鋁酸鈉溶液氧化鋁的分析方法

1. 怎麼分離鋁土礦(AL2O3,FE2O3,SIO2)過程及試劑

鋁土礦中常含有少量的SiO2和Fe2O3，寫出實驗室由鋁土礦製取純凈Al2O3時需加入的試劑和反應方程式：

加HCl溶液過量，過濾除去SiO2沉澱，方程式為Al2O3+6HCl→2AlCl3+3H2O，Fe2O3+6HCl→2FeCl3+3H2O

加NaOH溶液過量，過濾除去Fe(OH)3，方程式為4NaOH+AlCl3→NaAlO2+3NaCl+2H2O ，3NaOH+FeCl3→Fe(OH)3↓+3NaCl

通入CO2過量，過濾得到Al(OH)3，方程式為2NaAlO2+CO2+3H2O→2Al(OH)3↓+Na2CO3

煅燒Al(OH)3可以得到純凈的Al2O3，方程式為2Al(OH)3→Al2O3+3H2O↑

鋁土礦的主要化學成分為Al2O3，一般為40％～70%質量分數，另含SiO2、Fe2O3、TiO2及少量CAO、MgO及微量Ga、V、P、V、Cr等。以Al2O3在礦物存在形態分為：三水鋁石（Al2O3�6�13H2O），一水軟鋁石，一水硬鋁石（分子式均為Al2O3.H2O）。評定鋁土礦質量標準是鋁硅比，生產要求該值不低於3～3.5。
等

從鋁土礦製取Al2O3方法很多，目前工業上幾乎採用鹼法，又分為拜耳法、燒結法、聯合法等三種：
Al2O3�6�13H2O(或Al2O3�6�1H2O)+NaOH→（浸出/分解）NaAl(OH)4+赤泥→（晶種分解/蒸發、苛化）Al2(OH)3→（煅燒）Al2O3。

（一） 拜耳法：是典型的一種濕法冶金的方法，在氧化鋁生產中占絕對優勢。
工藝流程（如圖）
原理如下：

實質是在不同條件下，控制反應向不同方向進行。其中關鍵工序是：
1 鋁土礦的浸出——浸出母液的主要成份是NaOH
主要反應：
1）氧化鋁 Al2O3�6�1nH2O+2NaOH→2NaAlO2+nH2O
2）二氧化硅：SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H2O
2Na2SiO3+2NaAlO2+4H2O→Na2O�6�1Al2O3�6�12SiO2�6�12H2O↓+4NaOH
3） 氧化鐵：溶出的Fe2O3不與NaOH反應，以固相直接進入殘渣，呈紅色。
4） 二氧化鈦：TiO2+2Ca(OH)2→2CaOTiO2�6�12H2O 直接進入赤泥中
5） 碳酸鹽：主要有CaCO3+2NaOH→Na2CO3+Ca(OH)2
MgCO3+2NaOH→Na2CO3+Mg(OH)2
由鋁土礦在NaOH溶液中高壓溶出的Al2O3水合物進入溶液，SiO2、Fe2O3、TiO2及反應物留在赤泥中（赤泥為鋁礦中其他成分與鹼液發生作用後的產物），再藉助機械方法使溶液與殘渣分開，以達到Al2O3與雜質分離。
鋁土礦浸出是利用由若干預熱器、壓煮器和自蒸發器依次串聯成的壓煮器組來連續作業完成的。（如圖）

2 鋁酸鈉溶液的晶種分解
製成的鋁酸鈉溶液，其中Al2O3濃度為（145±5）g/l，且在低於100℃溫度下不穩定。越接近30℃，過飽和度越大，若在30℃下加入Al(OH)3晶種，並不斷機械攪拌，此時過飽和鋁酸鈉溶液就可自發水解，產出Al(OH)3。
NaAl2O3+2H2O→Al(OH)3↓+NaOH
這種溶液的苛性比值較高。種分母液經蒸發濃縮後，作為循環母液返回，溶出過程溶出下批鋁土礦。
3 氫氧化鋁的煅燒及分解
Al2O3�6�13H2O（225℃）→AlO3�6�1H2O+2H2O
Al2O3�6�1H2O(500-550℃)→γ-Al2O3+H2O
γ-Al2O3(900℃開始/1200℃維持)→α-AL2O3
在帶冷卻機的回轉窯中進行，重油煤氣作燃料，產物Al2O3或於管狀機中冷卻或送入車間直接電解。
4 母液的蒸發與苛化
生產過程因各種原因進入大量水分，會引起縮環母液濃度降低，需適時蒸發水分，保持母液濃度。
浸出過程中，高濃度的苛性鈉與礦石中碳酸鹽反應或空氣中CO2反應，使 NaOH部分轉化為Na2CO3或形成Na2CO3�6�1H2O。均不能溶解Al2O3水合物，需轉變為有用的NaOH，即利用石灰乳與其苛化反應生成NaOH溶液。
Na2CO3+Ca(OH)→2NaOH+CaCO3

（二）鹼石灰燒結法生產Al2O3。適於處理鋁硅比小於4的鋁土礦 （如圖）
1）實質：是鋁土礦與足量Na2CO3、石灰配成爐料，在1200℃下燒結，生成可溶於水的鋁酸鈉（Na2O�6�1Al2O3）。其中SiO2與碳生成不溶於水的原硅酸鈣（2CaO�6�1SiO2），用稀鹼溶液浸入Na2O�6�1Al2O3，與2CaO�6�1SiO2分離。溶液脫S後通入CO2氣體進行碳酸化分解，析出Al(OH)3及碳分母液，用過濾機將兩者分離。氫氧化鋁經洗滌後，最終送煅燒，分解成Al2O3。母液經蒸發濃縮，用於配料處理循環使用。
2）工藝為：生料燒結，熟料溶化，鋁酸鈉液脫硅，碳酸化分解。

8、工業制備鋁一般是從鋁土礦（主要成分是Al2O3，含有Fe2O3雜質）中得到純凈的是Al2O3，然後電解是Al2O3得到鋁。下圖是從鋁土礦中提純是Al2O3的簡單示意圖。其中牽涉到的一個反應是：2NaAlO2＋CO2＋3H2O＝Na2CO3＋2Al(OH)3↓

（1）寫出圖示中（1）的實驗操作是過濾；圖示中（2）加入的試劑Ca(OH)2。
（2）試推斷物質（寫化學式）B NaAlO2；C Fe2O3；H CaCO3；F Al2O3。
（3）寫出化學方程式：
①Al2O3＋2NaOH＝2NaAlO2＋H2O
②Na2CO3＋Ca(OH)2＝CaCO3↓＋ 2NaOH
③2Al(OH)3 Al2O3＋3H2O

2. 能不能用EDTA滴定偏鋁酸鈉啊如果可以，要怎如何進行操作呢謝謝

可以。參照氧化鋁的測定方法。採用返滴定。先將鋁鋁酸鈉溶液調至酸性且無沉澱生成。再做如下操作。
詳情如下：
4.方法提要
試樣中的鋁與已知過量的乙二胺四乙酸二鈉反應，生成絡合物。在pH約為6時，用二甲酚橙為指示劑，以鋅標准滴定溶液滴定過量的乙二胺四乙酸二鈉。
4.1.2試劑和材料
4.1.2.1乙酸鈉（GB 693）溶液：272g／L；
4.1.2.2氯化鋅（HG 3-947）標准滴定溶液：c（ZnCl2）約0.02mol／L；
4.1.2.3乙二胺四乙酸二鈉（EDTA）（GB 1401）標准滴定溶液：c（C10H14O8N2Na2）約0.05mol/L。
4.1.2.4二甲酚橙：2g／L溶液；
4.1.3分析步驟
稱取約5g固體試樣或10g溶液試樣，精確至0.0002g，置於250mL燒杯中，用約100mL水加熱溶解（必要時過濾），冷卻後，全部轉移到500mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。
用移液管移取20mL此試驗溶液，置於300mL錐形瓶中。用移液管加入20ml EDTA標准滴定溶液，煮沸1min，冷卻後加入5mL乙酸鈉溶液和2滴二甲酚橙指示液。用氯化鋅標准滴定溶液滴定至淺粉紅色。
同時做空白試驗。
4.1.4分析結果的表述
以質量百分數表示的氧化鋁（Al2O3）含量X1按式（1）計算：
X1=0.05098c(V0-V)/(m×20/500)×100-0.9128X2 =127.5c(V0-V)/m-0.9128X2……………………（1）
式中：c－－氯化鋅標准滴定溶液的實際濃度，mol／L；
V0一一空白試驗所消耗氯化鋅標准滴定溶液的體積，mL；
V－一試驗溶液所消耗氯化鋅標准滴定溶液的體積，mL；
m一一試料質量，g；
X2一－4.2條測出的鐵（Fe）含量，％；
0.05098――與1.00mL乙二胺四乙酸二鈉標准滴定溶液[c(C10H14O8N2Na2）=1.000mol/L]相當的，以克表示的氧化鋁（Al2O3）的質量；
0.9128一一鐵（Fe）換算成氧化鋁（Al2O3）的系數。
所得結果應表示至二位小數。
4.1.5允許差
兩次平行測定結果之差不大於0.15％，取其算術平均值為測定結果。

3. 偏鋁酸鈉溶液怎樣分解成氫氧化鋁,比例是多少

偏鋁酸鈉
溶液
與酸作用生成
氫氧化鋁
和鹽的反應式：NaAlO2
+
HCl
+
H2O
=
Al(OH)3↓+
NaCl偏鋁酸鈉溶液加酸調整PH至5.5～7.5時，氫氧化鋁沉澱生成。從此反應可以看出，加酸平衡
向右
移動，沉澱生成，加鹼平衡
向左
移動，沉澱溶解。依據上述反應式，1摩偏鋁酸鈉與1摩
一元酸
(1摩
氫離子
)作用，能生成1摩氫氧化鋁沉澱和1摩鹽。 氫氧化鋁沉澱與酸發生
酸鹼
中和作用
生成鹽和水的反應式：Al(OH)3
+
3HCl =
AlCl3
+
3H2O繼續加酸調整PH至5.5以下時，氫氧化鋁沉澱溶解，由此反應可以看出，加酸平衡向右移動，沉澱溶解。加鹼平衡向左移動，沉澱生成。

4. 如何從鋁酸鈉中把鋁元素提取出來

製成溶液，通入二氧化碳有氫氧化鋁析出
2NAALO2+CO2+3H2O==2AL（OH）3+NA2CO3
把氫氧化鋁在高溫（1200攝氏度）下煅燒，分解成氧化鋁和水
2AL（OH）3==AL2O3+3H2O
再電解氧化鋁，需用冰晶石作熔劑，它是氟化鈉和氟化鋁組成的復鹽溶點約1000度，這個過程很復雜。最後在陰極有鋁生成

5. 針對我國鋁土礦特點，適合用哪些方法生產氧化鋁，論述其理由

用化學置換的辦法很艱難,因為鋁的活性太強.所以才會出現鋁碗比銀碗更高貴的歷史.現在工業使用的就一種,電解鋁的辦法.以氧化鋁熔融狀態下進行電解,但氧化鋁的熔點非常高,要兩三千度.就會在裡面加一種叫螢石的物質來降低成為液態的溫度,只要一千度了,原理相當於液態的螢石溶解了還是固態的氧化鋁.螢石的化學成為是氟化鈣。
工業煉鋁：主要原理是霍爾-埃魯鋁電解法：以純凈的氧化鋁為原料採用電解制鋁 ，因純凈的氧化鋁熔點高（約2045℃），很難熔化，所以工業上都用熔化的冰晶石(Na3AlF6)作熔劑,使氧化鋁在1000℃左右溶解在液態的冰晶石中，成為冰晶石和氧化鋁的熔融體，然後在電解槽中，用碳塊作陰陽兩極，進行電解。

全面介紹如下：
《鋁的生產加工》
鋁在生產過程中有四個環節構成一個完整的產業鏈：鋁礦石開采－氧化鋁製取－電解鋁冶煉－鋁加工生產。
一般而言，兩噸鋁礦石生產一噸氧化鋁；兩噸氧化鋁生產一噸電解鋁。
（一）氧化鋁的生產方法
迄今為止，已經提出了很多從鋁礦石或其它含鋁原料中提取氧化鋁的方法。由於技術和經濟方面的原因，有些方法已被淘汰，有些還處於試驗研究階段。已提出的氧化鋁生產方法可歸納為四類，即鹼法、酸法、酸鹼聯合法與熱法。目前用於大規模工業生產的只有鹼法。

鋁土礦是世界上最重要的鋁礦資源，其次是明礬石、霞石、粘土等。目前世界氧化鋁工業，除俄羅斯利用霞石生產部分氧化鋁外，幾乎世界上所有的氧化鋁都是用鋁土礦為原料生產的。

鋁土礦是一種主要由三水鋁石、一水軟鋁石或一水硬鋁石組成的礦石。到目前為止，我國可用於氧化鋁生產的鋁土礦資源全部為一水硬鋁石型鋁土礦。

鋁土礦中氧化鋁的含量變化很大，低的僅約30％，高的可達70％以上。鋁土礦中所含的化學成分除氧化鋁外，主要雜質是氧化硅、氧化鐵和氧化鈦。此外，還 含有少量或微量的鈣和鎂的碳酸鹽、鉀、鈉、釩、鉻、鋅、磷、鎵、鈧、硫等元素的化合物及有機物等。其中鎵在鋁土礦中含量雖少，但在氧化鋁生產過程中會逐漸 在循環母液中積累，從而可以有效地回收，成為生產鎵的主要來源。

衡量鋁土礦優劣的主要指標之一是鋁土礦中氧化鋁含量和氧化硅含量的比值，俗稱鋁硅比。

用鹼法生產氧化鋁時，是用鹼（NaOH或Na2CO3）處理鋁礦石，使礦石中的氧化鋁轉變成鋁酸鈉溶液。礦石中的鐵、鈦等雜質和絕大部分的硅則成為不溶 解的化合物。將不溶解的殘渣（赤泥）與溶液分離，經洗滌後棄去或進行綜合處理，以回收其中的有用組分。純凈的鋁酸鈉溶液即可分解析出氫氧化鋁，經分離、洗 滌後進行煅燒，便獲得氧化鋁產品。分解母液則循環使用來處理另一批礦石。鹼法生產氧化鋁有拜耳法、燒結法以及拜耳--燒結聯合法等多種流程。 拜耳法是由奧地利化學家拜耳（K·J·Bayer）於1889～1892年發明的一種從鋁土礦中提取氧化鋁的方法。一百多年來在工藝技術方面已經有了 許多改進，但基本原理並未發生變化。為紀念拜耳這一偉大貢獻，該方法一直沿用拜耳法這一名稱。

拜耳法包括兩個主要過程。首 先是在一定條件下氧化鋁自鋁土礦中的溶出（氧化鋁工業習慣使用的術語，即浸出。以下同）過程，然後是氫氧化鋁自過飽和的鋁酸鈉溶中水解析出的過程，這就是 拜耳提出的兩項專利。拜耳法的實質就是以濕法冶金的方法，從鋁土礦中提取氧化鋁。在拜耳法氧化鋁生產過程中，含硅礦物會引起Al2O3和Na2O的損失。

在拜耳法流程中，鋁土礦經破碎後，和石灰、循環母液一起進入濕磨，製成合格礦漿。礦漿經預脫硅之後預熱至溶出溫度進行溶出。 溶出後的礦漿再經過自蒸發降溫後進入稀釋及赤泥（溶出後的固相殘渣）的沉降分離工序。自蒸發過程產生的二次汽用於礦漿的前期預熱。沉降分離後，赤泥經洗滌 進入赤泥堆場，而分離出的粗液（含有固體浮游物的鋁酸鈉溶液，以下同）送往葉濾。粗液通過葉濾除去絕大部分浮游物後稱為精液。精液進入分解工序經晶種分解 得到氫氧化鋁。分解出的氫氧化鋁經分級和分離洗滌後，一部分作為晶種返回晶種分解工序，另一部分經焙燒得到氧化鋁產品。晶種分解後分離出的分解母液經蒸發 返回溶出工序，形成閉路循環。氫氧化鋁經焙燒後得到氧化鋁。

不同類型的鋁土礦所需要的溶出條件差別很大。三水鋁石型鋁土礦 在105℃的條件下就可以較好地溶出，一水軟鋁石型鋁土礦在200℃的溶出溫度下就可以有較快的溶出速度，而一水硬鋁石型鋁土礦必須在高於240℃的溫度 下進行溶出，其典型的工業溶出溫度為260℃。溶出時間不低於60分鍾。

拜耳法用於處理高鋁硅比的鋁土礦，流程簡單，產品 質量高，其經濟效果遠比其它方法為好。用於處理易溶出的三水鋁石型鋁土礦時，優點更是突出。目前，全世界生產的氧化鋁和氫氧化鋁，90%以上是用拜耳法生 產的。由於中國鋁土礦資源的特殊性，目前中國大約50%的氧化鋁是由拜耳法生產的。

將拜耳法和燒結法二者聯合起來的流程稱 之為聯合法生產工藝流程。聯合法又可分為並聯聯合法、串聯聯合法與混聯聯合法。採用什麼方法生產氧化鋁，主要是由鋁土礦的品位（即礦石的鋁硅比）來決定 的。從一般技術和經濟的觀點看，礦石鋁硅比為3左右通常選用燒結法；鋁硅比高於10的礦石可以採用拜耳法；當鋁土礦的品位處於二者之間時，可採用聯合法處 理，以充分發揮拜耳法和燒結法各自的優點，達到較好的技術經濟指標。

目前全球氧化鋁年產量在5500萬噸左右，我國的氧化鋁產量約為680萬噸。

（二）原鋁、鋁合金及鋁材的生產方法

目前工業生產原鋁的唯一方法是霍爾－埃魯鋁電解法。由美國的霍爾和法國的埃魯於1886年發明。霍爾－埃魯鋁電解法是以氧化鋁為原料、冰晶石 （Na3AlF6）為熔劑組成的電解質，在950－970℃的條件下通過電解的方法使電解質熔體中的氧化鋁分解為鋁和氧，鋁在碳陰極以液相形式析出，氧在 碳陽極上以二氧化碳氣體的形式逸出。每生產一噸原鋁，可產生1.5噸的二氧化碳，綜合耗電在15000kwh左右。

工業鋁電解槽大體上可以分為側插陽極自焙槽、上插陽極自焙槽和預焙陽極槽三類。由於自焙槽技術在電解過程中電耗高、並且不利於對環境的保護，所以自焙槽技術正在被逐漸淘汰。目前全球原鋁年產量約為2800萬噸，我國的原鋁年產量約為700萬噸。

必要時可以對電解得到的原鋁進行精煉得到高純鋁。目前的鋁合金生產方法主要以熔配法為主。由於鋁及其合金具有優良的可加工性能，所以通過鍛、鑄、軋、沖、壓等方法生產板、帶、箔、管、線等型材。

6. 怎樣從鋁土礦制備純凈氧化鋁

一種從鋁土礦中製取氧化鋁的方法，該方法包括在含鈣添加物存在的條件下磨細鋁土礦，其克分子比為CaO∶TiO2＝0.7～2.0。結果得到礦漿，並把它加熱到200～280℃，向加熱後的礦漿中加入...。在此之後以工藝水稀釋礦漿。從含有鋁酸鈉的鋁酸鹽溶液中分離出固相。在晶種存在條件下，把鋁酸鹽溶液冷卻到40～50℃，得到懸浮液。以氫氧化鋁為晶種，從懸浮液中分離出形成的氫氧化鋁。

7. 氧化鋁怎麼反應到氫氧化鋁

氧化鋁先與稀硫酸反應生成硫酸鋁，再加入氫氧化鈉，最後加入氨水，就能得到氫氧化鋁。

氧化鋁反應生成氫氧化鋁化學方程式：

2Al+3H2SO4（稀）=Al2(SO4）3+3H2↑

2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑

Al2(SO4）3+6Na[Al(OH)4]+12H2O=8Al(OH)3↓+3Na2(SO4）或

Al2(SO4）3+6NH3.H2O=2Al(OH)3↓+3(NH4）2SO4

氧化鋁反應生成氫氧化鋁離子方程式：2Al+6H+=2Al3++3H2↑

2Al3++2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑

Al3++3[Al(OH)4]-+6H2O=4Al(OH)3↓

或Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+

(7)鋁酸鈉溶液氧化鋁的分析方法擴展閱讀：

一般所謂的氫氧化鋁實際上是指三氧化二鋁的水合物。如向鋁鹽溶液中加入氨水或弱鹼而得到的白色膠狀沉澱，其含水量不定，組成也不均勻，統稱為水合氧化鋁。只有在鋁酸鹽溶液中（含有Al（OH）4-離子）的溶液中通CO2才可得到真正的氫氧化鋁。

氫氧化鋁主要有325目、800目、1250目、5000目四個規格。白色粉末狀固體。幾乎不溶於水，能凝聚水中的懸浮物，吸附色素。

8. 怎麽用鋁土礦提取純AI2O3

鹼法生產氧化鋁。

用鹼（NaOH或Na2CO3）處理鋁礦石，使礦石中的氧化鋁轉變成鋁酸鈉溶液。礦石中的鐵、鈦等雜質和絕大部分的硅則成為不溶 解的化合物。將不溶解的殘渣（赤泥）與溶液分離，經洗滌後棄去或進行綜合處理，以回收其中的有用組分。純凈的鋁酸鈉溶液即可分解析出氫氧化鋁，經分離、洗 滌後進行煅燒，便獲得氧化鋁產品。

9. 如何測定鋁礬土中氧化鋁的含量採用什麼樣的分析手段求解

可採用EDTA—氟化銨置換—乙酸鉛回滴定法。
稱取0.5克試樣，置於鉑坩堝中，加入4—5克碳酸鉀—硼砂（1+1）混合熔劑，攪勻後再在上面鋪一層熔劑，在1000—1100度的高溫爐中熔融到透明，繼續熔融2—3分鍾。取出，旋轉坩堝，使熔融物均勻附在坩堝壁上，放冷。
在300毫升的燒杯中，加入120毫升硝酸（1+10）及5毫升硫酸（1+4），加熱至近沸，將坩堝放在燒杯中蓋上玻璃皿，加熱到熔塊分解，用水洗凈坩堝，溶液冷卻到室溫後移於250毫升的容量瓶中，稀釋到刻度搖勻。
吸出25毫升試樣溶液，放於400毫升的燒杯中，加入20毫升50g/L的苦杏仁酸，攪拌，加於0.05mol/L的EDTA標准溶液至過量10—15毫升（對鐵鋁合量而言），加水稀釋到150毫升，用氨水（1+1）調PH值到4（用PH試紙檢驗），然後將溶液加熱到70-80度，加10毫升乙酸—乙酸鈉緩沖溶液（PH=6),煮沸3—5分鍾，取下，冷卻到室溫，加入7—8滴半二甲酚橙指示劑（5g/L),用0.05mol/L的乙酸鉛標准溶液滴定到溶液由黃色變為穩定的呈紅色（不計數），立即向溶液中加入10毫升氟化銨（100g/L），攪拌，加熱煮沸1—2分鍾，補加2—3滴半二甲酚橙指示劑，用0.05mol/L的乙酸鉛滴定到溶液由黃色變為穩定的橙紅色，記下毫升數。
三氧化二鋁按下式計算：AI2O3=T*V*K*10*100/（m*1000）
式中：T—EDTA對三氧化二鋁的滴定度，mg/ml
V—消耗乙酸鉛標准溶液的體積，毫升
K—每毫升乙酸鉛標准溶液相當於EDTA標准溶液的毫升數
m—試樣質量，克
10—吸出試樣溶液的體積比

10. 求活性氧化鋁的分析方法

稱樣品0.1000克於銀坩堝中，加氫氧化鈉兩克，過氧化鈉少許，650攝氏度熔融15分鍾，冷卻，沸水提取，用10毫升鹽酸中和，洗凈坩堝，移入一百毫升容量瓶中定容，分取20毫升，加0.5克EDTA，煮沸，用氨水中和至中性，加20毫升5.5緩沖溶液，繼續煮沸5分鍾，取下冷卻，回滴過量EDTA，終點後加入2克氟化鉀，繼續煮沸5分鍾，取下冷卻，用有濃度鋅鹽標准溶液滴定至終點計算結果。