鋁是一種輕金屬，其化合物在天然界中散布極廣，鋁在地殼中的含量僅次于氧和硅。在金屬種類中，鋁僅次于鋼鐵，為第二大類金屬。鋁具有特殊的化學(xué)、物理特性，是當(dāng)今最常用的工業(yè)金屬之一，不只分量輕，質(zhì)地堅，并且具有杰出的延展性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐熱性和耐核輻射性，是國民經(jīng)濟開展的重要根底原材料。
鋁的密度是2.7，約為一般金屬的1/3。而常用鋁導(dǎo)線的導(dǎo)電度約為銅的61％，導(dǎo)熱度為銀的一半。盡管純鋁極軟且富延展性，但仍可經(jīng)過冷加工及做成合金來使它硬化。鋁土礦是鋁的重要來歷，制作一鎊氧化鋁約需求兩磅鋁土礦，而制作一磅金屬鋁需求兩磅氧化鋁。
鋁在天然界中多以氧化物、氫氧化物和含氧的鋁硅酸鹽存在，很少發(fā)現(xiàn)鋁的天然金屬�，F(xiàn)在已知的含鋁礦藏有258種，其間常見的礦藏約43種。實際上，由純礦藏組成的鋁礦床是沒有的，一般都是共生散布，并混有雜質(zhì)。從經(jīng)濟和技能觀念動身，并不是一切的含鋁礦藏都能成為工業(yè)質(zhì)料。用于提煉金屬鋁的首要是由一水硬鋁石、一水軟鋁石或三水鋁石組成的鋁土礦。
一水硬鋁石又叫水鋁石，結(jié)構(gòu)式和分子式分別為AlO(OH)和Al2O3?H2O。斜方晶系，結(jié)晶無缺者呈柱狀、板狀、鱗片狀、針狀、棱狀等。礦石中的水鋁石一般均含有TiO2、SiO2、Fe2O3、Ga2O3、Nb2O5、Ta2O5、TR2O3等不同量類質(zhì)同象混入物。水鋁石溶于酸和堿，但在常溫常壓下溶解甚弱，需在高溫高壓和強酸或強堿濃度下才干徹底分化。一水硬鋁石構(gòu)成于酸性介質(zhì)，與一水軟鋁石、赤鐵礦、針鐵礦、高嶺石、綠泥石、黃鐵礦等共生。其水化可變成三水鋁石，脫水可變成α剛玉，可被高嶺石、黃鐵礦、菱鐵礦、綠泥石等告知。
一水軟鋁石又叫勃姆石、軟水鋁石，結(jié)構(gòu)式為AlO(OH)，分子式為Al2O3?H2O。斜方晶系，結(jié)晶無缺者呈菱形體、棱面狀、棱狀、針狀、纖維狀和六角板狀。礦石中的一水軟鋁石常含F(xiàn)e2O3、TiO2、Cr2O、Ga2O3等類質(zhì)同象。一水軟鋁石可溶于酸和堿。該礦藏構(gòu)成于酸性介質(zhì)，首要產(chǎn)在堆積鋁土礦中，其特征是與菱鐵礦共生。它可被一水硬鋁石、三水鋁石、高嶺石等告知，脫水可轉(zhuǎn)變成一水硬鋁石和α剛玉，水化可變成三水鋁石。
三水鋁石又叫水鋁氧石、氫氧鋁石，結(jié)構(gòu)式Al(OH)，分子式為Al2O3?3H2O。單斜晶系，結(jié)晶無缺者呈六角板狀、棱鏡狀，常有呈細(xì)晶狀集合體或雙晶，礦石中三水鋁石多呈不規(guī)則狀集合體，均含有不同量的TiO2、SiO2、Fe2O3、Nb2O5、Ta2O5、Ga2O3等類質(zhì)同象或機械混入物。三水鋁石溶于酸和堿，其粉末加熱到100℃經(jīng)2h即可徹底溶解。三水鋁石構(gòu)成于酸性介質(zhì)，在風(fēng)化殼礦床中是原生礦藏，與高嶺石、針鐵礦、赤鐵礦、伊利石等共生。三水鋁石脫水可變成一水軟鋁石、一水硬鋁石和α剛玉，可被高嶺石、多水高嶺石等告知。
鋁土礦的化學(xué)成分首要為Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2、H2O+，五者總量占成分的95%以上，一般＞98%，非必須成分有S、CaO、MgO、K2O、Na2O、CO2、MnO2、有機質(zhì)、碳質(zhì)等，微量成分有Ga、Ge、Nb、Ta、TR、Co、Zr、V、P、Cr、Ni等。Al2O3首要賦存于鋁礦藏—水鋁石、一水軟鋁石、三水鋁石中，其次賦存于硅礦藏中(首要是高嶺石類礦藏)。
在內(nèi)生條件下，因為有二氧化硅的廣泛存在，Al2O3與SiO2常緊密結(jié)組成各類鋁硅酸礦藏，這些礦藏一般鋁硅比小于1，而工業(yè)上對鋁礦石一般要求Al2O3≥40%，Al/Si＞1.8～2.6，因而內(nèi)生條件下很少構(gòu)成工業(yè)鋁礦床。
現(xiàn)在，已知的國內(nèi)外工業(yè)鋁土礦多是在表生條件下構(gòu)成的。在表生條件下鋁土礦的生成首要有兩種方式：即風(fēng)化-殘積(余)成礦(紅土成礦)和風(fēng)化-轉(zhuǎn)移-堆積成礦或風(fēng)化-改造-再堆積成礦(堆積成礦)。風(fēng)化-殘積(余)成礦是含鋁母巖在濕熱氣候條件下，具分泌杰出的有利地勢(如殘丘、低山和臺地)，因為水、CO2和生物等的風(fēng)化分化效果，母巖中易溶物質(zhì)K、Na、Ca、Mg和SiO2被淋失排出，活動性小的物質(zhì)Al、Fe、Ti殘留原地構(gòu)成紅土型鋁土礦。風(fēng)化-轉(zhuǎn)移-堆積成礦是含鋁巖石、紅土風(fēng)化殼或已構(gòu)成的紅土礦床，在重力、水和天然酸(硫酸、碳酸、有機酸)等效果下，經(jīng)機械的或化學(xué)的風(fēng)化、剝蝕、轉(zhuǎn)移等物理、化學(xué)改造效果，于山坡凹地、谷地、近海湖盆地或沿海湖、限制海盆內(nèi)構(gòu)成鋁土礦，在水介質(zhì)環(huán)境中構(gòu)成堆積鋁土礦。
鋁土礦礦石含有鎵、釩、鈮、鉭、鈦、鈰及放射性元素等有用組分，這些有價值的伴生組分可歸納收回。而礦石中的硫、CO2、MgO、P2O5則是有害組分，不利于鋁的冶煉收回。
鋁土礦礦石依據(jù)其所含的首要含鋁礦藏分為：三水鋁石型、一水軟鋁石型和一水硬鋁石型。國外鋁土礦礦石首要是三水鋁石型，次為一水軟鋁石型，而一水硬鋁石型鋁土礦很少。但我國則首要是一水硬鋁石型鋁土礦，三水鋁石型鋁土礦很少。
國外的三水鋁石型鋁土礦具高鋁、低硅、高鐵的特色，礦石質(zhì)量好，合適耗能低的拜耳法處理。我國的一水硬鋁石型鋁土礦，整體特征是高鋁、高硅、低硫低鐵、中低鋁硅比，礦石質(zhì)量差，加工難度大，氧化鋁出產(chǎn)多用耗能高的聯(lián)合法。
鋁的制取包含由礦石出產(chǎn)氧化鋁，再由氧化鋁出產(chǎn)金屬鋁兩大部分。氧化鋁出產(chǎn)辦法首要有拜耳法、燒結(jié)法、拜耳-燒結(jié)聯(lián)合法等。金屬鋁的出產(chǎn)辦法首要是冰晶石-氧化鋁融鹽電解法。
鋁的首要運用形狀是鋁合金而不是純鋁金屬。這是因為將鋁配制成鋁合金后，能夠顯著改進其功能，如進步強度和耐腐蝕性等。依據(jù)成形辦法的不同，可將鋁合金分為鑄造鋁合金和變形鋁合金。鑄造鋁合金是用鑄造的辦法出產(chǎn)的鑄件，變形鋁合金是用壓力加工辦法出產(chǎn)的板、帶、箔材和管、棒、型、線材等。
因為鋁具有優(yōu)秀的功能，鋁在國民經(jīng)濟各行業(yè)和國防工業(yè)中得到了廣泛的運用。鋁作為輕型結(jié)構(gòu)材料，分量輕、強度大，海、陸、空各種運載工具，特別是飛機、、火箭、人造地球衛(wèi)星等，均運用很多的鋁，一架超音速飛機的用鋁量占其本身分量的70%，一枚用鋁量占其總分量的10%以上；用鋁和鋁合金制作的各種車輛，能夠削減能耗，其所節(jié)約的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越煉鋁時所耗費的能量；在建筑工業(yè)頂用鋁合金做房子的門窗及結(jié)構(gòu)材料；在電力運送方面，鋁的用量居首位，90%的高壓電導(dǎo)線是用鋁制作的；在食品工業(yè)，從儲槽到罐頭盒，以致飲料容器大多用鋁制成；鋁粉可做難熔金屬（如鉬等）的還原劑和做煉鋼中的脫氧劑，日常日子中所用的鍋、盆等大多由鋁制成。
鋁的化合物如氫氧化鋁可用來制備鋁鹽、吸附劑、媒染劑和離子交換劑，也可作為瓷釉、耐火材料等的質(zhì)料，在醫(yī)藥上有中和胃酸和醫(yī)治潰瘍的效果；無水是石油工業(yè)和有機組成中常用的催化劑；六水合可用于制備除臭劑、安全消毒劑；六氟合鋁酸鈉(即冰晶石)在農(nóng)業(yè)上常用作蟲劑；遇濕潤或酸放出劇毒的氣體，可毒死害蟲，農(nóng)業(yè)上用作谷倉蟲的熏蒸劑；硅酸鋁常用于制作玻璃、陶瓷、油漆的顏料以及油漆、橡膠和塑料的填料。近些年來，人們又開發(fā)了一些新的含鋁化合物，如用作復(fù)合木地板耐磨層的三氧化二鋁，還有烷基鋁、納米氧化鋁等。跟著科學(xué)的開展，人們將會更多更好地運用鋁及化合物造福人類。
因為鋁具有優(yōu)秀的功能，鋁在國民經(jīng)濟各行業(yè)和國防工業(yè)中得到了廣泛的運用。鋁作為輕型結(jié)構(gòu)材料，分量輕、強度大，海、陸、空各種運載工具，特別是飛機、、火箭、人造地球衛(wèi)星等，均運用很多的鋁，一架超音速飛機的用鋁量占其本身分量的70%，一枚用鋁量占其總分量的10%以上；用鋁和鋁合金制作的各種車輛，能夠削減能耗，其所節(jié)約的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越煉鋁時所耗費的能量；在建筑工業(yè)頂用鋁合金做房子的門窗及結(jié)構(gòu)材料；在電力運送方面，鋁的用量居首位，90%的高壓電導(dǎo)線是用鋁制作的；在食品工業(yè)，從儲槽到罐頭盒，以致飲料容器大多用鋁制成；鋁粉可做難熔金屬（如鉬等）的還原劑和做煉鋼中的脫氧劑，日常日子中所用的鍋、盆等大多由鋁制成。
鋁的化合物如氫氧化鋁可用來制備鋁鹽、吸附劑、媒染劑和離子交換劑，也可作為瓷釉、耐火材料等的質(zhì)料，在醫(yī)藥上有中和胃酸和醫(yī)治潰瘍的效果；無水是石油工業(yè)和有機組成中常用的催化劑；六水合可用于制備除臭劑、安全消毒劑；六氟合鋁酸鈉(即冰晶石)在農(nóng)業(yè)上常用作蟲劑；遇濕潤或酸放出劇毒的氣體，可毒死害蟲，農(nóng)業(yè)上用作谷倉蟲的熏蒸劑；硅酸鋁常用于制作玻璃、陶瓷、油漆的顏料以及油漆、橡膠和塑料的填料。近些年來，人們又開發(fā)了一些新的含鋁化合物，如用作復(fù)合木地板耐磨層的三氧化二鋁，還有烷基鋁、納米氧化鋁等。跟著科學(xué)的開展，人們將會更多更好地運用鋁及化合物造福人類。 [1] [2] [3] [4] 下一頁 |
