铝土过程英文解释翻译、铝土过程的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 bauxite process
分词翻译:
铝的英语翻译:
aluminium; aluminum
【医】 Al; aluminium; aluminum
【经】 aluminium
土的英语翻译:
dust; earth; ground; homemade; land; local; soil; unrefined
【医】 clay; earth; geo-; terra; terrae
过程的英语翻译:
course; procedure; process
【计】 PROC
【化】 process
【医】 course; process
【经】 process
专业解析
铝土过程(Bauxite Process),在工业领域更常被称为拜耳法(Bayer Process),是当前全球范围内从铝土矿(Bauxite)中生产氧化铝(Alumina, Al₂O₃)最主要、最经济的工业方法。其核心原理是利用氢氧化钠(NaOH)溶液在特定条件下选择性溶解铝土矿中的氧化铝水合物,生成铝酸钠溶液,再通过一系列物理化学处理将其析出、提纯为纯净的氧化铝。
一、 术语定义(汉英对照)
- 铝土过程 (Lǚtǔ Guòchéng): 指以铝土矿为原料,通过化学处理(主要是拜耳法)提取氧化铝的整个工业流程。
- 拜耳法 (Bayer Process): 由奥地利化学家卡尔·约瑟夫·拜耳(Karl Josef Bayer)于1887年发明的,用于从铝土矿中生产氧化铝的特定湿法冶金工艺。它是“铝土过程”中最核心、最常用的具体技术方法。
- 铝土矿 (Bauxite): 自然界中含铝的主要矿石,是拜耳法工艺的原料。其主要成分为各种氧化铝水合物(如三水铝石 Gibbsite/Al(OH)₃、一水软铝石 Boehmite/AlOOH、一水硬铝石 Diaspore/AlOOH)以及杂质(如氧化铁、二氧化硅、二氧化钛等)。
- 氧化铝 (Alumina): 化学式为Al₂O₃,是拜耳法工艺的最终产品,也是电解法生产金属铝(原铝)的唯一原料。
二、 拜耳法(铝土过程的核心)详细步骤
拜耳法是一个循环过程,主要包括以下关键步骤:
-
破碎与研磨 (Crushing and Grinding):
将开采的铝土矿破碎并研磨成细粉,以增加其与反应溶液的接触面积,提高反应效率。
-
溶出 (Digestion):
- 将磨细的铝土矿粉与浓热的氢氧化钠(NaOH)溶液(循环母液)在高压釜(压煮器)中混合。
- 在高温(140°C - 280°C,具体取决于矿石类型)和高压下,矿石中的氧化铝水合物(主要是三水铝石和一水软铝石)与NaOH反应,溶解生成可溶性的铝酸钠(NaAl(OH)₄)溶液。
$$ Al(OH)_3 + NaOH rightarrow NaAl(OH)_4 $$
$$ AlOOH + NaOH + H_2O rightarrow NaAl(OH)_4 $$
- 矿石中的主要杂质氧化铁(Fe₂O₃)不溶解,形成“赤泥”(Red Mud);二氧化硅(SiO₂)部分溶解生成硅酸钠,但随后会与铝酸钠反应生成不溶性的水合铝硅酸钠(称为“脱硅”过程),也进入赤泥。
-
沉降分离 (Settling/Clarification):
- 将溶出后的浆料(主要包含铝酸钠溶液和固体残渣赤泥)进行稀释和降温。
- 在大型沉降槽中,利用重力使密度较大的赤泥颗粒沉降到底部,形成底流(浓缩的赤泥浆),而澄清的铝酸钠溶液(称为“粗液”)则位于上层,被分离出来。分离出的赤泥经过洗涤回收附带的碱和氧化铝后堆存处理。
-
分解/晶种分解 (Precipitation/Seeding):
- 将澄清的铝酸钠溶液冷却并送入大型分解槽。
- 加入大量细小的氢氧化铝(Al(OH)₃)晶体作为晶种(Seed)。
- 在搅拌和缓慢降温的条件下,溶液中的铝酸根离子发生水解反应,氢氧化铝在晶种表面结晶析出:
$$ NaAl(OH)_4 rightarrow Al(OH)_3 downarrow + NaOH $$
- 此过程耗时较长(数十小时),目标是获得粒度合适、强度高的氢氧化铝晶体。
-
分级与洗涤 (Classification and Washing):
- 分解后的浆料(氢氧化铝悬浮液和母液)通过水力旋流器或沉降槽进行分级,分离出符合粒度要求的氢氧化铝产品。
- 分离出的氢氧化铝经过多次洗涤,去除附着的游离碱(NaOH)和杂质,得到纯净的氢氧化铝滤饼。
-
煅烧 (Calcination):
- 将洗净的氢氧化铝滤饼送入回转窑或流化床焙烧炉中。
- 在高温(约1000°C - 1200°C)下,氢氧化铝脱水并转化为符合电解要求的冶金级氧化铝(Al₂O₃):
$$ 2Al(OH)_3 xrightarrow{Delta} Al_2O_3 + 3H_2O $$
- 煅烧后的氧化铝是白色砂状粉末,具有特定的物理化学性质(如流动性、比表面积、α-Al₂O₃含量等),以满足电解铝生产的需要。
-
母液蒸发与循环 (Evaporation and Liquor Recycling):
- 分解后分离出的母液(主要成分为NaOH溶液)含有大量的游离碱。
- 该母液经过蒸发浓缩,去除在循环过程中积累的多余水分(主要来自矿石带入水和洗涤水),并补充新的NaOH以维持浓度。
- 浓缩后的热浓碱液(循环母液)重新返回溶出步骤,用于处理新的铝土矿,实现碱的循环利用。
三、 术语背景与应用
“铝土过程”这一术语直接点明了该工艺的核心原料(铝土矿)和目标(生产氧化铝的过程)。在学术文献、技术报告和工业实践中,“拜耳法”作为该工艺的专有名称更为常用和精确。该工艺是氧化铝工业的基石,全球约90%的氧化铝是通过拜耳法生产的。其效率和成本直接关系到后续电解铝生产的成本和竞争力。
网络扩展解释
“铝土过程”通常指铝土矿从开采到冶炼成铝的完整流程。具体可分为以下三个阶段:
一、铝土矿开采
- 露天开采
通过剥离表层土和岩石,直接暴露矿层进行大规模开采。优点是成本低、效率高,但需处理采空区回填和复垦问题()。
- 地下开采
通过挖掘巷道深入矿层进行采矿,适用于深部矿藏,对地表破坏较小,但技术要求较高()。
二、铝土矿选矿
通过物理或化学方法去除杂质,提高铝硅比:
- 洗矿:去除黏土等松散杂质,尤其适用于疏松矿石()。
- 浮选/磁选:根据矿物表面性质或磁性差异分离杂质()。
- 化学选矿:如焙烧脱硅,通过高温改变矿物结构便于后续处理()。
三、冶炼与提纯
- 碱处理
铝土矿(含Al₂O₃)与NaOH反应生成偏铝酸钠:
$$text{Al}_2text{O}_3 + 2text{NaOH} rightarrow 2text{NaAlO}_2 + text{H}_2text{O}$$
- 沉淀与电解
通入CO₂生成Al(OH)₃沉淀,再高温分解为Al₂O₃,最后电解制铝:
$$text{NaAlO}_2 + text{CO}_2 + 2text{H}_2text{O} rightarrow text{Al(OH)}_3downarrow + text{NaHCO}_3$$
$$2text{Al}_2text{O}_3 xrightarrow{text{电解}} 4text{Al} + 3text{O}_2uparrow$$
(反应式参考)
补充说明
- 术语关联:英文“bauxite process”多指铝土矿加工到氧化铝的步骤()。
- 流程特点:需结合矿石类型(高铁、高钛等)选择合适工艺()。
如需更详细的技术参数或环境影响分析,可参考、4、5中的具体流程说明。
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