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氧化铝生产流程是什么

默默的柚子
粗暴的玫瑰
2023-04-18 02:13:49

氧化铝生产流程是什么?

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2026-03-30 21:49:10

中州铝厂:烧结法生产线(第一氧化铝厂)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。

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2026-03-30 21:49:10

氧化铝
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氧化铝(Al2O3)是一种高硬度的化合物,熔点为2054℃,沸点为2980℃,常用于制造耐火材料。工业Al2O3是由铝矾土(Al2O3▪3H2O)和硬水铝石制备的,对于纯度要求高的Al2O3,一般用化学方法制备。[1]
Al2O3有许多同质异晶体,目前已知的有10多种,主要有3种晶型,即γ-Al2O3、β-Al2O3、α-Al2O3(刚玉)。其中结构不同性质也不同,在1300℃以上的高温时几乎完全转化为α-Al2O3。[1]
中文名
氧化铝
英文名
Aluminium oxide/Aluminum oxide
别 称
三氧化二铝、刚玉、矾土、铝氧
化学式
Al₂O₃
分子量
10196
CAS登录号
1344-28-1
EINECS登录号
215-691-6
熔 点
2054ºC
沸 点
2980ºC
水溶性
不溶于水,易溶于碱和酸
密 度
35-39g/cm3
外 观
白色无定形粉状物
应 用
用作分析试剂、吸附剂等
管 制
该品不受限制
晶格常数
a=0514nm
晶体结构
O2-离子按六方精密堆积排列
晶体类型
离子型
目录
1 发展
2 基本信息
3 质检指标
4 主要成分
5 化学性质:
6 物理性质:
7 安全性
8 工业概况
9 主要用途
▪ 总述
▪ 陶瓷作用
▪ 主要应用
10 主要作用
▪ 媒介物
▪ 制造强化玻璃
▪ 铝土矿
11 适用情况
12 企业发展
▪ 概括
▪ 贸易
▪ 制作工艺
发展
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氧化铝
数据显示中国是全球最大的氧化铝生产国,2010年全球氧化铝产量为563550万吨,中国氧化铝产量达289550万吨,同比增长2014%,占全球比重为5138%。2010年中国氧化铝表观消费量达到了3321万吨,年增长率为1405%,净进口426万吨,铝土矿进口量达3019万吨,对外依存度为3971%,氧化铝对外依存度达4726%。
随着我国电解铝、陶瓷、医药、电子、机械等行业的快速发展,市场对氧化铝需求量仍有较大的增长空间,氧化铝产量将会不断增长。结合2005-2010年中国氧化铝产量数据,预计2011年中国氧化铝产量将达到3300万吨,增长率为14%,2012年将在2011年的基础上继续增长,产量将超过3800万吨。
另外,鉴于中国的在建施工面积按年计持续大幅增长,且由于不断推行城镇化,未来铝业前景非常乐观。预计2011年中国氧化铝需求同比增长15%至3819万吨,2012年氧化铝需求将达到4200万吨,同比增长10%。
基本信息
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分子结构图
性状:难溶于水的白色固体,无臭、无味、质极硬,易吸潮而不潮解(灼烧过的不吸湿)。两性氧化物,能溶于无机酸和碱性溶液中,几乎不溶于水及非极性有机溶剂;相对密度(d204)40;熔点2050℃。
储存:密封干燥保存。SCRC100009
用途:用作分析试剂、有机溶剂的脱水、吸附剂、有机反应催化剂、研磨剂、抛光剂、冶炼铝的原料、耐火材料。[2]
质检指标
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水中溶解物,% ≤05
硅酸盐(SiO₃) 合格
碱金属及碱土金属,% ≤050
重金属(以Pb计),% ≤0005
氯化物(Cl),% ≤001
硫酸盐(SO₄),% ≤005
灼烧失量,% ≤50
铁(Fe),% ≤001
主要成分
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氧化铝含有元素铝和氧。若将铝矾土原料经过化学处理,除去硅、铁、钛等的氧化物而制得的产物是纯度很高的氧化铝原料,Al₂O₃含量一般在99%以上。矿相是由40%~76%的γ- Al₂O₃和24%~60%的α- Al₂O₃组成。γ- Al₂O₃于950~1200℃可转变为α- Al₂O₃(刚玉),同时发生显著的体积收缩。
化学性质:
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和酸反应:
Al₂O₃ + 6HCl == 2AlCl₃ + 3H₂O
Al₂O₃ + 6H+ == 2Al3+ + 3H₂O
和熔融的碱反应:
Al₂O₃ + 2NaOH(熔融) == 2NaAlO₂(偏铝酸钠) + H₂O
和碱溶液反应:
Al₂O₃ + 2NaOH +3H₂O = 2NaAl(OH)4(四羟基合铝酸钠)
总结
是典型的两性氧化物(两性偏碱)。
变体
Al₂O₃有多种变体,常见的是α,γ形都是白色晶体
自然界中的刚玉是α形属于六方最密堆积,熔点,硬度高,不溶于酸碱耐腐蚀,绝缘性好
将氢氧化铝与偏氢氧化铝或铝铵矾在723K共热可得γ形,不溶于水,但吸水性很强,有强吸附能力与催化活性
β形有离子传导能力,允许Na+通过
物理性质:
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InChI=1/Al2O/rAlO₂/c2-1-3
式量:10196 amu
熔点:2303 K
沸点:3250 K
真密度:397 g/cm3
松装密度:085 g/mL(325目~0)09 g/mL(120目~325目)
晶体结构:三方晶系 (hex)
溶解性:常温下不溶于水
导电性:常温状态下不导电
Al₂O₃是离子晶体
热化学属性:
ΔfH0liquid 162057 kJ/mol
ΔfH0solid 167569 kJ/mol
S0liquid,1 bar 6724 J/mol·K
S0solid 509 J/mol·K
安全性
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食入 :低危险,易造成老年痴呆,对小孩智力有损害
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,化学式为Al₂O₃。在矿业、制陶业和材料科学上又被称为矾土。
工业概况
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中国具有较丰富的铝土矿资源,迄今已探明保守储量23亿吨,位居世界第4,具备发展氧化铝工业的资源条件。据2004年以来的不完全统计,国内已公布的氧化铝投资项目达27个,测算总规模达16041万吨。即使不考虑利用国外铝土矿资源和到海外投资办厂的项目,总规模也达到28141万吨。2006年底,中铝公司氧化铝生产952万吨,除已公布在建的氧化铝规模外,全国还有拟建氧化铝总规模1992万吨接近国外所有拟建(扩建)氧化铝项目的总和。氧化铝工业的迅速发展不同于以往的低水平重复建设,而是上规模、高水平,优化了结构,极大地提升了中国氧化铝工业整体水平和竞争力。但是,如果这种投资热继续无序膨胀,势必造成产品相对过剩。
中国氧化铝企业达40多家,已建和在建产能达4350多万吨/年,其中处理国内铝土矿的产能为3250万吨/年。2010年全国氧化铝产量2896万吨,是世界第一大氧化铝生产国。
投资氧化铝工业的风险性与电解铝等其他行业在以下方面又有所不同:
工艺技术相对复杂
通常情况下,项目从设计,开工到形成产能需要2~3年时间左右的时间,投入高,风险较高。
市场价格跌宕起伏
而供求双方的信息不对称又进一步加剧了氧化铝价格起伏不定的局势,进而将影响氧化铝项目的投资收益。
需要许多技术工人
在项目试车、投产和日后生产组织管理等方面,需要一大批精通氧化铝工艺技术和具有实践经验的老专家和技术工人。
对资源能源的依赖度
随着国内外资源竞争日趋激烈,适合氧化铝工业发展的优质资源日渐稀缺,投资氧化铝工业必须考虑项目的经济服务年限。
建议
针对氧化铝工业发展迅速,避免电解铝行业所出现的无序膨胀问题,有以下5点建议:
控制氧化铝建设总规模
氧化铝工业是资源、资金、技术密集型原材料产业,因生产过程中要产生大量的尾矿和赤泥(至今未有较好的处理办法添加到水泥原料中,产品也只能用于工业),对环境的影响非常大,铝土矿作为不可再生资源, 其保障程度直接制约着一个地区氧化铝工业的总量与生存周期。因此,各级政府和有关部门,必须准确把握氧化铝工业的发展形势,资源与环境制约状况和基本规律,按照总量控制的要求,严格控制新建氧化铝项目,坚决制止盲目发展和低水平重复建设,努力实现氧化铝工业发展与资源充分利用,优化生态环境相统一。
优化氧化铝工业布局
矿产资源主管部门要对铝土矿存量资源进行全面核查,推进铝土矿资源勘查工作,在资源储量有较大幅度提高的情况下,发展计划部门视情况增加布点或同意扩大布点内企业的产能规模。对未经同意在规划布点外拟建氧化铝项目,省环境保护部门不予安排环保评价,擅自建设的必须停止。未经同意不在规划布局内建设的氧化铝项目以及自备电厂,将实行惩罚性电价。
严格发展的经济规模
新建氧化铝项目必须采用国内研究开发的选矿D拜耳法工艺并同步建设选矿厂。严禁采用烧结法、混联法等落后工艺的氧化铝项目上马。新建氧化铝项目的单线规模应达到30万吨以上,单线达不到30万吨合理经济规模的氧化铝项目一律不准建设。已建工艺落后,造成污染的小氧化铝厂要限期转产或关闭。
优化资源配置
按照《矿产资源法》,由矿产资源管理部门对铝土矿资源进行统一管理,未经矿产资源主管部门批准,各地不得自行批准开采铝土矿。对违规批准和擅自开采铝土矿的,一经查实,要追究有关人员的责任。加强对矿权设置管理与资源的平衡,优化资源配置。由矿产资源主管部门在对铝土矿资源进行全面核查,系统分析的基础上,对铝土矿资源和矿业权设置进行合理规划,综合平衡。布点内企业要根据建设规模及合理的生产周期,在项目建成投产前必须落实满足5~10年生产需求的铝土矿资源,并同步建设采用选矿D拜耳法工艺的选矿厂。
选矿拜耳法生产氧化铝
选矿拜耳法与国内现行的主要生产方法比较,建设投资节省15%~20%,生产成本降低10%,能耗降低 50%。采用选矿拜耳法处理高品位铝土矿(A/S=10以上)与常规拜耳法厂比较,工艺流程相似,其各项主要生产能耗指标基本相当。因此,采用选矿拜耳法生产氧化铝,处理中国中等品位一水硬铝石型铝土矿生产氧化铝,经济效益和社会效益显著,是解决中国氧化铝工业发展的重要途径。
整体看来,2005年中国铝及其化合物工业发展问题不少。电解铝行业的投资建设在2004年的宏观调控中受到了抑制,但铝工业的投资热点又转向了产业链的上下游D氧化铝和铝加工业。
主要用途
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总述
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,蓝宝石则含有氧化铁和氧化钛而呈蓝色。
⒉ 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。
⒊ 铝与空气中的氧气反应,生成一层致密的氧化铝薄膜覆盖在暴露于空气中铝表面。
⒋ 铝为电和热的良导体。氧化铝的晶体形态因为硬度高,适合用作研磨材料及切割工具。
⒌ 氧化铝粉末常用作色层分析的媒介物。
⒍ 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39~41g/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10196。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3965g/cm3,硬度88,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。
陶瓷作用
氧化铝分为煅烧氧化铝和普通工业氧化铝,煅烧氧化铝是生产仿古砖的必备原料,而工业氧化铝则可用于生产微晶石,在传统釉料中,氧化铝常用作增白。由于仿古砖和微晶石受到了市场青睐,氧化铝的用量也是逐年增长。
因此,氧化铝陶瓷在陶瓷行业中应运而生--氧化铝陶瓷是一种以Al₂O₃为主要原料,以刚玉为主晶相的陶瓷材料因其具有机械强度高,硬度大,高频介电损耗小,高温绝缘电阻高,耐化学腐蚀性和导热性良好等优良综合技术性能等优势。
主要应用
⒈α型晶体结构为主体的氧化铝薄膜制造方法、α型晶体结构为主体的氧化铝薄膜和含该薄膜
⒉α型氧化铝粉末的制造方法
⒊α-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
⒋α-氧化铝粉末及其生产方法
⒌α-氧化铝粉末及其制造方法
⒍α-氧化铝及其制造方法
⒎α-氧化铝粒料的制备方法
⒏α-氧化铝纳米粉的制备方法
⒐α-氧化铝细粉及其制造方法
⒑α一氧化铝粉末的制造方法
⒒β-氧化铝的制备方法
⒓γ-氧化铝的制备方法
⒔θ-氧化铝就地涂覆的整体式催化剂载体
⒕拜尔法联合生产氧化铝和铝酸钙水泥的方法
⒖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
主要作用
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媒介物
氧化铝粉末常用作色层分析的媒介物。
制造强化玻璃
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39~41g/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。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。
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,获得偏铝酸钠溶液;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”.
α型氧化铝
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
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。
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+2C ——————→ 2Al+CO₂↑+CO↑ ⑴
阳极 960~990℃阴极
副反应:AlF₃+C→Al+CF₃ ⑵
3NaFAlF₃+C →Al+NaF+CF₄+F₂ ⑶
NaF+C → Na+CF₄ ⑷
β型氧化铝
还有一种β-Al₂O₃,它有离子传导能力(允许Na通过),以β-铝矾土为电解质制成钠-硫蓄电池。由于这种蓄电池单位重量的蓄电量大,能进行大电流放电,因而具有广阔的应用前景。这种电池负极为熔融钠,正极为多硫化钠(Na₂Sx),电解质为β-铝矾土(钠离子导体)
这种蓄电池使用温度范围可达620~680K,其蓄电量为铅蓄电池蓄电量的3~5倍。用β-Al₂O₃陶瓷做电解食盐水的隔膜生产烧碱,有产品纯度高,公害小的特点。
磨料氧化铝
氧化铝适用于多种干湿处理工艺,可将任何工件的粗糙表面打磨精细,
是最经济实惠的磨料之一。这种尖锐有菱角的人工合成磨料具有仅次于金刚石的硬度,尤其适合对铁质污染有严格要求时使用。用于最粗糙的切割,也可制成卵石形对尺寸精密的工件进行处理,来达到极低的粗糙度。由于它的高密度、尖锐、菱 角结构,因此它是目前最快速的切割磨料之一。
氧化铝通过电熔高质矾土矿来制造棕刚玉的,而高质铝酸盐用来生产粉刚玉和白刚玉。它们的天然晶体结构使其硬度高,切割性能快。同时它们经常用作固结磨具和涂附磨具的原料。
氧化铝可多次循环利用,循环次数和材料等级及具体工艺过程有关,大多数标准磨料喷砂设备均可使用。
适用工业范围:航空航天业、汽车业、消费品加工、铸造/压铸、OEM分销商、半导体工业等不同领域。
适用工艺范围:表面电镀、油漆,上釉和涂装聚四氟乙烯前的预处理;铝和合金制品去毛刺,去锅垢;模具清理;金属喷砂前预处理;干磨和湿磨;精密光学折射;矿物质,金属,玻璃和晶体的研磨;玻璃雕刻和油漆添加剂。
活性氧化铝
技术指标
活性氧化铝外观:活性氧化铝为白色球状多孔性颗粒,粒度均匀,表面光滑,机械强度大,吸湿性强,吸水后不胀不裂保持原状,无毒、无臭、不溶于水、乙醇,对氟有很强的吸附性,主要用于高氟地区饮用水的除氟。
活性氧化铝对气体、水蒸气和某些液体的水分有选择吸附本领。吸附饱和后可在约175-315℃加热除去水而复活。吸附和复活可进行多次。除用作干燥剂外,还可从污染的氧、氢、二氧化碳、天然气等中吸附润滑油的蒸气。并可用作催化剂和催化剂载体和色层分析载体。
活性氧化铝在一定的操作条件和再生条件下,该产品的干燥深度高达露点温度-70度以下。
适用情况
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本产品可用作高氟饮水的除氟剂(除氟容量大)、烷基苯生产中循环烷烃的脱氟剂、变压器油的脱酸再生剂、用作制氧工业、纺织工业、电子行业气体干燥,自动化仪表风的干燥以及在化肥、石油化工干燥等行业作干燥剂、净化剂(露点可达-40度)、在空分行业变压吸附露点可达-55度。是一种微量水深度干燥的高效干燥剂。非常适用于无热再生装置。
⒈ 纳米氧化铝浆料XZ-L14外观白色粉末。
⒉ 纳米氧化铝XZ-L14晶相&alpha相。
⒊ 纳米氧化铝XZ-L14含量% 大于999%。
⒋ 纳米氧化铝XZ-L14平均粒度(nm) 20±5。
企业发展
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概括
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的动向,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。
贸易
据调研,国内氧化铝进口量同比维持高位,主要受到进口氧化铝价格下跌影响。据统计,澳大利亚作为国内氧化铝进口主要来源国,其氧化铝FOB均价在6月下跌7美元/吨至312美元/吨,而进入7月之后,澳大利亚氧化铝FOB下跌至305美元/吨,而至连云港氧化铝CFR价格也跌至328美元/吨。
制作工艺
如果我们在生产过程中要减少氧化铝消耗,那么就必须注意下面的技巧方法:
⒈控制好氧化铝粒度不应过细,最好是砂状氧化铝,下料时阳极上封料要减少飞扬,加工时应关好窗户;
⒉换阳极时旧极上的料要扒净,残极上的氧化铝要清理干净;
⒊控制好沉淀,防止沉淀过多和沉淀变硬;
⒋生产过程中如果用到夹子,最好选用耐强酸碱的PP全塑料夹子,避免夹子腐蚀氧化造成污染。
产品参数
方程式:Al₂O₃
熔点:2050℃
99995%高纯氧化铝系列主要用于LED人造蓝宝石晶体,高级陶瓷,PDP荧光粉及一些高性能材料。作为蓝宝石晶体原料,根据不同的要求可提供粉体,颗粒,块状或者柱状等类型。
9999%高纯氧化铝系列主要用于高压钠灯,新型发光材料,特殊陶瓷,高级涂层,三基色,催化剂及一些高性能材料。
以下是作为粉体的技术指标:
牌号

晶型

纯度
(%)≥

粒径
d50(μm)

比表面(m2/g)

松装密度(g/cm3)

杂质
(ppm)≤
k

Na

Ca

Mg

Fe

Si

Ti

Cu
4N5G

γ-Al₂O₃

99995

35-45

70-120

060-070

2

10

3

1

3

10

1

1
4N5A

α-Al₂O₃

99995

45-55

2-10

075-085

2

10

3

1

3

10

1

1
4NG

γ- Al₂O₃

9999

01-06

≥100

010-018

3

6

8

2

5

15

2

3
4NA

α- Al₂O₃

9999

04-08

≥5

025-032

3

5

7

2

5

15

2

3
气相法三氧化二铝
气相法三氧化二铝是采用气相法二氧化硅类似气相法工艺制得的BET表面积为100±15粒径为13纳米的三氧化二铝。CAS NO:1344-28-1。