《轻金属冶金学》求取 ⇩

1绪论1

1.1 轻金属及其主要物理化学性质1

1.2 轻金属的应用1

1.2.1 铝及铝合金的应用1

1.2.2 镁及镁合金的应用2

1.2.3 其它轻金属的应用3

1.3 轻金属冶金工业的建立和发展(以铝为例)3

1.3.1 国外铝工业的建立和发展3

1.3.2 我国铝工业的建立和发展5

2铝矿石及氧化铝生产方法概述8

2.1 铝矿石8

2.2 铝土矿8

2.2.1 铝土矿的矿物成分和化学成分8

2.2.2 铝土矿结构9

2.2.3 铝土矿的标准9

2.2.4 我国铝土矿资源的特点和国外铝土矿10

2.3.1 明矾石矿11

2.3 其它铝矿资源11

2.3.2 霞石矿12

2.3.3 高岭土及粘土12

2.4 氧化铝的生产方法概述12

2.4.1 电解炼铝对氧化铝质量的要求12

2.4.2 氧化铝生产方法14

3氧化铝和铝酸钠溶液的性质16

3.1 无水氧化铝及含水氧化铝16

3.1.1 无水氧化铝16

3.1.2 含水氧化铝(氧化铝水合物)16

3.2 铝酸钠溶液的性质17

3.2.1 铝酸钠溶液的组成17

3.2.2 Na2O-Al2O3-H2O系18

3.2.3 铝酸钠溶液的稳定性23

3.2.4 铝酸钠溶液的物理化学性质24

3.2.5 铝酸钠溶液的结构27

4.1 拜耳法的原理及基本流程29

4.1.1 拜耳法原理29

4拜耳法生产氧化铝29

4.1.2 拜耳法基本流程32

4.2 铝土矿溶出34

4.2.1 铝土矿溶出基本流程34

4.2.2 铝土矿溶出过程的化学反应38

4.2.3 铝土矿的氧化铝溶出率及碱损失量的计算42

4.2.4 影响铝土矿溶出过程的因素43

4.2.5 原矿浆的配料计算47

4.3.1 赤泥浆稀释与赤泥分离及洗涤基本流程48

4.3 赤泥浆稀释与赤泥分离及洗涤48

4.3.2 赤泥浆稀释的意义50

4.3.3 拜耳法赤泥沉降及压缩的性能51

4.3.4 影响拜耳法赤泥沉降和压缩性能的因素52

4.4 铝酸钠溶液晶种分解53

4.4.1 铝酸钠溶液晶种分解基本流程53

4.4.2 铝酸钠溶液分解过程的机理55

4.4.3 种分分解率、分解槽产能及氢氧化铝质量56

4.4.4 影响晶种分解过程的主要因素57

4.5.1 氢氧化铝煅烧基本流程60

4.5 氢氧化铝煅烧60

4.5.2 氢氧化铝煅烧过程62

4.5.3 氢氧化铝在煅烧过程中的变化63

4.6 种分母液蒸发64

4.6.1 种分母液蒸发流程64

4.6.2 种分母液蒸发的意义65

4.6.3 母液的杂质在蒸发过程中的行为66

4.7 一水碳酸钠苛化回收67

4.7.1 一水碳酸钠苛化方法67

4.7.2 石灰苛化法的碳酸钠苛化率68

5碱石灰烧结法生产氧化铝70

5.1 碱石灰烧结法的原理及基本流程70

5.1.1 碱石灰烧结法的原理70

5.1.2 碱石灰烧结法基本流程70

5.2 生料烧结72

5.2.1 生料烧结流程72

5.2.2 生料烧结的化学反应73

5.2.3 生料烧结过程76

5.2.4 熟料质量及烧结温度范围77

5.2.5 生料掺煤脱硫78

5.2.6 生料配方79

5.2.7 影响熟料质量的主要因素80

5.3 熟料溶出81

5.3.1 熟料溶出流程81

5.3.2 熟料净溶出率及赤泥附液损失82

5.3.3 熟料溶出的主要反应83

5.3.4 熟料溶出的二次反应84

5.3.5 影响二次反应的因素85

5.4 铝酸钠溶液脱硅87

5.4.1 铝酸钠溶液脱硅流程87

5.4.2 铝酸钠溶液压煮脱硅过程88

5.4.3 铝酸钠溶液常压添加石灰脱硅过程90

5.4.4 从水化石榴石中回收氧化铝92

5.5 铝酸钠溶液碳酸化分解93

5.5.1 铝酸钠溶液碳酸化分解流程93

5.5.3 二氧化硅在碳酸化分解过程中的行为94

5.5.2 碳酸化分解的反应94

5.5.4 影响碳酸化分解的因素95

6联合法生产氧化铝99

6.1 并联法生产氧化铝99

6.1.1 并联法流程99

6.1.2 并联法的特点99

6.2 串联法生产氧化铝101

6.2.1 串联法流程101

6.2.2 串联法的特点101

6.3.1 混联法流程102

6.3 混联法生产氧化铝102

6.3.2 混联法的特点103

6.4 联合法流程的选择104

6.4.1 联合法流程合并的方案104

6.4.2 选择联合法流程应注意的问题105

7铝电解质体系106

7.1 有关的相图106

7.1.1 NaF-AlF3系相图106

7.1.3 Na3AlF3-AlF3-Al2O3系相图108

7.1.2 Na3AlF6-Al2O3系相图108

7.2.1 NaF/AlF3摩尔比与质量比之间的关系111

7.2.2 NaF/AlF3摩尔比与游离AlF3％(质量)之间的关系111

7.2 铝电解质酸度111

7.3 铝电解质的性质112

7.3.1 密度112

7.3.2 表面性质113

7.3.3 电导率115

7.3.4 粘度116

7.3.6 蒸气压117

7.3.5 迁移数117

7.4 铝电解质中的添加剂119

7.4.1 氟化钙119

7.4.2 氟化镁120

7.4.3 氟化锂122

7.4.4 氯化钠123

7.4.5 复合添加剂123

7.4.6 各种添加剂性能的比较124

8.1.1 电解机构的两种观点127

8铝电解机构127

8.1 冰晶石-氧化铝熔液结构127

8.1.2 冰晶石熔液的结构128

8.1.3 冰晶石-氧化铝熔液离子结构128

8.2 电极反应129

8.2.1 阳极过程129

8.2.2 阴极过程129

8.2.3 实际电解过程反应式129

9两极副反应131

9.1 阳极副反应131

9.1.1 阳极气体成分131

9.1.2 阳极过电压131

9.2 阳极效应132

9.2.1 阳极效应现象132

9.2.2 临界电流密度133

9.2.3 阳极效应发生机理134

9.3.1 铝的溶解本性135

9.3 阴极副反应135

9.3.2 铝的溶解度137

9.3.3 工业铝电解槽中的铝损失139

9.3.4 钠的析出140

9.3.5 碳化铝生成142

10铝电解槽电流效率及电能效率144

10.1 概述144

10.1.1 电流效率的概念及测定144

10.1.2 电能消耗率和电能效率147

10.2 影响电流效率的因素148

10.2.1 电流效率降低的原因148

10.2.2 电流效率与各种因素的关系149

10.3 降低电能消耗的途径153

10.3.1 电解槽的电耗分配153

10.3.2 电解槽电压平衡153

10.3.3 降低电能消耗154

11.2 铝电解槽的发展157

11.1 铝电解生产流程157

11铝电解流程及铝电解槽157

11.3 铝电解槽结构160

11.3.1 预焙阳极电解槽160

11.3.2 自焙阳极电解槽161

11.3.3 各种槽型的比较163

12.1.1 施工前的准备和要求165

12.1.2 新系列铝电解槽的安装165

12.1 铝电解槽的安装165

12铝电解槽的安装、焙烧和启动165

12.1.3 大修理电解槽的安装168

12.2 铝电解槽的焙烧169

12.2.1 新建系列电解槽的焙烧目的及原理169

12.2.2 新系列自焙槽的焙烧169

12.2.3 预焙槽的焙烧172

12.2.4 大修理后电解槽的焙烧175

12.3 铝电解槽的启动175

12.3.3 液法启动176

12.3.2 干法启动176

12.3.1 准备启动(清槽、装料)176

12.3.4 启动后期177

13铝电解槽的正常生产180

13.1 正常生产电解槽的特征180

13.2 铝电解槽正常生产保持的技术条件180

13.2.1 槽电压180

13.2.2 极距180

13.2.3 电解温度180

13.2.4 电解质成分180

13.2.5 电解质水平和铝液水平181

13.2.6 阳极效应系数181

13.3 铝电解槽的操作182

13.3.1 加料182

13.3.2 阳极操作183

13.3.3 出铝186

13.3.4 电解质成分的调整186

13.4.1 铝中杂质191

13.4 铝液之净化与铸锭191

13.4.2 原铝净化192

13.4.3 原铝配料194

13.4.4 原铝混合炉194

13.4.5 其它炉型195

13.4.6 铝的铸锭195

14.2.1 槽电压的控制200

14.2 计算机的控制动作200

14.1 计算机控制电解槽的原理及应用200

14电子计算机在电解槽上的应用200

14.2.2 自动预报效应和熄灭效应201

14.2.3 加料控制201

14.2.4 异常槽的判断和报警201

14.2.5 收集数据、编制打印报表202

14.3 实例202

14.3.1 计算机控制项目202

14.3.2 现场操作者与计算机间的日常联系203

15.1.2 电解槽槽体结构选择计算204

15.1.1 阳极结构参数的选择与计算204

15铝电解槽计算204

15.1 铝电解槽结构计算204

15.1.3 阴极结构参数的选择及计算206

15.1.4 铝电解槽导电部件的选择与计算206

15.2 铝电解槽电压平衡计算207

15.2.1 阳极部分207

15.2.2 电解质电压降209

15.2.3 阴极部分电压降209

15.2.4 阳极效应分摊电压210

15.2.5 连接母线压降211

16镁冶金概述212

16.1 镁冶金工业发展史212

16.2 镁生产工艺流程212

16.2.1 熔融盐电解法212

16.3.2 白云石215

16.3.4 海水、盐湖水215

16.3.3 光卤石215

16.3 镁矿石及其它含镁资源215

16.3.1 菱镁矿215

17镁生产原料准备217

17.1 氯化镁脱水217

17.2 光卤石脱水219

17.2.1 光卤石第一阶段脱水219

17.2.2 光卤石第二阶段脱水221

17.3 铵光卤石脱水222

17.3.2 铵光卤石脱水生产工艺223

17.3.1 铵光卤石脱水反应223

17.4 氧化镁氯化制取无水氯化镁225

17.4.1 氯化过程的理论基础225

17.4.2 炉料制备227

17.4.3 氯化炉229

17.4.4 氯化炉内的氯化过程230

18电解法炼镁233

18.1 镁电解质的组成及其物理化学性质233

18.1.1 镁电解质的物理化学性质233

18.1.2 镁和氯在电解质中的溶解度及镁电解质组成240

18.2.1 镁电解质的分解电压241

18.2 镁电解的基本原理241

18.2.2 氯化镁熔体结构242

18.2.3 镁电解两极反应243

18.3 镁电解槽244

18.3.1 有隔板镁电解槽244

18.3.2 无隔板镁电解槽246

18.3.3 各种类型镁电解槽的比较247

18.4.2 镁的电流效率248

18.4 镁电解的电流效率与电能效率248

18.4.1 镁和氯的电化当量248

18.4.3 镁的电能消耗249

18.4.4 工艺条件对镁电流效率的影响250

18.4.5 降低镁电解电能消耗的分析253

18.5 镁电解工艺254

18.5.1 电解槽安装254

18.5.2 电解槽启动254

18.5.3 电解槽操作255

18.5.4 镁电解的改进257

19硅热法还原制镁259

19.1 热还原法炼镁的发展259

19.2 硅热法炼镁的理论基础260

19.2.1 硅热法炼镁的热力学原理260

19.2.2 氧化镁还原过程的平衡蒸气压及镁蒸气的冷凝262

19.3.1 硅热法炼镁的工艺流程263

19.3.2 各种因素对生产技术指标的影响263

19.3 硅热还原法的生产工艺263

19.3.3 外热式还原法(皮江法)266

19.3.4 内热式还原法(玛格尼法)268

19.4 镁的精炼270

19.4.1 熔剂精炼法271

19.4.2 升华精炼273

19.5 镁锭的表面处理274

19.5.1 重铬酸盐镀膜274

19.5.2 阳极氧化274

参考文献275