鋁土過程英文解釋翻譯、鋁土過程的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 bauxite process
分詞翻譯:
鋁的英語翻譯:
aluminium; aluminum
【醫】 Al; aluminium; aluminum
【經】 aluminium
土的英語翻譯:
dust; earth; ground; homemade; land; local; soil; unrefined
【醫】 clay; earth; geo-; terra; terrae
過程的英語翻譯:
course; procedure; process
【計】 PROC
【化】 process
【醫】 course; process
【經】 process
專業解析
鋁土過程(Bauxite Process),在工業領域更常被稱為拜耳法(Bayer Process),是當前全球範圍内從鋁土礦(Bauxite)中生産氧化鋁(Alumina, Al₂O₃)最主要、最經濟的工業方法。其核心原理是利用氫氧化鈉(NaOH)溶液在特定條件下選擇性溶解鋁土礦中的氧化鋁水合物,生成鋁酸鈉溶液,再通過一系列物理化學處理将其析出、提純為純淨的氧化鋁。
一、 術語定義(漢英對照)
- 鋁土過程 (Lǚtǔ Guòchéng): 指以鋁土礦為原料,通過化學處理(主要是拜耳法)提取氧化鋁的整個工業流程。
- 拜耳法 (Bayer Process): 由奧地利化學家卡爾·約瑟夫·拜耳(Karl Josef Bayer)于1887年發明的,用于從鋁土礦中生産氧化鋁的特定濕法冶金工藝。它是“鋁土過程”中最核心、最常用的具體技術方法。
- 鋁土礦 (Bauxite): 自然界中含鋁的主要礦石,是拜耳法工藝的原料。其主要成分為各種氧化鋁水合物(如三水鋁石 Gibbsite/Al(OH)₃、一水軟鋁石 Boehmite/AlOOH、一水硬鋁石 Diaspore/AlOOH)以及雜質(如氧化鐵、二氧化矽、二氧化钛等)。
- 氧化鋁 (Alumina): 化學式為Al₂O₃,是拜耳法工藝的最終産品,也是電解法生産金屬鋁(原鋁)的唯一原料。
二、 拜耳法(鋁土過程的核心)詳細步驟
拜耳法是一個循環過程,主要包括以下關鍵步驟:
-
破碎與研磨 (Crushing and Grinding):
将開采的鋁土礦破碎并研磨成細粉,以增加其與反應溶液的接觸面積,提高反應效率。
-
溶出 (Digestion):
- 将磨細的鋁土礦粉與濃熱的氫氧化鈉(NaOH)溶液(循環母液)在高壓釜(壓煮器)中混合。
- 在高溫(140°C - 280°C,具體取決于礦石類型)和高壓下,礦石中的氧化鋁水合物(主要是三水鋁石和一水軟鋁石)與NaOH反應,溶解生成可溶性的鋁酸鈉(NaAl(OH)₄)溶液。
$$ Al(OH)_3 + NaOH rightarrow NaAl(OH)_4 $$
$$ AlOOH + NaOH + H_2O rightarrow NaAl(OH)_4 $$
- 礦石中的主要雜質氧化鐵(Fe₂O₃)不溶解,形成“赤泥”(Red Mud);二氧化矽(SiO₂)部分溶解生成矽酸鈉,但隨後會與鋁酸鈉反應生成不溶性的水合鋁矽酸鈉(稱為“脫矽”過程),也進入赤泥。
-
沉降分離 (Settling/Clarification):
- 将溶出後的漿料(主要包含鋁酸鈉溶液和固體殘渣赤泥)進行稀釋和降溫。
- 在大型沉降槽中,利用重力使密度較大的赤泥顆粒沉降到底部,形成底流(濃縮的赤泥漿),而澄清的鋁酸鈉溶液(稱為“粗液”)則位于上層,被分離出來。分離出的赤泥經過洗滌回收附帶的堿和氧化鋁後堆存處理。
-
分解/晶種分解 (Precipitation/Seeding):
- 将澄清的鋁酸鈉溶液冷卻并送入大型分解槽。
- 加入大量細小的氫氧化鋁(Al(OH)₃)晶體作為晶種(Seed)。
- 在攪拌和緩慢降溫的條件下,溶液中的鋁酸根離子發生水解反應,氫氧化鋁在晶種表面結晶析出:
$$ NaAl(OH)_4 rightarrow Al(OH)_3 downarrow + NaOH $$
- 此過程耗時較長(數十小時),目标是獲得粒度合適、強度高的氫氧化鋁晶體。
-
分級與洗滌 (Classification and Washing):
- 分解後的漿料(氫氧化鋁懸浮液和母液)通過水力旋流器或沉降槽進行分級,分離出符合粒度要求的氫氧化鋁産品。
- 分離出的氫氧化鋁經過多次洗滌,去除附着的遊離堿(NaOH)和雜質,得到純淨的氫氧化鋁濾餅。
-
煅燒 (Calcination):
- 将洗淨的氫氧化鋁濾餅送入回轉窯或流化床焙燒爐中。
- 在高溫(約1000°C - 1200°C)下,氫氧化鋁脫水并轉化為符合電解要求的冶金級氧化鋁(Al₂O₃):
$$ 2Al(OH)_3 xrightarrow{Delta} Al_2O_3 + 3H_2O $$
- 煅燒後的氧化鋁是白色砂狀粉末,具有特定的物理化學性質(如流動性、比表面積、α-Al₂O₃含量等),以滿足電解鋁生産的需要。
-
母液蒸發與循環 (Evaporation and Liquor Recycling):
- 分解後分離出的母液(主要成分為NaOH溶液)含有大量的遊離堿。
- 該母液經過蒸發濃縮,去除在循環過程中積累的多餘水分(主要來自礦石帶入水和洗滌水),并補充新的NaOH以維持濃度。
- 濃縮後的熱濃堿液(循環母液)重新返回溶出步驟,用于處理新的鋁土礦,實現堿的循環利用。
三、 術語背景與應用
“鋁土過程”這一術語直接點明了該工藝的核心原料(鋁土礦)和目标(生産氧化鋁的過程)。在學術文獻、技術報告和工業實踐中,“拜耳法”作為該工藝的專有名稱更為常用和精确。該工藝是氧化鋁工業的基石,全球約90%的氧化鋁是通過拜耳法生産的。其效率和成本直接關系到後續電解鋁生産的成本和競争力。
網絡擴展解釋
“鋁土過程”通常指鋁土礦從開采到冶煉成鋁的完整流程。具體可分為以下三個階段:
一、鋁土礦開采
- 露天開采
通過剝離表層土和岩石,直接暴露礦層進行大規模開采。優點是成本低、效率高,但需處理采空區回填和複墾問題()。
- 地下開采
通過挖掘巷道深入礦層進行采礦,適用于深部礦藏,對地表破壞較小,但技術要求較高()。
二、鋁土礦選礦
通過物理或化學方法去除雜質,提高鋁矽比:
- 洗礦:去除黏土等松散雜質,尤其適用于疏松礦石()。
- 浮選/磁選:根據礦物表面性質或磁性差異分離雜質()。
- 化學選礦:如焙燒脫矽,通過高溫改變礦物結構便于後續處理()。
三、冶煉與提純
- 堿處理
鋁土礦(含Al₂O₃)與NaOH反應生成偏鋁酸鈉:
$$text{Al}_2text{O}_3 + 2text{NaOH} rightarrow 2text{NaAlO}_2 + text{H}_2text{O}$$
- 沉澱與電解
通入CO₂生成Al(OH)₃沉澱,再高溫分解為Al₂O₃,最後電解制鋁:
$$text{NaAlO}_2 + text{CO}_2 + 2text{H}_2text{O} rightarrow text{Al(OH)}_3downarrow + text{NaHCO}_3$$
$$2text{Al}_2text{O}_3 xrightarrow{text{電解}} 4text{Al} + 3text{O}_2uparrow$$
(反應式參考)
補充說明
- 術語關聯:英文“bauxite process”多指鋁土礦加工到氧化鋁的步驟()。
- 流程特點:需結合礦石類型(高鐵、高钛等)選擇合適工藝()。
如需更詳細的技術參數或環境影響分析,可參考、4、5中的具體流程說明。
分類
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