中等专业学校教学用书 轻金属冶炼 第1册（氧化铝）PDF电子书下载

前言 11

第一章 铝的性质及其应用范围 13

1.铝及其台金的性质 13

2.铝及其合金的应用范围 13

3.苏联的铝和氧化铝生产发展史 14

第二章 铝矿石 17

1.含铝的矿物 17

2.铝矾土及其成因 18

3.苏联的铝矾土 19

4.铝矾土的标准 21

5.外国的铝矾土矿床 22

6.霞石、霞石正长岩 24

7.明矾石 24

8.粘土、煤灰 25

9.氧化铝生产用各种原料的比较 25

第三章 铝及其伴生元素的化合物 27

1.无水氧化铝及含水氧化铝的性质 27

2.钠和钾的铝酸盐；铝酸盐溶液 29

3.钙的铝酸盐 30

4.铝酸盐溶液的性质 31

5.Na2O-Al2O3-H2O系 34

6.铝酸盐溶液的安定性 36

7.硅酸钠；铝硅酸钠 39

8.硅酸二钙 40

9.跌酸钠 41

第四章 氧化铝生产方法的一般概念 42

1.电解炼铝法及其对氧化铝质量的要求 42

2.氧化铝生产的主要方法 44

第五章 原料的准备 46

一、固体物料的破碎 46

1.作业的目的 46

2.破碎比的概念 46

3.颚式破碎机 47

4.圆锥破碎机 48

5.对滚破碎机 50

6.鎚式破碎机 51

7.球磨机工作的理论基础；球磨机的各种类型 53

8.湿式球磨机；分级机 56

9.棒磨机 59

10.多仓管磨机 61

11.破碎粉磨机组的维护 62

二、物料的配合与混合 63

1.配合与混合作业的目的 63

2.固体和液体容量配合的装置 64

3.重量配料器 66

4.混合设备 67

三、原料准备的概略设备系统 68

1.原料仓和破碎设备 68

2.烧结所用生料的配料、磨碎和混合的概略系统 72

第六章 拜耳法 76

一、拜耳法概论 76

1.简史 76

2.拜耳法的一般工艺流程 76

3.从Na2O-Al2O3-H2O系的平衡状态看拜耳法 79

4.Na2O-Al2O3-H2O系中浸出和搅拌分解过程的速度 82

5.硅和钛的化合物在拜耳法中的作用；氧化铝的化学实收率及硷的单位消耗量 83

6.铁的化合物以及“微量杂质”（钒及其它）在拜耳法中的作用 85

7.碳酸化合物的作用；碳酸化合物的去苛性化作用 86

8.有机化合物的作用 86

9.杂质的积累和由过程中排除杂质的机理 87

10.拜耳法中主要技术经济指标的概念；氧化铝浸出率、硷的单位消耗量、循环效率 89

二、拜耳法中的原料制备 92

三、拜耳法铝矾土分解作业的化工原理 93

1.拜耳法铝矾土的浸出——硷溶液中氧化铝的饱和过程；浸出速度的概念 93

2.铝矾土浸出的计算公式 94

3.铝酸钠溶液最小（平衡）苛性化系数和最适宜的（实际的）苛性化系数的概念 96

4.影响铝矾土分解速度和分解时间的因素 97

5.铝矾土的可溶性；影响可溶性的因素 99

6.铝矾土的破碎比和预先焙烧在浸出时的作用 100

7.石灰在铝矾土浸出时的作用 101

8.氧化硅在铝矾土浸出过程中的性状 102

9.鉴定铝矾土可溶性的工艺试验 103

10.不同产地铝矾土的浸出实例 104

四、拜耳法中铝矾土蒸煮作业及压煮矿浆稀释作业的工艺设备配置 105

1.铝矾土蒸煮作业和压煮矿浆稀释作业的主要设备系统 105

2.压煮器的作用原理 107

3.压煮器的构造；加热压煮器用的蒸汽消耗量的计算 108

4.压煮矿浆的卸出和冷却；自蒸发器的构造 111

5.压煮作业的热工计算 112

6.连续浸出的压煮设备；外预热器的构造和计算 115

7.压煮作业中蒸汽的消耗量及减少消耗的方法 117

8.压煮设备的生产能力 118

9.铝矾土浸出作业的生产控制 119

五、铝酸钠溶液与赤泥的分离 120

1.作业的目的和设备的配置 120

2.赤泥的沉降性；影响沉降性的因素 121

3.浓缩的构造 123

4.赤泥在沉降槽系统中的逆流洗涤 125

5.浓缩槽的操作；其操作中的故障 126

6.卧式离心分离机 127

7.框式压滤机 128

8.加压叶滤机 130

六、铝酸钠溶液搅拌分解作业的化工原理 131

1.拜耳法过程中铝酸钠溶液分解作业的意义；对氢氧化铝和母液的要求 131

2.搅拌分解过程的原理；种子的作用 132

3.搅拌分解的氧化铝理论实收率和实际实收率的概念 133

4.影响溶液分解速度和所得氢氧化铝粒度的因素 134

5.氢氧化铝的纯度 140

七、铝酸钠溶液搅拌分解作业的设备与工艺配置 141

1.搅拌分解处理阶段的主要设备系统 141

2.连续式和间歇式搅拌分解法的特点 142

3.搅拌分解铝酸钠溶液用的设备装置 143

4.氢氧化铝的分级 144

5.氢氧化铝的浓缩和洗滌 145

6.搅拌分解处理阶段的生产检查 146

八、氢氧化铝的过滤；真空过滤机的构造和操作 147

1.真空过滤机的作用原理和装置系统 147

2.外滤式（转筒、盘式）真空过滤机 148

3.内滤式转筒真空过滤机 152

4.浓缩过滤机 153

5.过滤机的生产能力 154

九、母液的蒸发及苏打的苛性化 156

1.作业的意义；水、苏打和有机化合物的流转物料平衡 156

2.蒸发母液时苏打和有机化合物的性状 157

3.真空蒸发原理；蒸汽的一次和多次利用 158

4.蒸发器的构造 161

5.苏打与返回液的分离及其苛性化 163

十、氢氧化铝的焙烧 164

1.氢氧化铝与煆烧的关系；焙烧的良好温度 164

2.焙烧处理的工艺设备流程 166

3.回转窑的装置 167

4.焙烧窑燃烧部分的设备 170

5.焙烧氧化铝的风动运输 172

6.氧化铝焙烧窑气体的除尘 173

十一、浸出铝矾土的苏打-石灰流程 178

1.流程的实质 178

2.Na2O-CaO-Al2O3-CO2-H2O系平衡状态图 179

3.从Na2O-CaO-Al2O3-CO2-H2O系平衡状态图看苏打-石灰方案 180

4.苏打-石灰浸出铝矾土流程的应用范围 181

第七章 烧结法 183

一、烧结法的一般特性 183

1.烧结法的基本原理及其发展史 183

2.处理铝矾土时烧结法的一般工艺流程 184

3.处理霞石原料的烧结法的一般工艺流程 187

二、铝酸钠生料（铝矾土生料、霞石生料等）烧结时熟料形成的机理 190

1.生料烧结时熔体的结晶和在固体状态下的反应作用 190

2.固体状态下相互作用 190

3.熔体的结晶过程 192

4.多孔性熟料、近熔熟料及熔融熟料的组成机理 199

5.回转窑内结圈和结壁的机理；烧成和软化温度范围的概念 200

6.铝酸钠生料烧结过程中所发生变化的研究方法 201

三、铝矾上与苏打和石灰石烧结作业的化工原理 202

1.生料的组成部分与加热的关系 202

2.烧结时Al2O3-Fe2O3-SiO2-Na2CO3系的相互作用Al2O3与Na2CO3之间的相互作用 203

3.无石灰的苏打铝矾土生料 207

4.烧结时Al2O3-Fe2O3-SiO2-CaO系的相互作用 208

5.化学计量饱和的苏打石灰铝矾土生料 210

6.含低量苏打的苏打石灰铝矾土生料（常饱和生料） 212

7.烧结时影响生料性状和熟料质量的因素 213

8.烧结用各种类型生料的比较 217

四、霞石加石灰石烧结作业的化工原理 217

1.Al2O3-K2CO3系的相互作用 217

2.在高温区域内霞石与CaCO3之间的相互作用 218

3.烧结时温度对霞石生料与所得熟料质量的影响 219

4.烧结延续时间、原始物料的磨细粒度与数量比以及其中存在的杂质对霞石生料烧结过程的影响 221

五、烧结作业的工艺设备配置 223

1.粉状物料热处理的设备 223

2.烧结生料回转窑的类型及其装置的特点 227

3.回转窑的迸料 228

4.煤粉的燃烧 229

5.窑气的除尘；湿式洗滌塔及电收尘器的装置 230

6.铝矾土与霞石生料烧结窑内温度带的划分 231

六、烧结回转窑的热平衡 232

1.制定回转窑热平衡的目的 232

2.烧结回转窑内的热收入和支出的主要项目；烧结时理论热支出的概念 233

3.生料分解的挥发物数量的计算；烧结生料时发生之化学反应的定量计算 234

4.燃料燃烧产物数量与组成的计算 235

5.烧结回转窑的热平衡计算示例 237

七、烧结回转窑的照应 240

1.开窑及停窑 240

2.生料烧结作业工艺过程的管理；生产检查 241

3.窑在运转中的故障和事故；预防和排除故障和事故的措施 244

4.影响燃料消耗量及烧结窑生产量的因素 246

5.回转窑操作的自动调整问题 247

八、生料烧结的标准装置示例 248

1.生料烧结装置的标准流程（铝矾土生料或霞石生料 248

2.生料（铝矾土生料和霞石生料）烧结时流转物料的概略特性 249

九、熟料的破碎及粉碎 251

十、熟料浸出作业的化工原理 252

1.浸出时钠、钾的铝酸盐与铁酸盐的性状 252

2.浸出时硅酸二钙的性状；氧化硅迸入铝酸钠溶液中的根源 252

3.硅酸二钙及铝酸钠共存于熟料中时的性状 254

4.熟料浸出时有用组份一次损失与二次损失的概念 256

5.浸出熟料时影响二次损失发展的因素 256

6.熟料浸出的最适宜条件 257

十一、熟料浸出作业的设备工艺配置 258

1.在搅拌槽内细碎熟料的浸出 258

2.与湿磨同时进行的熟料浸出 259

3.细碎熟料浸出时赤泥与溶液的分离 260

4.以连续法浸出熟料；渗滤器及其构造 260

5.熟料浸出及溶液与赤泥分离方法的比较 265

十二、铝酸钠溶液的脱硅作业 267

1.脱硅作业的实质 267

2.无化学添加物的铝酸钠溶液的脱硅 268

3.有化学添加物时的脱硅 269

4.于压煮器内和在大气压下的脱硅 270

十三、熟料浸出及铝酸钠溶液脱硅的标准装置范例 271

1.细磨熟料的浸出 271

2.块状熟料的浸出 273

3.铝酸钠溶液于压煮器内的脱硅 273

4.湿法处理熟料时流转物料的概略性能 275

十四、铝酸钠溶液的碳酸化分解 277

1.碳酸化法的实质 277

2.影响碳酸化产品质量的因素 279

3.氧化铝生产用的碳酸化法 281

4.碳酸化分解槽，槽的构造与操作 283

5.供给碳酸化分解槽的二氧化碳的来源；透平鼓风机的构造 284

6.氢氧化铝的分离与洗涤 285

7.碳酸化作业的热平衡 285

8.碳酸化分解时热蒸汽的消耗量及水的平衡 286

9.铝酸钠溶液碳酸化分解用的标准设备示例 288

十五、由母液再生苏打 288

十六、用硫酸钠代替烧结过程中的苏打 290

第八章 拜耳烧结联合法 293

一、平行方案 293

1.平行方案的实质 295

2.联合法平行方案二系统对比的计算 295

二、串联方案 296

1.串联方案的实质 296

2.联合法串联方案二系统对比的计算 298

第九章 硷法明矾石制氧化铝 300

第十章 用高岭土、粘土、煤灰及其他铝硅酸盐制取氧化铝 304

1.高岭土、粘土、煤灰是制取氧化铝的原料 304

2.石灰石烧结法 305

3.酸法 309

第十一章 库兹湼佐夫——茹科夫斯基熔渣法生产氧化铝 312

1.本法的实质 312

2.本法的设备和工艺流程 312

第十二章 生产技术检查方法概论 315

1.技术检查的任务 315

2.正确取样的意义；平均试样与一次试样 315

3.取样的自动化 316

4.物料的筛析 317

5.浆液固液比的测定 318

6.物料体积和重量的测定；气体速度的测定 318

7.气体的分析；自动气体分析器 321

8.气体含尘率的测定 322

9.控制和计算的自动化 323

10.自动调整 327

第十三章 氧化铝车间的安全技术 333

1.车间行政在劳动保护工作中的作用 333

2.企业安全技术总则 333

3.各个工段的安全技术规则 335

第十四章 生产组织 337

1.生产组织的任务 337

2.氧化铝车间生产管理组织 337

3.氧化铝工业生产车间内部的组织系统；各工段间的相互关系 338

4.技术定额 338

5.生产计划 340

6.技术表报 341

7.技术检查的组织 342

8.修理作业组织 344

9.氧化铝车间的工资制度 344

10.生产过程的自动化 346

11.生产成本及赢利 346

第十五章 课程设计及毕业设计概论 351

一、在方法上的主要指示 351

1.生产方法的选择 351

2.车间生产能力及车间配置的根据 351

3.过程的物料平衡计算 352

4.热工计算 354

5.车间主要设备型式选定的根据 354

6.辅助设备型式选定的根据 355

7.安装设备尺寸及数量的根据；设备的机械计算 356

8.设备配置；设计的建筑部分 357

9.产品成本的设计核算及投资计算 358

二、氧化铝生产中物料平衡的计算方法 358

1.拜耳法 358

2.烧结法 374

附录 385

设计参考资料 385

1.标准设备的规格；设备能力的计算公式 385

2.热效应 391

3.某些化合物、物料及溶液的热容量 394

4.某些溶液的蒸汽压及沸点 398

5.溶液比重 399

6.某些化合物的溶解度 400

7.计算燃料燃烧过程的参考资料 402

8.通过器壁的热损失 403

9.加压操作圆柱形钢容器的机械计算 404

10.饱和水蒸汽表 405