus等（2001）研究卡麦隆花岗岩风化剖面中得出（图 9-4），也就是说，风化过程中 Ga 与 Al 是同步增长的。然而，也有相反的情况存在，如巴西 Tucurui地区玄武岩风化层及铝土矿层中的 Ga与 Al2O3呈负相关，而与 Fe2O3呈正相关（图9-5）。

图9-5 巴西玄武岩风化剖面Ga与Al2O3和Fe2O3的关系

沉积岩中的镓随岩性的不同存在较大的差别，板岩、板岩+粘土、砂岩、碳酸盐岩和深海粘土的Ga丰度分别被界定为19×10-6、30×10-6、12×10-6、4×10-6和20×10-6。El Wakeel等（1961）对现代海底沉积物分析发现，深海红色粘土含Ga为20×10-6，石灰泥浆含Ga为12×10-6，燧石泥浆含Ga为18×10-6，最近10年所获得的数据也都与此接近。相对于地壳丰度来说，砂岩和碳酸盐岩尤其后者是贫Ga的。具体到某一确定地区的岩石，Ga含量虽有差别，有时差别还很大，但总体趋势是Ga与Al紧密相关。沉积岩中的B、Ga也可以作为沉积作用的指相标准，如程安进（1994）利用B、Ga含量和B/Ga比值研究了安徽巢县二叠纪地层沉积环境，其B、Ga含量及B/Ga比值见表9-8。

表9-8 安徽巢县二叠纪地层的B、Ga含量及比值

沉积过程中，由于镓与铝的密切关系，在铝大量聚集时镓也往往形成工业富集，如沉积铝土矿中的镓具有重要的经济意义，是世界镓的最主要来源。

镓在变质岩中的分布，主要取决于原岩成分和变质程度。原岩贫镓者，变质岩含镓亦低，如低镓的基性-超基性岩经变质后，镓含量依然很低；碳酸盐岩变成大理岩，镓含量甚至会降得更低。可以肯定的是，变质过程中镓的变化仍与铝关系密切。分析发现，变晶矿物如斜长石、夕线石、富铝石榴子石、蓝晶石以及角闪石都不同程度含有镓，其中斜长石镓含量可达30×10-6，仍然是变质岩中主要的含镓矿物。

图9-6为滇西不同变质岩残片的Ga-Al2O3关系图。从图中可以看出，变质岩中的Ga不仅与Al2O3含量呈正相关，而且在同一变质岩残片中，随着变质程度的加深，Ga含量有降低的趋势。更重要的一点是，利用Ga-Al2O3关系，可以看出不同变质岩残片之间的关系。仅就图9-6来看，苍山、雪龙山和石鼓变质岩具有一致的Ga-Al2O3变化趋势，而崇山群与高黎贡山群具有一致的Ga-Al2O3变化趋势。这说明它们可能属于不同的古大陆。

图9-6 滇西变质岩残片的Ga-Al2O3关系图

镓在海水中的地球化学行为与铝也是类似的（Orians，et al.，1988），因此可以结合Al来判断海水的深度（Measures，et al.，1988，1992；Shiller，1998）。世界海水的平均镓含量被确定为0.05×10-9，近期的研究显示海水中镓的分布是不均匀的。大西洋海水在其近表面含镓较高，向下在1000m左右处降低，再往深部又开始升高而后变得稳定，而在有些海盆地底部海水中镓明显富集，在挪威海，从海水表面向深部，镓含量稳定地升高（Shiller，1998）。

海水中镓最主要的来源是陆地（Bertine，et al.，1971；Shiller，et al.，1996），进入海水的土壤级别粒度的大气尘含镓可达22×10-6，被认为是海水镓的另一来源（Chester，et al.，1974）。Shiller（1988）认为，底部海水高的镓浓度是海底沉积物再次悬浮溶解造成的。另外，海底火山作用也是镓的重要来源。

在海水中，镓比铝稳定，因此停留的时间比铝长5～10倍，一般铝在海水中停留1～6.5年，而镓可以停留5～22年，与锰的停留时间一致（Statham，et al.，1986；Jickells，et al.，1994）。因此，海水中Ga/Al比值也可以作为地球化学变化的参数。

三、镓的资源状况

镓资源的研究并不像镓的应用研究那样活跃。主要原因在于全球地质学家们都认为镓没有单独的矿床形成，镓来自铅锌矿床、铝土矿床和煤三大矿床类型的副产品。因此，镓的成矿研究基本处于停滞状态。

镓是一种典型的分散元素，虽然在实验室合成了数十种镓的化合物，但自然界发现的镓矿物只有2种，更是尚未发现一处独立的镓矿床。Phillip（1990）报道，世界铝土矿伴生镓储量10万t，闪锌矿中伴生镓6500t，合计镓储量106500t。虽然这一统计数字并不一定准确，但也说明全世界已经确认的镓储量是很少的。伴生镓资源的另一个特点是，随着主金属矿产的耗尽，伴生的镓也就不复存在。因此，在开发主金属矿产的同时，如不重视回收镓，就会造成镓资源的短缺。

国外镓生产国主要有法国、德国、美国和日本。铝生产大国基本上都是镓的产出大国。20世纪90年代初以前，镓最主要的来源为铝土矿，占镓生产量的50%以上，闪锌矿中回收的镓约占40%，其余不足10%。90年代美国和加拿大联合进行煤灰中镓的回收研究，该项技术已经投产，使煤中原本不够工业利用价值的镓得以回收利用。

据1993年资料，我国镓资源非常丰富，全国已发现富镓矿床上百处，探明镓储量10多万吨，其中50%以上为铝土矿中的伴生镓，其次为铅锌矿和其他矿床中伴生的镓。已探明的镓储量分布于全国21个省区，但主要集中在山西（占镓总储量的26%）、吉林（20%）、河南（15%）、贵州（13%）、广西（9%）和江西（5%）（中国地质矿产信息研究院，1993）。

镓的回收主要有两种途径，即从氧化铝生产和闪锌矿冶炼过程中回收。我国的镓主要来源于前者。早在1957年，山东铝厂就研制出了从低品位铝土矿烧结法生产氧化铝的循环母液中提取镓工艺，开创了我国镓的回收生产史。经过30多年的不断完善和改进，这一工艺至今是我国生产镓的主要方法，已被国外广泛采用。80年代建立起来的氧化铝拜耳液提取镓工艺，使镓的生产能力得到了明显提高。我国对闪锌矿中镓的回收利用技术也是成熟的，与铝土矿中镓的提取相比，闪锌矿中镓的回收成本较高，因此，这部分镓回收利用率极低，造成了镓资源的极大浪费，如果同时回收闪锌矿中的镓、锗、铟、镉，其成本必然下降。因此，闪锌矿中镓的回收研究还是一个值得下功夫的问题。

国外对镓的研究较早始于20世纪40年代，大规模开展于50年代，最多的研究内容是其在各种地质体中的含量及其地球化学性质。我国对镓资源的研究始于20世纪60年代，研究的重点是铝土矿中的镓（刘英俊等，1963；刘英俊，1965a，b），随后的几十年中，铝土矿中的镓一直是镓资源研究的重点。1982年，刘英俊总结了我国含镓矿床的主要成因类型（刘英俊，1982），提出除铝土矿外，闪锌矿是镓的重要来源。实际上，我国对铅锌多金属矿床中镓的研究始终处于零敲碎打的状态，凡是冠以“研究该类矿床微量元素”者都会不同程度地涉及到镓，但针对镓的地球化学性状、富集机理、存在形式等的专门研究很少。这些都与国内镓工业应用的发展水平有关。

第一氧化铝厂控制系统有AB公司、ROCKWELL公司、Honeywell公司；企业与院校协作逐步优化氧化铝各工序操作控制，如料浆制备、沉降分离洗涤系统等。

一车间：包括：铝土矿破碎、堆料、取料、输送：目前没有控制系统。

二车间：生料磨制、料浆调配：正在上一套控制系统，采用美国AB公司的control logic 5000系统，包括6台原料磨及各倒料泵、调配槽，每两台磨为一套控制器，倒料泵及调配槽为一套控制器，四套控制器连成网。目前安装已经完成，还没有投入使用。

三车间：熟料烧成、煤粉制备、熟料中碎、电收尘、风机螺旋：每台大窑上一套独立的控制器，有control logic 5000系列，也有slc 500系列，包括大窑参数的显示、设备的启停，不包括煤磨系统，不包括饲料泵及电收尘的控制，包括部分饲料参数的显示。5、6#煤磨合上一套slc 500系统，对煤磨有关设备进行控制。1—4#煤磨仍然是常规仪表控制。

四车间：熟料溶出、赤泥分离、赤泥洗涤：6台溶出磨上了三套control logic 5000控制系统，分离和洗涤仍然是常规仪表控制。

五车间：粗液喂料泵、脱硅、叶滤硅渣及**：其中5组6组脱硅分别上了一套control logic 5000控制系统，1-4组脱硅为常规仪表控制，叶滤上了一套control logic 5000控制系统。

六车间：碳酸化分解、种子分解、氢铝过滤、母液蒸发：碳分上了一套slc 500控制系统，种分上了一套control logic 5000控制系统，5组6组蒸发分别上了一套TPS系统，1-4组蒸发为常规仪表控制。

七车间：平盘过滤、焙烧：三台焙烧及三台平盘上了三套TPS系统。

空压车间：石灰炉、二氧化碳站、高压站、低压站：5台石灰炉上了5套控制系统，有control logic 5000系统，也有slc 500系统。

中州铝厂：30万吨选矿拜耳法生产线（第二氧化铝厂）

选矿拜尔法流程国内首创，2004年初成功投产。在磨浮、高压溶出、赤泥分离洗涤、种分、蒸发工序上了5套TPS系统，另外选矿车间上了一套ABB公司control logic 5000系统，矿浆调配上了一套Honeywell 公司HC900控制系统。目前正在做这些系统的联网工作。

供矿：浮选矿法，中州铝厂生产药剂。14套视屏装置监视皮带、圆锥矿碎机。控制系统为ABB公司controllogic5000。

原料制备：24套视屏装置监视4台格子磨等，2套模糊控制东大设计院开发（软件复杂），2套模糊控制计控室开发，设计的磨机负荷及矿浆密度参与控制，因引进芬兰的矿浆粒度分析仪不好用（易堵取样管），所以没实现完全模糊控制，计控室以后将改进并进一步优化控制。

单管溶出：4个预脱硅槽、2个预脱硅加热槽、3台隔膜泵、9个溶出器、10个自蒸发器、13个加热器。蒸汽从1、2级溶出器底部进入加热，3到9级溶出器利用余热加热，溶出器无搅拌机，溶出器内基本无结巴。13级碱液加热，后3级有结巴。检测控制少。调节阀用上海梁光厂（定位器为韩国YTC），蒸汽用气动调节阀，其他用电动调节阀，电动调节阀有时关不严及阀垫子易泄漏。用放射源料位计测自蒸发器料位。

沉降洗涤：沉降槽中自动加中州铝厂生产的絮凝剂，测沉降槽中的泥层厚度用澳大利亚产界面仪（放射源测量，有时不准），底流液用密度计测密度（基本准确），部分阀门有泄漏。计控室以后将改进并进一步优化控制。

分解系统；11套视屏装置监视现场设备，FLENDER立式过滤电机，ABB变频器，FISHER调节阀，KROHNE电磁流量计，E+H密度计。

蒸发系统：调节阀用FISHER公司产品，原液进口、1效、2效、3闪母液出口流量用调节阀，2-5效用变频泵控制液位，电导仪为ROSEMONT公司产，液位计用EJA差压变送器。

焙烧炉：使用煤气作燃料，控制较先进，燃烧站为德国JASPER公司产，检漏阀有时关不严，阀门有腐蚀，压力测量仪表堵塞（需检修清理），烧嘴有时结巴（需检修清理），影响点火。AH仓料位检测用压力传感器，AH皮带称用SHENCK公司产品。用阿牛巴流量计测煤气流量，需检修清理。

中州铝厂：特种氧化铝生产线（第三氧化铝厂）

中州铝厂根据市场需求开发、生产了高白、细白、干白三大系列十多种特种氧化铝产品，促进了企业的多元化发展。控制系统采用3套浙大中控的JX-300集散控制系统，工厂实行全自动化控制，3套系统通过主干网连网，部分参数网上共享，调度中心网可随时监视生产情况。

平果铝厂：纯拜耳法生产线

设计规模为年产65万吨精矿、30万吨氧化铝、10万吨电解铝，2003年形成年产85万吨氧化铝的生产规模。引进多个工业发达国家的先进技术和设备，同时拥有我国铝工业的最新科研成果，除矿石及原料堆场、部分输送没实现控制外，在高压溶出、分解、沉降、过滤、叶滤、蒸发和焙烧工段均采用美国FOXBORO公司的I/A集散控制系统，实现了工序的自动控制，每一台操作员站上都可以看到整个氧化铝流程中的工艺参数，受操作权限的限制，操作员只能进行本岗位的操作，对于其它岗位只能观察，并在整个氧化铝生产流程中实现了联网，各控制系统都与分公司OA系统相连接。

原料车间：矿石、燃料的堆取及部分输送和矿石均化为人工操作。立式石灰炉：石灰石和焦碳（或煤）皮带称配料（PLC控制、余姚产1台、托利多产1台）、炉体控制（1个炉顶温度、1个炉顶压力、4个预热带温度、4个煅烧带温度、4个冷却带温度、1个排灰温度、1个风机风压力、1个风机风流量，风机电机变频控制，出灰流量由调节阀控制；1期为工控机控制（AB公司PLC），2期为计算机系统控制（I/A系统）。3）化灰机用变频控制调节流量。4）料浆制备：有4组磨（每组1台棒磨机、1台球磨机），控制检测有10台山东潍坊皮带称配料、母液流量计2台（FOXBORO公司产）、2台污水槽用雷达液位计（VEGA产）、6台温度巡检仪（棒及球磨机主电机、轴承、传动系统）、16台润滑油压力表、16个温度测点、16个进出料侧高低压压力继电器等，每组磨控制用1套三菱PLC。通过皮带称下料（石灰石和焦碳或煤）及风机风流量主要控制石灰炉煅烧带温度及冷却带温度，1期炉控制计划改为计算机系统控制（I/A系统），出灰电动阀改为气动阀。因焦碳价高，现主要用煤做燃料，部分检测的炉温较规定的高2℃及有小波动。料浆制备基本实现自动控制，没实现磨机负荷、料浆成分分析控制。

溶出车间：无预脱硅工序，主要检测控制有：稀释槽及后槽、溶出前槽、热水槽用5台雷达料位计；新蒸汽及二次蒸汽5台质量流量计（ROSEMONT公司）；冷却水用1台差压变送器，20台差压变送器（E+H公司）用于测量分离器、闪蒸槽、冷凝水罐、污水槽的液位；34台压力变送器（FOXBORO公司）用于测量压煮器、脉冲缓冲器、闪蒸槽、蒸汽管道的压力；60台压力表（econosto公司和上仪四厂）用于测量隔膜泵、压煮器、闪蒸槽、冷凝水罐、稀释槽的压力；2台出口冷凝水电导仪（ROSEMONT公司）；进脉冲缓冲器及进溶出后槽矿浆3台密度计用Cs137源，脉冲缓冲器6台料位开关用Co60源，第1到11级闪蒸槽料位为Cs137源，第12闪蒸槽料位为Co60源，放射仪表用德国BERTHOLD公司产品；46支铂电阻（上仪十七厂）用于测量压煮器顶及冷凝水、单管冷凝水、二次蒸汽。控制阀有：10台气动碟阀调节阀用于新蒸汽及二次蒸汽流量控制，蒸汽及冷凝水压力和流量控制；12台气动偏心旋转调节阀用于进溶出溶液流量、溶出前槽的液位、闪蒸槽液位、冷凝水罐液位、从赤泥洗液流量、单管冷凝水流量、合格及不合格水槽液位，4台电磁开关阀用于进或出脉冲缓冲器的压缩空气流量。稀释槽液位用变频泵控制，上述控制阀为上仪七厂产。用I/A控制系统。RP分析系统为实验阶段。

沉降车间：沉浆槽1组为5个，4个投用1个备用，4台卧式过滤机，4台立式过滤机，主要检测控制有：10支热电阻（川仪十七厂）用于测沉浆槽、粗液槽、**槽和热水槽温度，10台雷达料位计（天津天威公司）用于测沉浆槽、粗液槽、**槽、石灰乳槽、苛化槽和热水槽料位，14台电磁流量计（FOXBORO公司）用于测赤泥浆液、粗液、碱性溶液和热水流量，8块压力表（上仪四厂）用于测赤泥浆液、粗液、碱性溶液压力，5台气动碟阀（上仪七厂）用于控制过滤粗液、碱性溶液和热水流量，5台扭矩变送器用于测耙机扭矩，液位控制用变频泵控制。

分解车间：每组分解工序16支热电阻用于测分解槽分解液、热交换器循环水和浆液管出口温度，10台电磁流量计（FOXBORO公司）用于测**、母液、循环水、空压机和真空泵轴封水流量，8台电动调节阀（上仪七厂）控制循环水、蒸汽流量，10台雷达料位计用于测精种槽、母液槽、溢流槽、碱液槽、热水槽和污水槽，1台密度计（Cs137源）测旋流器出口料浆密度，液位、流量控制用变频泵控制。分解系统的控制一般为单回路控制，没将分级的槽控制之间形成联锁控制。

蒸发车间：16台差压变送器用于测1到6效、强制效蒸发器、冷凝水罐、闪蒸器液位，4台雷达料位计用于原液槽、合格水槽和污水槽液位，4台气动调节阀用于新蒸汽、1效料浆、2效料浆、6效料浆控制流量，2到6效、强制效蒸发器、原液槽、合格水槽和污水槽液位用变频泵控制，16支热电阻用于测1到6效、强制效蒸发器、冷凝水罐、闪蒸器及蒸汽温度，8台电磁流量计用于测蒸汽、蒸发器的原液和母液、冷凝水流量，2台电导仪用于测冷凝水电导率，3台密度计（Cs137源）测原液、1效出口和强制效出口溶液密度。蒸发系统的控制比较高，强制效蒸发器的出料密度测量不好用，准备拆除此密度计。

焙烧车间：16台压力变送器用于测P01、P02、P03、C01、C02、C03、C04、K01、K02、T11、T12、V19、煤气总管、真空泵、过滤的空气、热水泵、滤液泵、浆液泵、高压水泵、污水泵、新蒸汽的压力，6台差压变送器用于测A02、P04的流量，2台阿牛巴流量计用于测煤气流量，8台涡街流量计用于测K01、K02、过滤的压缩空气、新蒸汽的流量，8台电磁流量计用于测K01、K02冷却水、过滤的热水槽新水、氢氧化铝料浆泵出口流量，1台氢氧化铝皮带称（德国SHENCK公司）、1台氧气分析仪（ROSEMOUNT公司）、1台CO分析仪(SATEKNIKAS公司)，11支热电偶测温，20支热电阻测温，4台气动调节阀控制过滤的新水和蒸汽，5台雷达液位计用于测母液槽、弱滤液槽、氢氧化铝浆液槽、污水槽液位，主风机电机、过滤的热水槽泵、氢氧化铝料浆泵、真空泵用变频控制。

山西铝厂：140万吨混联法生产线

一分厂（烧结法、拜耳法原料制备）：破碎、堆厂、翻车机、原燃料输送（一车间），化碱、原料磨、饲料机（二车间），卷扬、石灰炉（石灰炉车间），脱硅、压缩机；

二分厂（烧结法生产线）：煤磨、喂料、烧成、冷却、收尘（三车间），中碎、分离、板式机（四车间），脱硅、串联泵、叶滤机（五车间）；洗涤槽、压缩机（洗涤车间）；回水、接力泵、放料泵（赤泥车间）；

三分厂（拜尔法生产线）：老蒸发Ⅰ组Ⅱ组（七车间）；四蒸发、原液槽、调配、五蒸发（蒸发车间）；仪表空压站、荷兰泵、脱硅、Ⅰ系列Ⅱ系列（八车间）、沉降、絮凝剂、过滤、叶滤；

四分厂（烧结法、拜耳法）：种子分解、立盘过滤、袋滤机（种分车间），1#焙烧炉、仪表空压站、平盘过滤机（焙烧一车间），2#3#焙烧炉、平盘过滤机、浓相输送（焙烧二车间），种分过滤、**降温、碳分、砂状碳分（六车间）；

DCS的应用基本上集中在拜尔法生产部分。烧结法生产部分和其它工序中，目前从过程检测到自动控制的整体水平仍很低，少数工序中检测技术比较成熟，而洗涤、老蒸发等工序由于结疤等问题检测手段与自动化水平均很低；拜耳法生产部分尽管整体上比烧结法高，但在第四蒸发、碱液调配等环节仍存在自动化的空白。整体上看目前基本实现了车间、工序级的自动控制并能正常运行的工序有：空压站、蒸发、分解和碳分、种分、氢氧化铝焙烧；3#熟料窑、高压溶出、两组五蒸发、原料磨采用Foxboro公司的I/A 系统；**制备（φ42m沉降、过滤、叶滤）采用Emerson公司的DeltaV系统；种分、碳分、袋滤机、焙烧炉采用Honeywell公司的TPS与PKS系统。在建的系统有：6#石灰炉系统、全厂调度网络系统等。

山西铝厂：扩建80万吨氧化铝厂拜尔法线

一车间：原燃料卸车及堆场、石灰烧制、石灰乳制备、第一分析站；

二车间：原矿浆磨制、预脱硅、溶出、酸洗系统；

三车间：赤泥沉降分离洗涤、赤泥输送、赤泥、灰渣堆场、叶滤；

四车间：种子分解、种子过滤及**降温、种母精滤、母液蒸发、第二分析站；

五车间：氢氧化铝过滤、氢氧化铝焙烧、氧化铝储运。

2005年建成。以原料磨、蒸发、高压溶出、种子分解、焙烧为核心的五大部分流程全部采用Foxboro公司的I/A 系统。原料输送、石灰窑、氧化铝储运采用AB公司的PLC小系统。石灰窑和焙烧炉燃烧站采用SIEMENS公司S7-300 PLC系统，并分别以PROFIBUS-DP和MODBUS通讯接口方式直接接入DCS。

郑州铝厂：联合法

郑州铝厂氧化铝生产为拜尔法和烧结法生产工艺生产，控制设备种类较多，检控点12000多个,控制系统为美国Honeywell公司产品：TDC-3000、PKS、PLANTSCAPE SCADA系统，用PLC有三菱、ABB、Honeywell、SIEMENS公司产品。具有分公司、分厂、车间控制室三级网络，通过现场的PLC、DCS、PC、重点岗位、各级调度等互相连接。

计量仪表：皮带称：南京华普、申克、托利多公司，效果较好；汽车、火车衡器：托利多公司；焙烧炉天然气：上海横河涡街流量计；水、料浆：上海横河及E+H电磁流量计；风、蒸汽：上海横河涡街流量计、孔板流量计。

原燃料堆场和料浆制备的检测和控制一般，压力和温度仪表故障多一些。

管道化溶出：矿浆和料浆用密度计测量较好。沉降洗涤及分解的检测和控制一般，料位及流量仪表故障多一些。

蒸发系统：调节阀用上海梁光厂（定位器为韩国YTC），原液进口、1效、2效、3闪母液出口流量用调节阀，2-5效用变频泵控制液位，电导仪为ROSEMONT公司产，液位计用EJA差压变送器。

焙烧炉：使用天然气作燃料，控制较先进，燃烧站为oilon公司产，检漏阀有时关不严，影响点火。AH仓料位检测用压力传感器，AH皮带称用SHENCK公司产品。一氧化碳和氧气分析仪取样部分易堵，清理频繁。

鲁能晋北铝业：Ⅰ期拜尔法

规划首先建成拜耳法生产线，再增加浮选法选矿，最后建设烧结法，形成串联法生产。全厂原矿浆磨制（棒、球二段磨）、压煮溶出、拜耳法赤泥（含絮凝剂制备、赤泥外排）、种子分解（含**降温、种子过滤）、母液蒸发、氢氧化铝过滤及焙烧六大DCS系统采用SIMENS公司PCS7系统，原料堆厂、空压站、石灰消化、石灰破碎、氧化铝储运、全厂循环水、水厂7套SIMENS PLC分别就近接入各DCS。全厂所有马达控制单元、变频器、部分电磁阀以PROFIBUS-DP通讯接口方式直接接入DCS。规划全厂设一个中央操作控制室和若干个区域操作控制室，由中央操作控制室与区域操作控制室联网，带动60多个子系统，把指令传达给各区域操作控制室，指导和控制生产的全过程。

三门峡开曼铝业：拜耳法

全厂原矿浆磨制、压煮溶出、种子分解、母液蒸发、氢氧化铝过滤及焙烧五大DCS系统采用Rockwell公司ControlLogix系统，系统单一，连网方便，但过程仪表特别是部分变送器、执行器等问题较多。

国内氧化铝生产企业过程控制应用起步较晚，直至八十年代自动检测和自动控制设备才开始在我国氧化铝生产中逐渐采用。特别是烧结法工序许多都具有高温、高压、易结巴、易磨损、易堵塞等环境，部分工序具有多变量、强藕合、强非线性、难检测的特点，测控仪表水平亟待提高。应逐步采用先进的检测、分析设备和控制管理系统，采用生产目标的过程优化设定技术、智能建模技术、故障诊断与预备技术、生产过程信息集成技术等，达到优化生产控制管理。山东铝厂和郑州铝厂近年与有关单位合作，在原料磨制及配料过程中采用中子活化分析技术，进行生料浆组份的在线分析，取得了较好的应用效果。山西铝厂在蒸发母液环节引进匈牙利FL系列铝酸钠溶液在线分析仪获得成功。一些非接触式的一次检测仪表如红外测温仪、放射性密度计等在国内各大氧化铝厂也获得了较广泛的应用。贵铝、郑铝、焦作未来等企业应用郑州某公司利用吹气法检测原理开发的泥层检测器，在线测量沉降、洗涤自动控制的关键参数—底流密度及各个层的密度、高度，效果良好。近年来，随着计算机网络技术的迅猛发展，国内部分氧化铝厂也加快了全厂网络设施的建设步伐，提高了生产过程的自动化水平和管理效率，取得了较好的经济效益。

艾蒿菊科，多年生草本植物。秋季开花，整株都有芳香气味，揉之，香气更浓。

中医学上以叶入药，性温，味苦，具有和营血、暖子宫、祛寒湿的功能。主治月经不调，带下等症。艾叶油有平喘、镇咳、去痰及消炎的作用。

用艾绒制成的各种艾条、艾柱、烧灸身体相应穴位，可使热气内达而温通气血，透达经络，让血液更好地循环，从而治疗各种寒湿病症。

艾叶熏烟，具有很强的驱除害虫，杀灭病菌和抑制病毒的作用。实验证明，每平方米用艾叶1-5克进行熏烟30-60分钟，对各种皮肤真菌、腺病素、鼻病素、流感病毒、疮疹病毒都有不同的程度的杀灭和抑制作用。民间在端午节用艾束悬挂门上，以驱除害虫、毒气，有的还编成各种小饰物，佩带身上，达到辟邪除秽和健身的目的。实践证明，冬季或流感流行季节，每周用艾叶熏烟家居一二次，能使各种常见的致病细菌、病毒及真菌的数量显著减少，从而有效地预防各种呼吸道传染病的发生。

艾的茎叶都可提炼芳香油，用于制作香料。

艾的分布很广，我国各地均有，且普遍是野生的