gai技术陶瓷论文从铝土矿到氧化铝陶瓷的研究进展.doc

课程期末论文 （读书报告） 课程名称：技术陶瓷导论 任课教师：杨静 学 生：王子媛 院 系：材料科学与工程学院 时 间：2014年6月27日 从铝土矿到氧化铝陶瓷的研究进展 王子媛 1003111201 中国地质大学（北京）材料科学与工程学院 摘要：从铝土矿的资源特征与加工处理、到合成氢氧化铝、氧化铝化合物粉体原料并研究相应粉体性质以及氧化铝陶瓷的制备与性能等方面讨论从天然矿物资源到氧化铝技术陶瓷的研究进展。 关键词：铝土矿；氧化铝；陶瓷 Research progress from bauxite to alumina ceramic Ziyuan Wang (1003101301, Institute of Materials Science and Engineering, China University of Geosciences, Beijing 100083, China) Abstract: For announcing the natural mineral resources to the Advanced Ceramics research progress, this paper studies the bauxite resource characteristics and the processing, synthesis and properties of aluminum hydroxide and alumina powder materials, preparation and properties of alumina ceramic. Key words: bauxite; aluminium oxide; alumina ceramic 1 铝土矿 1.1铝土矿的基本概述 铝土矿是指能被工业上利用、以三水铝石、一水软铝石或一水硬铝石为主要矿物所组成的矿石的统称。铝土矿的主要成份是三氧化二铝（Al2O3），常呈块状、结核状、鲕状或豆状产出。其颜色变化从白色到浅黄色或红色、红棕色，一般条痕为白色，暗淡或土状光泽，不透明。铝土矿是炼金属铝最主要的矿石，其用量占世界铝土矿总产量的90%以上。铝土矿加工后也被广泛用在制造高铝水泥、耐火材料、磨料磨具、陶瓷及化工、医药等工业领域。 1.2铝土矿的资源分布特点[1] 铝土矿基本可划分为四种矿床类型：铝硅酸盐古风化壳原地堆积型铝土矿床；含铝、铁、锰、硅泥质等不纯碳酸盐岩古风化壳原地堆积型铝土矿床；碳酸盐岩古风化壳异地堆积型铝土矿矿床；碳酸盐古风化壳原地堆积一近代喀斯特堆积型铝土矿床[2]。 我国铝土矿除了分布集中外，以大、中型矿床居多。我国铝土矿的一个不利因素是适合露采的铝土矿矿床不多，据统计只占全国总储量的34%。在铝土矿分布区，上覆岩层常产有工业煤层和优质石灰岩。在含矿岩系中共生有半软质粘土、硬质粘土、铁矿和硫铁矿。铝土矿矿石中还伴生有镓、钒、锂、稀土金属、铌、钽、钛、钪等多种有用元素。我国铝土矿的另一个不利因素是质量比较差，加工困难、耗能大的一水硬铝石型矿石占全国总储量的98%以上。具体保有储量见表一。 表一 各品级矿石保有储量 矿石品级 保有储量 一级矿石 (Al2O360%～70%，Al/Si≥12) 1.5% 二级矿石 (Al2O351%～71%，Al/Si≥9) 17% 三级矿石 (Al2O362%～69%，Al/Si≥7) 11.3% 四级矿石 (Al2O3＞62%，Al/Si≥5) 27.9% 五级矿石 (Al2O3＞58%，Al/Si≥4) 18% 六级矿石 (Al2O3＞54%，Al/Si≥3) 8.3% 七级矿石 (Al2O3＞48%，Al/Si≥6) 1.5% 1.3工业碱法生产氧化铝和氢氧化铝原料 铝土矿的加工处理往往有两个目的。事实上，除了一些如磨料和耐火材料用特殊铝土矿之外，几乎所有的铝土矿都是用来提取铝土矿的。拜耳法，烧结法，联合法，改良拜耳法等均属于碱法生产工艺，其中拜耳法工艺为常用的处理铝土矿的方法。工业上氢氧化铝的生产只是氧化铝生产的中间步骤。 （1）拜耳法 拜耳法用在处理低硅铝土矿，特别是用在处理三水铝石型铝土矿时，流程简单，作业方便，产品质量高，其经济效果远非其它方法所能比美，目前全世界生产的氧化铝和氢氧化铝，有90%以上是用拜耳法生产的。如图一为其工艺流程[4]。 铝土矿 补加NaOH 磨碎 强碱溶液 A1(OH )3的提取 杂质分离和洗涤 残渣 蒸发浓缩 A1(OH )3晶体的沉淀 做晶种 弱碱溶液 产物分离和洗涤 A1(OH )3 干燥和煅烧 氧化铝 图一 拜耳法工艺流程 （2）