氧化铝型材的制造工艺研究论文

用化学置换的办法很艰难,因为铝的活性太强.所以才会出现铝碗比银碗更高贵的历史.现在工业使用的就一种,电解铝的办法.以氧化铝熔融状态下进行电解,但氧化铝的熔点非常高,要两三千度.就会在里面加一种叫萤石的物质来降低成为液态的温度,只要一千度了,原理相当于液态的萤石溶解了还是固态的氧化铝.萤石的化学成为是氟化钙。工业炼铝：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。全面介绍如下：《铝的生产加工》铝在生产过程中有四个环节构成一个完整的产业链：铝矿石开采－氧化铝制取－电解铝冶炼－铝加工生产。 一般而言，两吨铝矿石生产一吨氧化铝；两吨氧化铝生产一吨电解铝。 （一）氧化铝的生产方法 迄今为止，已经提出了很多从铝矿石或其它含铝原料中提取氧化铝的方法。由于技术和经济方面的原因，有些方法已被淘汰，有些还处于试验研究阶段。已提出的氧化铝生产方法可归纳为四类，即碱法、酸法、酸碱联合法与热法。目前用于大规模工业生产的只有碱法。 铝土矿是世界上最重要的铝矿资源，其次是明矾石、霞石、粘土等。目前世界氧化铝工业，除俄罗斯利用霞石生产部分氧化铝外，几乎世界上所有的氧化铝都是用铝土矿为原料生产的。 铝土矿是一种主要由三水铝石、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。 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。其中镓在铝土矿中含量虽少，但在氧化铝生产过程中会逐渐 在循环母液中积累，从而可以有效地回收，成为生产镓的主要来源。 衡量铝土矿优劣的主要指标之一是铝土矿中氧化铝含量和氧化硅含量的比值，俗称铝硅比。 用碱法生产氧化铝时，是用碱（NaOH或Na2CO3）处理铝矿石，使矿石中的氧化铝转变成铝酸钠溶液。矿石中的铁、钛等杂质和绝大部分的硅则成为不溶 解的化合物。将不溶解的残渣（赤泥）与溶液分离，经洗涤后弃去或进行综合处理，以回收其中的有用组分。纯净的铝酸钠溶液即可分解析出氢氧化铝，经分离、洗 涤后进行煅烧，便获得氧化铝产品。分解母液则循环使用来处理另一批矿石。碱法生产氧化铝有拜耳法、烧结法以及拜耳--烧结联合法等多种流程。 拜耳法是由奥地利化学家拜耳（K·J·Bayer）于1889～1892年发明的一种从铝土矿中提取氧化铝的方法。一百多年来在工艺技术方面已经有了 许多改进，但基本原理并未发生变化。为纪念拜耳这一伟大贡献，该方法一直沿用拜耳法这一名称。 拜耳法包括两个主要过程。首 先是在一定条件下氧化铝自铝土矿中的溶出（氧化铝工业习惯使用的术语，即浸出。以下同）过程，然后是氢氧化铝自过饱和的铝酸钠溶中水解析出的过程，这就是 拜耳提出的两项专利。拜耳法的实质就是以湿法冶金的方法，从铝土矿中提取氧化铝。在拜耳法氧化铝生产过程中，含硅矿物会引起Al2O3和Na2O的损失。 在拜耳法流程中，铝土矿经破碎后，和石灰、循环母液一起进入湿磨，制成合格矿浆。矿浆经预脱硅之后预热至溶出温度进行溶出。 溶出后的矿浆再经过自蒸发降温后进入稀释及赤泥（溶出后的固相残渣）的沉降分离工序。自蒸发过程产生的二次汽用于矿浆的前期预热。沉降分离后，赤泥经洗涤 进入赤泥堆场，而分离出的粗液（含有固体浮游物的铝酸钠溶液，以下同）送往叶滤。粗液通过叶滤除去绝大部分浮游物后称为精液。精液进入分解工序经晶种分解 得到氢氧化铝。分解出的氢氧化铝经分级和分离洗涤后，一部分作为晶种返回晶种分解工序，另一部分经焙烧得到氧化铝产品。晶种分解后分离出的分解母液经蒸发 返回溶出工序，形成闭路循环。氢氧化铝经焙烧后得到氧化铝。 不同类型的铝土矿所需要的溶出条件差别很大。三水铝石型铝土矿 在105℃的条件下就可以较好地溶出，一水软铝石型铝土矿在200℃的溶出温度下就可以有较快的溶出速度，而一水硬铝石型铝土矿必须在高于240℃的温度 下进行溶出，其典型的工业溶出温度为260℃。溶出时间不低于60分钟。 拜耳法用于处理高铝硅比的铝土矿，流程简单，产品 质量高，其经济效果远比其它方法为好。用于处理易溶出的三水铝石型铝土矿时，优点更是突出。目前，全世界生产的氧化铝和氢氧化铝，90%以上是用拜耳法生 产的。由于中国铝土矿资源的特殊性，目前中国大约50%的氧化铝是由拜耳法生产的。 将拜耳法和烧结法二者联合起来的流程称 之为联合法生产工艺流程。联合法又可分为并联联合法、串联联合法与混联联合法。采用什么方法生产氧化铝，主要是由铝土矿的品位（即矿石的铝硅比）来决定 的。从一般技术和经济的观点看，矿石铝硅比为3左右通常选用烧结法；铝硅比高于10的矿石可以采用拜耳法；当铝土矿的品位处于二者之间时，可采用联合法处 理，以充分发挥拜耳法和烧结法各自的优点，达到较好的技术经济指标。 目前全球氧化铝年产量在5500万吨左右，我国的氧化铝产量约为680万吨。 （二）原铝、铝合金及铝材的生产方法 目前工业生产原铝的唯一方法是霍尔－埃鲁铝电解法。由美国的霍尔和法国的埃鲁于1886年发明。霍尔－埃鲁铝电解法是以氧化铝为原料、冰晶石 （Na3AlF6）为熔剂组成的电解质，在950－970℃的条件下通过电解的方法使电解质熔体中的氧化铝分解为铝和氧，铝在碳阴极以液相形式析出，氧在 碳阳极上以二氧化碳气体的形式逸出。每生产一吨原铝，可产生吨的二氧化碳，综合耗电在15000kwh左右。 工业铝电解槽大体上可以分为侧插阳极自焙槽、上插阳极自焙槽和预焙阳极槽三类。由于自焙槽技术在电解过程中电耗高、并且不利于对环境的保护，所以自焙槽技术正在被逐渐淘汰。目前全球原铝年产量约为2800万吨，我国的原铝年产量约为700万吨。 必要时可以对电解得到的原铝进行精炼得到高纯铝。目前的铝合金生产方法主要以熔配法为主。由于铝及其合金具有优良的可加工性能，所以通过锻、铸、轧、冲、压等方法生产板、带、箔、管、线等型材。

（1）添加剂自身或与基体反应生成液相：氧化 铝 是 玻 璃 的 中 间体，在 许 多 玻 璃 中 都 具 有 一 定 的 溶 解 度，如MgO-Al2O3-SiO2(MAS), CaO-Al2O3-SiO2(CAS), Li2O-Al2O3 -SiO2 (LAS)系统。在这些玻璃相存在的情况下，可通过溶解－沉淀机理，促进氧化铝烧结。同时使氧化铝晶粒在长大过程中出现择优生长。在一个方向上具有较高的生长速率，形成棒晶。 （2）与基体氧化铝形成固溶体。 （3）与基体氧化铝通过固相反应生长出新的复合相。 其他因素 其它因素主要包括炉内气氛、烧结过程中是否加压等。早在 1962 年，Coble就讨论了不同气氛对烧结的影响。指出掺杂 质量含量为 的 Al2O3 在氢气和氧气中可烧结到理论密度，而在空气、氮气或氩气中不能。压力的存在有助于气孔的排空，促进样品的致密。同时，对于无压烧结的样品，气氛对氧化铝材料的密度也有重要影响，不同气氛下样品的晶粒大小，尺寸分布，晶粒的长径比等，都出现显著差异。氮气氛下烧结的样品，晶粒长径比更大，尺寸更小，粒度分布也更窄。陶瓷的制备过程，有着复杂的作用机理和影响方式，制备过程中每一个步骤都可能极大的影响到烧结和显微结构。因此控制好制备过程中的工艺参数，或者通过引进和研发新的工艺方法以获得理想结果，一直是材料工作者努力的方向。 微晶氧化铝陶瓷在各行业的应用现状 微晶氧化铝陶瓷具有高强度、高硬度、耐磨损、耐腐蚀、耐高温及高绝缘、低介电损耗、电性能稳定等特性，是先进陶瓷材料中应用领域最广、用量最大、发展潜力最大的一种新型工业材料。全球范围内的能源紧张和生态环境保护意识的增强，促进了微晶氧化铝陶瓷快速发展。 微晶氧化铝陶瓷发展趋势 我国先进陶瓷材料经过50余年的发展，在新产品开发、产业化等方面显示出强劲的势头。氧化铝陶瓷作为先进陶瓷中应用最广的一种材料，伴随着整个行业的发展呈现以下发展趋势： （1）技术装备水平将快速提高：计算机技术和数字化控制技术的发展促进了先进陶瓷材料工业的技术进步和快速发展，诸如自动控制连续烧结窑炉、大功率大容量研磨设备、高性能制粉造粒设备、等净压成型设备等先进的成套设备有利地推动了行业整体水平的提高，同时在生产效率、产品质量等方面也都明显改善。 （2）产品质量水平不断提高：国内微晶氧化铝陶瓷制品从无到有，产业规模从小到大，产品质量从低到较高，经历了一个快速发展的历程。仅以作为研磨介质的氧化铝制品为例，其某些品种或规格的产品已经接近或达到进口产品先进水平，在许多领域已经能够全面替代价格较高的氧化锆产品并且随着制造技术的发展和近净尺寸成型、低温烧结及高效冷加工技术的不断成熟，微晶氧化铝陶瓷制品的质量将进一步提高。 （3）产业规模将迅速扩大：微晶氧化铝陶瓷制品作为其它行业或领域的基础材料，受着其它行业发展水平的影响和限制。从目前氧化铝陶瓷的应用情况看，应用范围越来越宽，用量越来越大。特别是在防磨工程和建筑陶瓷生产方面的用量增加将更为显著。 结束语 总之，微晶氧化铝陶瓷具有稳定的理化性能和十分优异的电性能，近年来在各个领域得到了较为广泛的应用。随着科学技术的发展、制造水平的提高，对氧化铝陶瓷性能也不断提出新的要求，在《中国高新技术产品目录》的高能功能陶瓷、结构陶瓷中，氧化铝陶瓷基片、铬氧化铝陶瓷、微晶氧化铝陶瓷耐磨材料以及其他以氧化铝为主要原料的各种陶瓷材料与制品均收录其中。氧化铝陶瓷新材料的研究、开发与应用将是今后的热点, 同时各种高性能的氧化铝陶瓷新材料、新产品、新技术也将不断涌现。

我还推荐一本书：《氧化铝生产工艺》 这里有下载希望对你有帮住。。下面罗列所有氧化铝的工艺，仅供参考1、半透明氧化铝烧结体与其生产2、醇铝水解法制备高纯超细氧化铝粉体技术3、一水硬铝石型铝土矿精矿生产氧化铝方法4、利用高岭岩(土)生产超纯氧化铝/工艺5、一种球形氧化铝颗粒/制备方法6、热解生产/氧化铝7、一种形态松散/纳米、亚微米级高纯氧化铝/制备方法8、烧结法生产氧化铝提高熟料氧化铝溶出率/方法9、半透明氧化铝烧结体与其制备方法10、水合氧化铝/制备方法11、氧化铝中空纤维膜制备方法12、一种氧化铝吸附剂/制备方法13、溶胶－凝胶氧化铝磨粒14、一种高比表面积氧化铝15、一种氧化铝－氧化锆纤维/制备方法16、氧化铝/生产方法17、一种氧化铝载体/制备方法18、一种γ－氧化铝载体与其制备方法19、高纯纳米级氧化铝/制备方法20、一种作催化剂载体用/纳米级氧化铝与其制备方法21、高温下保持高比表面氧化铝与其制备方法22、烧结法氧化铝生产过程中赤泥分离方法23、一种氧化铝载体与其制备方法24、多孔高氧化铝熔融铸造耐火物与其制造方法25、复合氧化铝/制备方法26、综合利用煤矸石生产氧化铝和电解铝27、高纯氧化铝/制备方法28、一种氧化铝与其制备方法29、一种高烧结活性氧化铝粉体/制备方法30、一种制造高纯超细氧化铝粉/方法31、氧化铝生产烧结法赤泥分离方法32、工业化用层析氧化铝33、超纯纳米级氧化铝粉体/制备方法34、一水型铝土矿石灰拜耳法生产氧化铝工艺35、α－氧化铝细粉与其制造方法36、γ-氧化铝/制备方法37、一种高纯氧化铝填料/制作方法与在转化炉中/应用38、一种生产含有少量氧化钠/氧化铝/方法39、一种氧化铝生产过程中补碱/方法40、一种一水型铝土矿生产氧化铝/母液处理方法41、用于氧化铝生产过程中加入石灰/方法42、用铝电解废弃物制取再生氟化盐、氧化铝/装置43、醇铝气相法制取纳米高纯氧化铝/方法44、一种生产氧化铝工艺过程/补碱方法45、一种拜尔法生产氧化铝/方法46、拜尔法联合生产氧化铝和铝酸钙水泥/方法47、含铁铝土矿生产氧化铝工艺48、一种活性氧化铝/制备方法49、球形氧化铝颗粒与其生产方法50、氧化铝颗粒与其生产方法51、氧化铝粉末52、一种Fe基氧化铝复合材料铝电解惰性阳极与其制备方法53、高热稳定性氧化铝与其制备方法54、用浮选法生产再生氧化铝/工艺55、一种生产超微细氧化铝粉/方法56、一种生产氧化铝/粗液脱硅方法57、α-氧化铝粉末与其制造方法58、纳米氧化铝材料/制造方法59、一种利用粉煤灰制备氧化铝联产水泥熟料/方法60、纳米氧化铝浆组合物与其制备方法61、利用生物发酵废气CO2生产氢氧化铝/工艺62、溶胶、凝胶法制备超细氧化铝工艺方法63、一种烧结法生产砂状氧化铝/方法64、一种连续碳分生产砂状氧化铝/方法65、α-氧化铝纳米粉/制备方法66、细粒状活性氧化铝/制备方法67、利用富铝废渣制备氢氧化铝与氧化铝/方法68、砂状氧化铝分解新工艺69、氧化铝生产分解分级新工艺70、电镀氧化铝/新工艺71、含铝酸钙/物料提取氧化铝工艺72、利用铝型材厂工业污泥制备活性氧化铝/方法73、烧结法氧化铝生产工艺/熟料制备方法74、一种耐高温高比表面氧化铝/制备方法75、以磷化铝制备活性氧化铝/方法76、用工业氢氧化铝生产高纯超细氧化铝/方法77、两组份烧结法氧化铝制备工艺78、消除种分周期性细化/砂状氧化铝生产方法79、α-氧化铝粉末/制备方法80、利用铝型材厂工业污泥制备氧化铝/方法81、一种氧化硅-氧化铝与其制备方法82、一种拜耳法种分生产砂状氧化铝/方法83、用废铝灰生产氧化铝/方法84、一种生产氧化铝新工艺85、一种联合法生产氧化铝降低拜耳法精液αk/方法86、一种球形高纯氧化铝/制备方法87、一种晶种分解生产砂状氧化铝/方法88、一种制备高纯超细活性氧化铝/方法89、γ-氧化铝微球/生产方法90、火成法制备/表面改性氧化铝91、一种氧化铝生产烧结法赤泥分离方法92、一种混联法氧化铝生产拜耳法溶出矿浆稀释方法93、一种中孔氧化铝/制备方法94、一种涂层用活性纳米氧化铝/制备方法95、由工业废料制备纳米氧化铝粉体/方法96、高纯氧化铝粉体/制备方法97、一种从高硅铝土矿中提取氧化铝/方法98、超细活性氧化铝/制备方法99、一种制备小粒径氧化铝粉/方法100、从铝基含镍废渣中回收氧化铝/方法101、烧结法氧化铝生产中高浓度溶出液/生产方法102、一种有序中孔氧化铝/制备方法103、一种纳米氧化铝与其制备方法104、一种用煤矸石生产氧化铝/方法105、一种从粉煤灰中提取氧化铝/方法106、一种制备高纯氧化铝过程中/屏蔽除铁方法107、制备α-氧化铝粉末/方法108、改性氧化铝组合物与其制备方法109、反浮选铝土矿精矿生产氧化铝/方法110、一种氧化铝生产/补碱方法111、一种氧化铝/生产方法112、用于生产α-氧化铝粉末/方法113、一种氧化铝纳米粉体/制备方法114、耐高温/高比表面积复合氧化铝粉体与其制造方法115、一种含添加剂/氧化铝116、制备α-氧化铝粉末/方法117、超细氢氧化铝/制备方法118、与合成氨厂生产相结合/纳米氧化铝粉体/制备方法119、一种处理氧化铝粉体/方法120、一种生产氧化铝/方法121、一种红色氧化铝粉体/制备方法122、一水硬铝石型铝土矿溶出后加矿增浓生产氧化铝/方法123、拜尓法生产氧化铝中预脱硅/方法124、提高氧化铝生产中溶出液Rp/方法125、氧化铝生产中赤泥除砂与排粗/方法126、氧化铝生产中碳酸盐/排除方法127、氧化铝生产溶出后加矿工艺128、用高铝炉渣生产氧化铝/工艺过程方法129、低浓度溶液种分生产粉状氧化铝方法130、低浓度种子分解生产砂状氧化铝/方法131、生产低苏打氧化铝/方法、其装置和氧化铝132、对生产三水氧化铝/拜耳法/改进，该改进涉与铝酸盐溶液与不溶残渣/分离133、一种提高拜耳法生产氧化铝循环效率/方法134、低温制备α-氧化铝细粉/方法135、一种制备氧化铝/方法136、稀硝酸浸渍和煅烧法再生废活性氧化铝/方法137、板状氧化铝颗粒/制备方法138、一种氧化铝纳米纤维/制备方法139、一种高纯纳米氧化铝/连续化制备工艺140、拜耳法氧化铝生产赤泥分离方法141、一种拜耳法生产氧化铝中/苛化工艺142、两段分解生产砂状氧化铝/热交换工艺与其设备143、一种高比表面积高热稳定性氧化铝/制备方法144、一种由粉煤灰制取氧化铝/方法145、一种氧化铝生产溶出系统/清洗卸料方法146、一种氧化铝/生产方法147、载银活性氧化铝抗菌剂与其制备方法148、制备α-氧化铝细粒/方法149、一种氧化铝生产中/化灰方法150、一种提高联合法氧化铝生产回收率方法151、一种烧结法碳分母液浸取钙硅渣回收氧化铝方法152、烧结法种分生产砂状氧化铝/方法153、氧化铝生产中石灰/消化方法154、微粒α氧化铝155、一种液-液萃取降低氧化铝生产精液αk/方法156、制备纳米级氧化铝弥散铁粉/方法157、阶层多孔γ-氧化铝与其制备方法和用途158、一种球形含硅氧化铝与其制备方法159、一种纤维状纳米氧化铝粉体/制备方法160、一种具有粒子内介孔结构/γ-氧化铝纳米粉体/制备方法161、两种浓度精液生产高强度氧化铝/方法162、一种拜尔法生产氧化铝/方法163、一种拜耳法种分生产氧化铝/方法164、铝废渣废灰用于改善一水硬铝石拜耳法生产氧化铝工艺165、两段分解生产砂状氧化铝/成品与种子分级工艺166、氧化铝自粉化熟料与其制备方法167、一种混和型铝土矿生产氧化铝/方法168、片状α-氧化铝晶体和其制备方法169、氧化铝回收170、一种由低铝硅比/含铝矿物制备氧化铝/方法171、一种提取氧化铝/方法172、煤矸石中提取氢氧化铝或氧化铝与其废渣生产水泥/方法173、一种从高铝粉煤灰提取氧化铝与其废渣生产水泥/方法174、从粉煤灰中提取氧化铝与利用废渣生产水泥/方法175、一种氧化铝晶须/制备方法176、一种直接利用煤粉煅烧氧化铝熟料/装置与其方法177、一种气相法纳米氧化铝颗粒/制备方法178、一种新型γ-氧化铝催化剂与其制作工艺179、一种改性氧化铝/生产方法180、一种利用粉煤灰生产二氧化硅和氧化铝/方法181、一种制取多孔氧化铝膜/强烈阳极氧化法182、一种用含铝污泥制备氧化铝/方法183、一种制备有序介孔氧化铝/方法184、利用高铝粉煤灰制取氧化铝和白炭黑清洁生产工艺185、氧化铝烧结体186、一种改进/串联法生产氧化铝/方法187、一种柠檬酸浸出粘土矿生产氧化铝/方法188、一种核壳结构磁性微球形氧化铝与其制备方法189、透明/多晶氧化铝190、新型粉煤灰提取氧化铝工艺191、一种拜耳法生产氧化铝/配钙方法192、一种中低品位铝土矿生产氧化铝/方法193、一种氧化铝生产过程中赤泥/分离方法194、一种从粘土矿中提取氧化铝/方法195、一种从粉煤灰中提取氧化铝/方法196、一种从低品位铝土矿中提取氧化铝/方法197、一种从红柱石矿中提取氧化铝/方法198、一种纳米氧化铝空心球/制备方法199、一种并联法生产氧化铝/工艺方法200、一种混联法生产氧化铝/方法201、混联法生产氧化铝过程中排盐过滤机滤饼/处理方法202、混联法氧化铝生产中过滤机硅渣/处理方法203、一种氧化铝熟料窑进料烧结方法204、提高氧化铝工艺性能/进料处理方法205、用于改进氧化铝工艺特性/进料处理206、氧化铝粒子