课 程 名 称 | 轻金属冶金学 | 授课类型 | 讲授 | 授课对象 | 冶金2012 |
授 课 教 师 | 田应甫，周雪娇 | 授课时间 | 2学时 | 授课地点 | 周二(3,4) E307 周四(1,2) A112 |
课 题 | 绪论 | ||||
教材及参考资料 | 推荐教材： 杨重愚，轻金属冶金学，北京：冶金工业出版社，2011年 推荐参考书： 1．杨重愚，氧化铝生产工艺学，北京：冶金工业出版社，1982年 2．邱竹贤，铝电解，北京：冶金工业出版社，1982年 3．徐日瑶，镁冶金学，北京：冶金工业出版社，1990年 | ||||
教学目的与要求： 了解轻金属分类依据、轻金属的性质和用途以及我国轻金属工业状况。 | |||||
教学重点和难点： 我国铝土矿特点及我国铝工业技术现状。 | |||||
教学方法： 讲授，多媒体教学 | |||||
教学内容与设计： 轻金属分类依据 轻金属的性质和用途 我国轻金属工业状况 一、轻金属分类依据 比重〈3.5, 包括Al, Mg, 碱金属和碱土金属, 半金属B, Si, 金属Ti 物理化学性质和冶炼技术特点 1.负电性很强,难以用C还原来制备金属 2.不能通过电解其盐类的水溶液制备金属 3.主要以熔盐电解方法制备金属 4.需专门生产其纯化合物作电解原料 二、铝 铝的特性 银白 比重小: 2.7g/cm3 导电性好: 26~35 (10-4 · –1 ·cm-1) 导热性好: ~0.50 (cal/cm ·S ·K) 良好的延展性和其合金的高比強度 抗腐蚀性 易着 即轻、强、美、可再生利用。 1）全球金属产量第二位，2400万吨/年，仅次于钢； 2）我国2001年：342.5万吨（425万吨），超过美国，全球第一。 铝的用途 1.民用 交通运输 飞机、高速列车、地铁、船舶、汽车等 建筑 高层建筑、室内装修、新型桥梁 电力电子 电容铝箔、PS版、电线电缆、电磁屏蔽 包装 食品、医用、饮料 2.国防 先进战机 卫星 太空站 高机动战车深水等 环球游报氧化铝及其化学制品的用途 铝电解制备金属铝：90%以上 多品种氧化铝： 电子、石油、化工、耐火材料、陶瓷、磨料、防火剂、造纸、制药等 氧化铝陶瓷的用途 工程陶瓷：叶片、转子、活塞、内衬、喷嘴、切削工具、 研磨膏、磨具材料、补强材料 热功能： 高温用坩锅、锥体、导弹窗口、耐热结构材料、高温炉、集成电路基片 电子功能：集成电路基片、散热性绝缘衬底、钠硫电池 磁学功能：磁流体发电用电离气体通道 光学功能：高压钠灯管、激光窗口、导弹窗口、卫星整流罩和天线窗、导弹雷达保护罩 化学功能：化学传感器、催化剂及其载体 吸声功能：吸声板 生物功能：人造骨、齿、牙根 核功能： 核反应堆屏蔽材料 铝材制备流程 金属铝在各主要工序能耗分布 铝土矿资源状况 —国外铝土矿资源状况 中国铝土矿储量汇总表 我国部分铝矿石的化学成分和矿物组成（平均值） 三、中国铝工业概况 ●产业规模 氧化铝产量居世界第二，电解铝产量连续5年居世界第一 ●生产厂家 数十家氧化铝厂、89个电解铝厂、 1100多个铝加工厂 ●2005年产量： 851万吨AO， 779万吨原铝，进口702万吨AO 髋骨●2006年产量 1370万吨AO（其中化工用77.8万吨） 、935万吨原铝、 进口690万吨AO ●2007年产量 生产19,456,549吨AO ，同比增长~42%； 生产12,558,606吨原铝, 同比增长~34.3%；进口AO ~560万吨左右。 非中铝的氧化铝企业 山西省：山西交口、山西同德、山西鲁能晋北、山西阳泉等 河南省：开曼铝业、东方新希望、未来铝业、新安铝业、宝丰铝业、汇源化工等 山东省：信发华宇、山东魏桥、南山龙口等胡杨泪的启发 还有广西、贵州、重庆等地有大量的非中铝氧化铝企业 中国铝工业技术现状 1）氧化铝提取 能耗比国外高2-3倍，国内所需氧化铝的~30%仍需进口； 2）铝电解 平均能耗比国外高20%、污染较严重。 为什么? 国内外铝土矿资源特点对比 国外 (1)三水铝石或一水软铝石 (2)低铝、低硅，可磨性好 (3)溶出性能好: 可采用低温、低碱溶出工艺，能耗低。 国内 (1)一水硬铝石 ⑵ 高铝、高硅,可磨性差 ⑶ 溶出性能差： 需采用高温、高碱溶出工艺，能耗高。 国内外铝土矿资源特点对比 铝电解过程物料变化示意图 铝电解的直接材料与能源消耗 1）目前我国自行设计的200kA以上大型预焙槽； 2）吨铝的直接材料与能源消耗设计值及参考价格。 四、镁 镁的性质 比重小 化学性质活泼 电和热的优良导体 在我国继铝、锌、铜、铅后，成为第五大有金属。 镁的用途 生产难熔金属的还原剂 铝合金 球墨铸铁和钢 钢中脱硫 结构材料 高储能材料 中国镁工业 ⏹电解法厂 抚顺铝厂镁分厂 民和镁厂 包头光华镁厂 ⏹硅热法厂 数百家 2002年，原镁产能45万吨，产量26.8万吨，出口 20.9万吨 2004年，原镁产量45万吨. 2004年仅9个厂产量大于10,000吨/年 五、锂 锂(Lithium)的性质 ❑瑞典化学家于1817年在铁长石中发现; ❑1855年电解熔融LiCl得到金属锂; ❑在各种碱金属中，锂的熔点和沸点之间的差距最大，锂的热容量最大(0.941) ，液体Li适合作为导热介质；锂和镁的化学性质相似；导电率约为铜导电率的25%；锂的塑性类似铅，可以轧制成薄片并拉成锂线。 锂的应用 原子能、航天和军事方面 热核武器的爆炸物;反应堆的传热介质或冷却剂;反应堆的辐射屏蔽、控制棒或中子减速剂;航天工程结构材料;储氢材料等 冶金工业：电解铝的添加剂;合金的组成元素;精制金属的还原剂;焊接剂等 玻璃陶瓷工业 空气调节和干燥：溴化锂、氯化锂和氢氧化锂等锂化物 有机合成和石化工业：高性能锂基润滑脂;有机合成;涂料;染、漂白和消毒剂 电气和电子、光学器件材料：电池的电解液或添加剂;磁性材料、压电材料和光学 医疗和制药工业 金属锂及其化合物的制取 铍（Beryllium)的性质及其用途 钙(Calcium) | 七月的天山教学设计|||||
教学反思： | |||||
本文发布于:2024-09-14 16:48:55，感谢您对本站的认可！
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