铝冶金(yějīn)与熔炼1.2.1铝的固有特性(tèxìng)与用途热导率：良好的热导体，热导率是铜的60%，铁的3倍，不锈钢的12倍。残余电阻ρ（0）为5.95×10-4μΩ·cm，完全退火高纯铝在273.2K的热导率测量值是2.36W·cm-1·K-1。铜为3.94W·cm-1·K-1。（注意：课本有误）铝及其合金是弱顺磁性材料。强度：fcc结构。高纯铝的抗拉强度大约(dàyuē)是50MPa。可通过固溶强化、沉淀强化、加工硬化等手段强化。具有良好的延性和展性，可拉拔成线丝，压延成板箔。（2）化学性质(huàxuéxìngzhì)（3）用途(yòngtú)战机1.2.2炼铝原料和铝冶金(yějīn)特点矿物名称铝土矿的成分：主要成分是Al2O3，含量(hánliàng)在40-70wt.%之间，另外，还含有SiO2、Fe2O3、TiO2和少量的CaO、MgO、Ga、V、P、Cr等元素。铝土矿的质量标准：铝硅比，即矿石中w(Al2O3)/w(SiO2)，生产上要求铝硅比>3-3.5。铝土矿的化学成分见P.17表1-3。我国的铝土矿资源丰富(fēngfù)。主要分布在河南、山西、广西、贵州、山东等省，一般矿物特点是高铝高硅低铁，铝硅比一般在4-7之间。其它可用于生产氧化铝的原料：//（2）铝的生产流程1.2.3氧化铝生产(shēngchǎn)方法1.拜耳法生产(shēngchǎn)氧化铝拜耳法生产(shēngchǎn)氧化铝的工艺流程见下图（1）铝土矿的浸出(jìnchū)③氧化铁/综上所述，铝土矿高压溶出的结果使Al2O3进入(jìnrù)溶液，而SiO2、Fe2O3、TiO2等杂质留在赤泥中，用机械的方法可使残渣与溶液分开。从而达到把Al2O3与杂质分离的目的。（2）铝酸钠溶液(róngyè)的晶种分解溶液浓度溶液的苛性比值αK（Na2O与Al2O3的分子比），提高αK使溶液的稳定性提高。溶液的温度：浓度和苛性比一定，溶液稳定性随温度下降而下降。结晶核心的存在和搅拌作用(zuòyòng)：细小的Al(OH)3晶种的加入并实行机械搅拌，都会加速铝酸钠溶液的分解。（3）氢氧化铝(qīnɡyǎnɡhuàhuà)的煅烧（4）母液的蒸发(zhēngfā)与苛化2.碱石灰烧结(shāojié)法生产氧化铝基本原理：碱石灰烧结(shāojié)法生产氧化铝的工艺流程如图1—22所示(1)生料(shēngliào)烧结（2）熟料(shúliào)溶出（3）铝酸钠溶液(róngyè)的脱硅（4）碳酸(tànsuān)化分解注意：分解(fēnjiě)率的高低取决于溶液的硅量指数（溶液中Al2O3与SiO2的质量比）。提高分解(fēnjiě)率必须相应提高溶液的硅量指数，才能保证Al(OH)3含硅量合格。1.2.4金属(jīnshǔ)铝的生产熔盐电解是用氧化铝、冰晶石（Na3AlF6）及其它氟化盐等作为电解质，把其放入由碳素阳极和阴极组成的电解槽中，然后(ránhòu)，通入直流电，使电解质发生一系列物理化学变化，结果在阴极得到液体铝，在阳极得到氧，使碳阳极氧化而析出气体CO2和CO。阴极铝液抽出经净化澄清之后，浇注成商品铝锭。用冰晶石熔盐电解是因为氧化铝的熔点（2050℃）太高，对电解设备的耐高温性能要求过高。当用冰晶石（熔点1010℃）作熔剂时，氧化铝溶解于其中（溶解度约10%），将与氧化铝形成低熔点共晶（T共=938℃），这时可在1000℃以下(yǐxià)进行电解。通常的电解温度是950-970℃（2）铝电解(diànjiě)槽结构与电解(diànjiě)原理/阴极反应Al3++3e→Al阳极(yángjí)反应有2O2-+C–4e→CO2电解过程的总反应2Al2O3+3C→4Al+3CO2综上所述，电解过程是，氧化铝和碳阳极不断消耗，阴极析出(xīchū)金属铝，阳极产生CO2气体。2.铝电解生产(shēngchǎn)工艺流程1.2.5铝合金的熔炼(rónɡliàn)与铸造炼铝的炉料(lúliào)：铝的熔炼(rónɡliàn)过程具有以下特征：为了(wèile)获得高质量的铝合金液，在熔炼工艺中采用以下两个重要措施和环节（1）防止铝液中的气体(qìtǐ)和夹杂物（2）精炼(jīngliàn)——铝液中气体和夹杂物的去除指在熔体中加入吸附剂（各种气体、液体和固体精炼剂等），与熔体中的气体和固态夹杂物发生物理化学的、物理或机械的作用(zuòyòng)，达到除气、除渣的方法。指不用吸附剂，而通过物理的作用（如真空、超声波、比重差等），改变金属—气或金属—夹杂物系统的平衡状态，从而实现气体(qìtǐ)和固态夹杂物的分离。③精炼(jīngliàn)方法举例吹气精炼(jīngliàn)法的示意图见图1-26