铝,镁,铅复习参考题

铝镁铅复习参考题绪论及铝复习题:1详细列举有色金属的分类。有色金属按其某些特性又可分为重金属、轻金属、贵金属、稀有金属、半金属等。2现代铝工业的主要生产环节和辅助环节?画出现代铝工业生产流程简图。现代铝工业三个主要生产环节：（1）从铝土矿提取纯氧化铝（2）用冰晶石-氧化铝熔盐电解法生产铝（3）铝加工辅助环节：（1）炭素电极制造（2）氟盐生产3制取氧化铝的主要矿物有哪些?铝土矿的主要类型以及中国铝土矿的特点?主要为铝土矿。类型：三水铝石型，一水软铝石型和一水硬铝石型。我国铝土矿的特点：我国铝土矿资源丰富，储量大；高铝、高硅、低铁；铝硅比较低，中低品位铝土矿居多；多数铝土矿是一水硬铝石型铝土矿(Al2O3在60%以上，A/S在4-6之间)。4画出从铝土矿提取铝的简要生产流程图.5从铝土矿中提取氧化铝的主要方法?拜尔法、烧结法、拜耳-烧结联合法。6拜耳法的原理及主要流程。拜耳法生产氧化铝的基本原理是：（l）用NaOH溶液溶出铝土矿，所得到的铝酸钠溶液在添加晶种、不断搅拌的条件下，溶液中的氧化铝呈氢氧化铝析出，即种分过程。（2）分解得到的母液，经蒸发浓缩后在高温下可用来溶出新的铝土矿，即溶出过程。交替使用这两个过程，就能够每处理一批矿石便得到一批氢氧化铝，构成所谓的拜耳法循环。流程图见笔记或书P8。7拜尔法生产氧化铝过程中，降温和加水稀释的目的？稀释的目的：(简答只答4个小标题)（1）降低铝酸钠溶液的浓度，便于晶种分解溶出矿浆浓度很高，高浓度的铝酸钠溶液比较稳度，不利于晶种分解。用赤泥洗液将溶出矿浆稀释，降低溶液的稳定性，加快分解速度，有利于种分过程进行。（2）使铝酸钠溶液进一步脱硅氧化硅在高浓度的铝酸钠溶液中的的平衡浓度也很高。稀释使溶液浓度降低，二氧化硅的过饱和程度增大，溶液中有大量的赤泥颗粒作种子，溶液温度又高，有利于脱硅反应的进行。因此，稀释能使溶液进一步脱硅。（3）有利于赤泥分离溶出后的矿浆浓度高，粘度大，不利于赤泥分离。稀释的结果溶液浓度降低，粘度下降，赤泥沉降速度加快，从而有利于赤泥分离。（4）便于沉降槽的操作矿浆浓度波动将影响沉降槽操作，矿浆稀释使溶液浓度稳定，在稀释槽内混合后使矿浆的成份波动较小，有利于沉降槽的操作。降温的目的：增大铝酸钠溶液的过饱和度，有利于添加晶种后氢氧化铝的结晶析出。8苛性比、铝土矿中氧化铝的理论溶出率的概念.苛性比：铝酸钠溶液中氧化铝与氧化钠的摩尔数之比，也称摩尔比。氧化铝的理论溶出率：书上P18左下角。9拜耳-烧结联合法的形式？特点：用于处理氧化铝与氧化硅质量比为5-7的中等品位铝土矿，其特点是用烧结法系统所得的铝酸钠溶液来补充拜耳法系统中碱损失。（1）串联先用拜耳法处理中等品位铝土矿，然后用烧结法处理拜耳法中留下来的赤泥中的氧化铝。（2）并联法以拜耳法处理高品位的铝土矿，同时以烧结法处理低品位的铝土矿的氧化铝生产方法。（3）混联法先用拜耳法处理高品位铝土矿，然后用拜而法赤泥加低品位铝土矿共同烧结的氧化铝生产方法。10铝电解的原理及电极过程？写出电极反应及总反应。铝电解生产是以炭素材料为两极，以熔盐为电解质，通以直流电，在阳极上发生氧化反应，在阴极上发生还原反应。冰晶石—氧化铝熔液属于复合熔盐，在电解时，体系中存在多种阳离子(Na+、AlF63-、AlF52-、AlF4-、F-，还有Al-O-F型络合离子)，它们虽然都参与迁移电流，但不一定都同时在电极上放电。阳离子电位愈正，在阴极上放电的可能性愈大。在正常的电解条件下，冰晶石—氧化铝熔液中，铝的析出电位最正，因此，优先析出。阴极反应Al3++3e→Al阳极反应2O2-+C－4e→CO2总反应2Al2O3+3C→4Al+3CO211铝电解质的添加剂有那些？作用是什么？添加剂：氟化钠、氟化钙、氟化镁、氟化锂。添加剂作用：1)降低初晶温度；2)增大铝液-电解质界面张力；3)促进熔体的碳渣分离。12电流效率的概念及计算方法？如何提高铝电解电流效率？在铝电解过程中，实际生产出的铝重量，即实际产量总是低于理论产量。我们把铝电解的电流效率定义为实际产量除以理论产量的百分比，其公式是η=M实/M理×100%式中η一为电流效率(％)M实一铝的实际产量(kg或t)M理一铝的理论产量(kg或t)提高电流效率的主要方法(简答题只答小标题即可)1)降低电解温度2)改善电解质成分电解质的摩尔比：电解质的摩尔比下降，可使冰晶石的初晶温度降低，那么电解温度也随之下将。电解质的摩尔比降低氟化钠浓度升高，铝液与电解质的界面张力也随之增加，铝液的镜面收缩变好，铝的溶解度随之降低。电解质的摩尔比下降，铝离子浓度增加，钠离子的活度降低，得到电子生成钠单质的可能性降低。所以电解过程中通常采用酸性电解质。一般摩尔比都选在2.7左右，此时铝的损失最小。添加剂的影响：当CaF2、MgF2的浓度为5%～10%，可使电解质的初晶温度降低，铝液—电解质界面张力增加，进而可以减少铝损失。另外，还可促进熔体中炭渣的分离，提高导电率，减少铝液与碳渣的反应，这样就可以减少铝损失。3)选择适当的极距极距越小，溶解铝扩散到氧化区的距离越短，阳极气体便可将铝液面上的铝直接氧化，增加铝的二次氧化。通常在保持正常中的热平衡的条件下，选择合适的极距。4)调整电流密度减小阴极面积，增大电流强度，都可增加阴极电流密度，进而提高电流效率。5)保证规整的槽膛内型保证规整的槽膛内型，减少电解槽内的水平电流，提高电流效率。如果要提高电流效率，通过采用降低电解温度、改善电解质成分、选择适当的极距、及电流密度，来提高电流密度，降低电解槽的实际能耗。现在铝厂通常都遵循低分子比、低槽温、低氧化铝浓度、低效应系数、高极距等原则进行参数选择，进而取得较好的电流效率。镁复习题1硅热还原法的应用有几种？硅热还原法，按照所用设备装置不同，可分三种：1)皮江法；2)巴尔札诺法；3)玛格尼法。2根据CaO·MgO被Si还原的热化学原理，还原过程为什么要在真空下进行？就反应：2MgO+Si=2Mg+SiO2而言，MgO、Si、SiO2均为固态，其活度为1，此时，吉布斯自由能的表达式为：△G=△G0+RTlnpMg当反应中pMg＜101.325pa时，RTlnpMg为负值，△G＜△G0这有利于将反应的温度降低。所以，硅热法炼镁，一般是在真空条件下进行。3皮江法的生产流程及主要工艺参数？原料与工艺参数白云石（Mg不低于30%，在回转窑内煅烧(1350℃），硅铁（Si75%),CaF2(萤石)(质量分数2.5%)。反应式：设备蒸馏罐用无缝钢管制成,卧式.操作温度1200℃,外部加热.罐长3米,内径28厘米,装料160kg。4为什么使用75%硅铁作热法炼镁的还原剂？之所以采用75%硅铁合金作为还原剂，是综合考虑了技术与经济两方面因素。硅铁中含硅量不同，其还原能力不同。在其它条件相同的情况下，随着硅铁中含硅量增加，还原所得镁的产出率提高，但当含硅量超过75%以后，镁产出率以及镁的平衡蒸气压增加的幅度很小，考虑到含硅量越高的硅铁其价格越贵，因此选用75%的硅铁作还原剂比较合理。5菱镁矿与白云石哪个做炼镁原料更好？为什么？常压下用硅还原温度需超过2373℃，当还原后的SiO2与MgO造渣生成2MgO·SiO2渣时，还原温度降至2060℃，如果炉料中有CaO存在，能造成2CaO·SiO2渣，还原温度降至1750℃。因此，用硅（铁）还原白云石时，生成了稳定的化合物二钙硅酸盐，此时还原起始温度降低约600℃，所以用白云石做原料是有利的。6比较镁电解与铝电解的异同点？电极(材料、反应、阴极析出产物)电解质(组成、密度、电解温度、参与导电的离子)电解槽(结构)7炼镁原料有哪些？钾光卤石钾光卤石是氯化镁与氯化钾的含水复盐，其分子式为KCl·MgCl2·6H2O。水氯镁石水氯镁石是六水氯化镁的俗称。菱镁矿菱镁矿的主要化学成分为MgCO3。白云石白云石是碳酸镁与碳酸钙的复盐，其分子式为CaCO3·MgCO3。水镁石水镁石是一种天然的氢氧化镁，其分子式为Mg（OH）2。其它除了前述的镁资源外，还有硫酸镁矿和含镁硅酸盐矿等。8由氧化镁制取氯化镁的过程中，为什么要加碳？碳质还原剂的作用，在于与氧化镁氯化时产生的氧和氯气中所带入的氧相结合，以降低气相中的氧分压，保证氯化反应的顺利进行。此时的反应为：这几个反应在800~900℃下已经进行的相当完全，且反应过程中会放出大量的热。因此在工业生产中，只需要少量的外加热能就能使反应持续进行下去。铅复习题1、氧化-还原熔炼法炼铅的基本原理及主要工艺是什么？该法首先将硫化铅精矿(或块矿)中的硫化铅及其他硫化物氧化成氧化物，然后再使氧化物还原为金属铅。PbS+1.5O2=PbO+SO2PbO+CO(C)=PbO+CO2(CO)烧结焙烧-鼓风炉还原熔炼是该法的传统工艺，它是在烧结机上对PbS精矿进行高温氧化脱S，并将炉料熔结成烧结块，然后烧结块与焦炭一起在鼓风炉内进行还原熔炼粗铅。2、粗铅火法精炼中如何除去铜、银、锌等各种金属？1)采用熔析法和加硫法除铜；2)氧化精炼除砷、锑、锡；3)加锌除银；4)真空除Zn；5)加钙、镁除铋。