铝及铝土矿、高岭土和粘土的分析
试剂
硫酸锌标准溶液1ml硫酸锌相当于0.5㎎三氧化二铝。
乙酸—乙酸钠缓冲溶液PH6称取乙酸钠(NaC2H3O2·3H2O)136g 溶于水中，加入冰乙酸3.3ml，用水稀释至1000ml。
铝标准溶液，称取纯金属铝片0.5293g。置于烧杯中，加1：4盐酸50ml溶解后，移入1000ml容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液1ml含1㎎三氧化二铝。
分析手续
吸取分离二氧化硅后的滤液25ml（相当于50㎎试样），放于250ml 烧杯中。加入0.05mol/L EDTA25ml，0.1%甲基红指示剂1滴，用1:1的氢氧化铵中和至黄色出现，再用5 mol/L硝酸中和溶液至红色。加入PH6乙酸—乙酸钠缓冲溶液10ml，用水稀释至100ml。加热煮沸3—5分钟，取下冷却。加入1%二甲酚橙及次甲基蓝指示剂各1滴，先用0.05 mol/L硫酸锌标准溶液滴定溶液中的大部分EDTA，然后用硫酸锌标准溶液滴定溶液由黄绿色变为深橙色（不计读数），加入氟化钠1g，煮沸3—5分钟，取下冷却。再补加二甲酚橙指示剂1滴（必要时稍稀释体积），用硫酸锌标准溶液滴定至深橙色出现即为终点。此结果为铝钛合量，减去钛量即得铝量。
石膏分析
吸附水
石膏的吸附水时将已知量风干试样，在55~60℃烘至恒重后所失去的重量。
分析手续
准确称取1g试样放入已经在220℃烘至恒重的称量瓶中，并开瓶盖，置烘箱中在55~60℃烘2小时，取出立即盖好瓶盖，放在干燥器中冷却至室温，称重。再放入烘箱中烘40分钟，直至恒重为止。
%H2O﹣=(m1－m2)/m×100
式中m1—试样+称量瓶重（g）
m2—试样+称量瓶经60℃烘干至恒重（g）
m—试样重（g）
石墨矿分析
固定碳
试样加适当助熔剂，在空气流中高温灼烧，产生的二氧化碳被乙醇—乙醇胺吸收液吸收，以百里酚酞为指示剂，用乙醇钾标准溶液滴定测得固定碳量。
试剂
乙醇—乙醇胺吸收液1000ml乙醇中加入100ml乙醇胺和0.3g 百里酚酞，摇匀备用。
乙醇钾标准溶液按固定碳的含量，分别称取一定量氢氧化钾溶解在乙醇中，分别配制成0.05 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L乙醇钾标准溶液。
乙醇钾标准溶液的标定及工作曲线的绘制可用苯甲酸、碳酸钠、碳酸钡、石墨管理样品进行标定，一般选用碳酸钙或碳酸钡与试样分析手续一样进行标定。
用碳精粉绘制工作曲线分别称取0、10、20、……60㎎碳精粉置于瓷舟中，平铺适量助溶剂，经高温灼烧生成二氧化碳被乙醇—乙醇胺溶液吸收。用乙醇钾标准溶液滴定所消耗毫升数绘制工作曲线。
也可以用碳酸钡或碳酸钙代替碳精粉。
分析手续
先将燃烧炉炉温升至1200±50℃（与“硫及硫铁矿分析”中硫的燃烧法测定装置相同），调节空气流量为110~160个气泡/分，加入乙醇—乙醇胺吸收液20ml于吸收器中，用乙醇钾标准溶液滴定至吸
收液呈需要的蓝色。
准确称取0.05~0.5g试样均匀铺于瓷舟中，加约0.1g五氧化二钒助溶剂，然后将瓷舟推入燃烧管高温处，塞上橡皮塞，通入空气流。用0.1 mol/L或0.2 mol/L乙醇钾标准溶液滴定至蓝色不变为终点。
根据试验情况按滴定度或工作曲线计算试样中固定碳的含量。
萤石的分析
试剂
中性三氯化铝溶液8% 将8g三氯化铝溶于100ml水中，过滤后备用。
钙黄绿素—酚酞络合剂指示剂称取0.25g钙黄绿素和0.1g酚酞络合剂，与20g干燥的硫酸钾研磨均匀，贮于磨口瓶中，保持干燥。
EDTA标准溶液0.02 mol/L 称取8g乙二胺四乙酸二钠溶于1000ml水中。
标定吸取50ml氧化钙标准溶液（1ml含1㎎氧化钙），置于250ml 烧杯中，按试样分析手续用EDTA标准溶液滴定，计算EDTA标准溶液对氧化钙的滴定度。再换算为对氟化钙的滴定度。氧化钙换算为氟化钙的因数为1.3923。
分析手续
准确称取0.3g试样置于100ml烧杯中，加入10%乙酸8ml，盖上表皿，在沸水浴上加热30分钟，每隔5分钟用玻璃棒搅拌一次。吹洗表皿，用慢速定性滤纸过滤，用水洗涤燃烧杯及不溶残渣（总体积控制在30ml左右），滤液以250ml烧杯承接作测定碳酸钙用。
将不溶残渣及滤纸放入原烧杯中，用玻棒搅碎滤纸，用一小片滤纸将烧杯口擦净，加入三氯化铝溶液20ml，盖上表皿，煮沸5~10分钟，继续在沸水浴上加热1~1.5小时，经常搅拌并加水，以保持原来体积。用快速定性滤纸过滤，滤液用250ml容量瓶承接，用热水洗净烧杯及不溶物，用水稀释至刻度，摇匀。
吸取50~100ml溶液置于250ml烧杯中，加15%蔗糖溶液15ml、1:2三乙醇胺10ml和20%氢氧化钾溶液20ml（如试样含重金属，在加20% 硫基溶液2ml或10%氰化钾溶液5ml）。加入少许钙黄绿素—酚酞络合剂混合指示剂，在黑色背景下，用EDTA标准溶液滴定至绿色萤光消失，溶液变为紫红色即为终点。
%CaF2=(T×V)/m×100+0.30%
式中T—EDTA标准溶液对氟化钙的滴定度（g/ml）.
V—滴定消耗EDTA标准溶液的体积（ml）
m —分取试样重（g）
0.30%—被10%乙酸溶解得氟化钙的校正值。
二氧化钛
试剂
二氧化钛标准溶液1ml含100ug二氧化钛
标准曲线的绘制
吸取0、50、100、200……1000ug二氧化钛的标准溶液，分别置于100ml容量瓶中，用水稀释至50ml左右，加1:1磷酸4ml和1:1硫酸10ml，摇匀，冷却。加3%过氧化氢4ml，用水稀释至刻度，摇匀。用蓝色滤光片或在波长420nm处测量吸光度，绘制标准曲线。
分析手续
吸取系统分析溶液I25ml（视二氧化钛含量可另定），置于100ml 容量瓶中，用水稀释至50ml左右，加入1:1磷酸4ml（如铁的颜色未退尽，可适当多加1~2ml,但在标准系列中必须同时多加），加入1:1硫酸10ml，摇匀，冷却。加入3%过氧化氢4ml，用水稀释至刻度，摇匀，用标准曲线绘制手续测量吸光度。计算钛含量。
硫的测定
燃烧—碘量法
试样在通入空气或氧气的高温管式炉中，与1250~1300℃灼烧分解，使全部硫化物和硫酸盐转化为二氧化硫，用水吸收生成亚硫酸，以淀粉为指示剂，用碘标准溶液滴定。
硫酸钙和硫酸钡的分解温度较高（分别为1200℃和1500℃）。当有硫酸盐存在时，应加入一定量的铜丝或铜粉、二氧化硅、铁粉作助溶剂，以降低其分解温度。
本法可测定0.01~2%的硫。
试剂
碘标准溶液0.05 mol/L（或0.025 mol/L）称取碘2.5g（或1.25g）、碘化钾15g溶于2000ml水中，保存于棕色瓶中备用。用已知含硫量的标准样品按分析手续进行标定（或用砷标准溶液标定），计算碘标准溶液对硫的滴定度。
T=(S×m)/(V×100) （g/ml）
式中S—标准样品中硫的百分含量
V—滴定消耗碘标准溶液的体积（ml）
m —标准样品的重量（g）
分析手续
准确称取0.5g试样，置于经高温灼烧过的瓷舟中，覆盖铜粉（或
铜丝）约0.5g。在吸收器内加水80ml及1%淀粉溶液3ml，用碘标准溶液滴定使吸收液呈浅蓝色（不计读数）。将已装有试样的瓷舟送入已升温至1250~1300℃的燃烧炉管的中心部位，迅速塞紧橡皮塞，使气体完全导入吸收液中（气流每秒2~3个气泡）。由于引入二氧化硫使溶液蓝色消失，应随时滴加碘标准溶液保持浅蓝色，持续1分钟，蓝色保持不退即为终点（每测3~5个样，换一次吸收液）。根据碘标准溶液用量计算硫的百分含量。
%S=(V×T)/m×100
式中T—碘标准溶液对硫的滴定度（g/ml）
V—滴定所消耗碘标准溶液的体积（ml）
m —试样重量（g）
五氧化二磷
磷钒钼黄比色或分光光度法
试剂
碳酸钠—硝酸钾混合熔剂12:1 将一份硝酸钾研细，再与12份无水碳酸钠一起研磨，充分混匀。
硝酸（无色）将硝酸倒入烧杯中，加热煮沸至无色后冷却。贮于棕色磨口玻璃瓶中。
钒酸铵溶液0.3% 称1.5g钒酸铵（NH4VO3）溶于500ml 25%硝酸溶液中，搅拌使其溶解后，贮于棕色瓶中。
钼酸铵溶液10% 称10g钼酸铵（NH4）6Mo7O24·4H2O于100ml 水中，在60~70℃加热溶解（如有浑浊应过滤），用时配制。
若需先混合以上二试剂应在不断搅拌下，将配制的钼酸铵溶液慢慢倒入钒酸铵溶液中，再加如18ml硝酸。若有浑浊应过滤后使用。
五氧化二磷标准溶液称取0.1917g在110℃烘干的磷酸二氢钾（KH2PO4）于250ml烧杯中，用少量水溶解，转移至1000ml容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液1ml含100ug五氧化二磷。
比色系列及标准曲线
取0、5、10、20……120ug五氧化二磷标准溶液，分别置于100ml 比色管中，用水稀释至70ml，加硝酸（无色）6ml，摇匀，冷却。按顺序加入0.3%钒酸铵溶液8ml及10%钼酸铵溶液7ml（每加一试剂必须摇匀），用水稀释到刻度，摇匀。放置半小时，可用作目视系列
比色。
取0、50、100、200……1200ug五氧化二磷标准溶液，分别放入100ml容量瓶中，稀释至约70ml，同样按比色系列加硝酸、显色剂显色，稀释至刻度，摇匀，半小时后用3㎝比色杯于420nm（或蓝色滤光片）测量吸光度，绘制标准曲线。
分析手续
碳酸钠—硝酸钾半熔
准确称取0.4g试样，置于预先加有8g碳酸钠—硝酸钾混合熔剂的瓷坩埚中，充分搅匀后再覆盖一层混合熔剂。置于高温炉中升温至750℃并保持45分钟，取出冷却。将半熔物移入150ml烧杯中，用水洗净坩埚并稀释到50ml，加热煮沸数分钟，捣碎熔块。如出现高价锰的绿色，加入少许过氧化钠使锰沉淀并煮沸数分钟赶去过氧化氢，冷却。移入100ml容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。放置澄清或干过滤。吸取25ml（相当于0.1g试样），置于100ml容量瓶中，加对硝基酚指示剂1~2滴，用硝酸中和并过量6ml，摇匀，冷却。按比色系列配制手续显色，比色，或测量吸光度并计算磷的含量。
过氧化钠全熔
称取0.4g试样，置于高铝坩埚中，加3~4g过氧化钠，搅拌均匀或再覆盖一层过氧化钠。置高温炉中在700℃熔融，取出冷却，用水侵取。洗净坩埚，煮沸，过滤。滤液用100ml容量瓶承接，沉淀用热的2%碳酸钠溶液洗涤4~5次，冷却。用水稀释至刻度，摇匀。吸取25ml溶液按上述手续显色，比色或测量吸光度。测出磷来量后计算
磷的含量。
二氧化硅
试剂
硝酸 5 mol/L。
钼酸铵溶液10% 称取10g钼酸铵溶于100ml水中，溶解后过滤于塑料瓶中备用。
过硫酸铵溶液10% 水溶液，使用前配制。
二氧化硅标准溶液（碱性）1ml含0.5㎎二氧化硅。
二氧化硅标准溶液（酸性）吸取二氧化硅标准溶液（碱性）20ml，在摇动下放入已盛有1.5ml 5mol/L硝酸和20ml水的50ml容量瓶中，稀释至刻度，摇匀（此标准溶液与试样溶液制备同时进行）。此溶液1ml含0.2㎎二氧化硅（新鲜配制）。
钼酸铵混合显色液在使用前往750ml水中加入5 mol/L硝酸100ml，10%钼酸铵125ml、10%过硫酸铵25ml，摇匀（新鲜配制）。
标准曲线的绘制
吸取1ml含0.2㎎二氧化硅的标准溶液0.00、0.50、1.00、1.50……4.00ml于50ml容量瓶中，以钼酸铵混合显色液冲至刻度，立即摇匀。显色30分钟后，用波长420nm的滤光片、3㎝比色杯测量吸光度，60分钟内测完，绘制标准曲线。
分析手续
准确称取试样0.2g于银坩埚中，以数滴乙醇润湿，加入2g粒状氢氧化钠，加盖，放高温炉中，从低温开始逐渐升温至600~650℃时
保温3~5分钟，待试样熔融呈清亮后，取出冷却。小心加入80℃热水10ml，放置3~4小时，洗入盛有15ml 5mol/L硝酸的100ml容量瓶中，摇动容量瓶，并以5 mol/L硝酸数滴洗涤坩埚，待溶液完全冷却后，以水稀释至刻度，摇匀。
吸取已制备好的溶液10ml（相当于20㎎试样）于50ml容量瓶中，以钼酸铵混合显色液冲至刻度，摇匀。显色30分钟后，与标准曲线同时进行测定（如含量较低，可允许在2小时内测完）。然后再曲线上查出硅量后计算其含量。
1.1.1.产品规模 一级高岭土：12万吨/年；二级高岭土：8万吨/年 建筑用砂：5万吨/年；黄铁矿：1万吨/年。 工艺技术方案目前国内高岭土湿法深加工技术比起传统技术有所提高，但在关键技术和关键工艺方面仍然落后国外，特别在自动化程度、成套技术、生产效率和工艺稳定性等方面与欧美、日本还有较大差距。随着石化、造纸、陶瓷、耐火材料等行业的发展，这些行业对高档高岭土的需求在不断地上升，市场不断扩大。高档高岭土行业的发展瓶颈已经显现，需要更加先进的技术、工艺、装备，更加稳定的产品性能、高产能、高效率。 本项目采用自主研发的新技术、新工艺、新装备，淘汰落后的技术、工艺、装备和产能。本项目开发的新型捣浆机用于原料制浆过程中矿物的分散，比原来的制浆时间短，矿物与杂质分离的更完全，有助于后道工序的分选作业。新的分选装备小口径高压旋流器的开发，提高了更细粒级矿物的分级。高档高岭土生产线将采用新的干燥技术比原干燥节约用地70%，干燥效率提高了50%。整条生产线自动化程度提高了，降低了生产和管理成本，同时提高了生产流程的稳定性。项目使用自主开发专利技术 依据流程先后矿浆自流原则，依次布置。原料预处理车间布置在最高处，然后依次为制浆车间、分选车间、超细磨车间、超导磁选车间、压滤车间、干燥车间、轧粒包装车间、中尾矿处理车间。具体详见总平面布置图。
1.1. 2.主流程工艺流程主流程工艺详见附图2“主流程数质量流程图”，进料总量24.22万吨，生产 一级高岭土系列产品10.4万吨，二级高岭土系列产品8万吨，一级品三氧化二铝含量大于35%，铁含量小于0.5%，-2um以下88%，二级品三氧化二铝含量大于30%，铁含量小于0.8%，-2um以下75%。 1.1. 2.1.原料预处理系统运送至原料仓库的原料需要进行破碎至5cm以下。破碎后的原料再通过振动 筛给到皮带输送机，由皮带输送机输送至原料储存料仓。 1.1. 2.2.高浓度制浆系统原料储存料仓中的原料通过板式给料机按一定的给料量加入至捣浆池中，同时 加入水和能使矿浆分散的分散药剂，配制矿浆浓度30%左右，进行高速搅拌打散。 超细磨剥系统浓缩后的精矿矿浆加入混合分散剂，使矿浆完全分散，具有良好的流动性，控制矿浆浓度在45%左右，由变频螺杆泵输送至超细磨剥机进行研磨剥片。 1.1. 2. 3.分选、分级系统高速分散后的矿浆首先进入粗选作业，经过水力旋流器?200、?150，粗选后的 溢流矿浆再进入精选作业，分别经过?75、?25，最后经过超细分级高压旋流器?10。 1.1. 2.4.压滤系统经过分选后的精矿矿浆由柱塞泵输送至大型自动压滤机进行压滤脱水，把浓度为8% 的矿浆压滤成含水30%的半成品。 1.1. 2.5.干燥系统 经过压滤脱水后的半成品送至干燥架进行自然干燥，干燥后成品含水为15%左右。 1.1. 2.6.轧粒、包装系统干燥后的成品运送至轧粒、包装车间，经过破碎机把干燥后的高岭土泥饼破碎 机至3cm～5cm粒径大小的粒状，再经过提升机提升至成品缓冲料仓，然后通过自动卸料方式进入自动包装机进行包装。 1.1. 2.7.中尾矿处理系统经分选系统中粗选作业处理后得到的尾矿以及由?25水利旋流器分选后的尾 矿再经过堆放、风化、解离后加水、分散剂进行二次三次选别，浓缩、压滤、干燥、轧粒包装。 最终产生的粗尾矿再次经过摇床等粗选设备进行粗尾矿的选别作业，分选出石英砂、黄铁矿、高岭土。 1.1. 2.8.选矿废水净化系统主流程和中尾矿系统中压滤机排出的含酸性比较强的废水、浓缩过程中排出 的废水、清洗压滤布产生的废水均排到废水处理系统，通过加入混合药剂，中和掉多余的硫酸根离子等，净化水质，净化后的水进入到循环水池再利用。在制浆过程中需要加入碱性分散剂，而处理后的水偏碱性，这样可以节约大量的药剂。 1.1. 2.9.超细改性系统为开拓占领高端市场，项目设计充分利用公司取得的超细改性工艺技术，建设一 条利用本项目生产的一级高岭土为原料，通过超细改性工艺的2000吨/年的改性高岭土生产线。 1.1. 2.10.破碎系统、原料储存系统原料从公司厂矿或车站码头用自卸车、集装箱货车或农用货车等 运至原料仓库储存。原料棚建在主流程原料棚的北侧山坡上，面积约350m2。根据需要对原料进行
专题3从铝土矿到铝合金 教学目标: 知识与技能: 1、了解地壳中铝元素的含量，知道铝元素在自然界中的主要形式，了解工业上从铝土矿获得铝的方法，金属铝的冶炼方法及变化过程。 2、知道铝、氧化铝的性质，了解铝及其化合物在生产中的重要应用。 3、了解两性氧化物的概念，知道氧化铝是两性氧化物。 过程与方法: 通过探究活动进一步了解探究学习的一般方法；尝试采用联想、类比等方法学习新知识，学习构建知识的常见方法。 态度与价值观: 1、通过学习金属铝冶炼方法的变化，体验化学科学的发展对人类生活的影响。 2、通过学习铝及其化合物在生产、生活中的重要应用，进一步认识化学与生产的关系。 教学重点: Al2O3的两性。 教学难点: Al2O3的两性。 教学方法: 试验探究、设疑、讨论、归纳总结。 教学过程: [导入新课]铝是大自然赐予人类的宝物，但人们对它的认识经历了较为漫长的
过程。19世纪中期，法兰西第二共和国总统破仑三世，珍藏着一套铝制餐具平时舍不得用，直到国宴时才拿出来炫耀一下，而元素周期表的创始人门捷列夫在受到英国皇家学会的表彰时，得到却是一只铝杯呢？其实当时铝的冶炼相当的困难，从而导致了铝的价格相当的昂贵，甚至超过了当时的黄金，随着科技的发展，直到1886年电解法制铝工艺的发明，使铝在生产、生活中的应用得以迅速的普及，今天我们就来学习怎样从铝土矿中提取铝。 板书：从铝土矿中提取铝 板书：一、铝的存在形式、地壳中含量、物理性质以及用途 [学生举例]： [教师提问]我们今天大多数使用的都是单质态的铝，由于铝土矿是地壳铝元素的主要存在形式之一，因此我们采用铝土矿作为原料来提取铝。 [教师]展示铝土矿的图片 [学生]观察。 [教师讲解]我们来认识铝土矿，铝土矿的主要成分为氧化铝，还有少量的氧化铁和二氧化硅等杂质。 [学生]观察、倾听。 [教师]请同学们阅读62页，图3-2 从铝土矿制备铝的工艺流程 思考该工艺分哪几步？每一步操作的作用？ [学生]阅读、思考讨论 [教师提问]用NaOH溶液溶解铝土矿的目的是什么？ [教师讲解]在这里溶解Al2O3用的碱，生成了一种钠盐和水，我们把它叫做偏铝酸钠，Al2O3是碱性氧化物我们在初中时候就已经学习过，那么Al2O3也可以和
煤系固体废弃物（煤矸石）处理工艺设计 煤系固体废弃物主要成分为煤矸石、粉煤灰和锅炉渣。煤矸石的来源于煤的开采、加工过程。粉煤灰和锅炉渣来源于煤的利用过程(火力发电)。本工艺设计主要针对煤矸石的资源化处理。 一、煤矸石的来源 煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排出的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。它包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。一般每采1t原煤排出矸石0.2t左右。 煤矸石是指煤矿在建井、开拓掘进、采煤和煤炭洗选过程中排出的含碳岩石及岩石，是指煤矿建设生产过程中所排放出的固体废弃物的总称。煤矸石的来源主要有以下三个方面 （1）岩石巷道掘进时产生的煤矸石，通常称为原矿石，占煤矸石的60%-70%。主要岩石有泥岩、页岩、粉砂岩、砂岩、砾岩、石灰岩等。 （2）采煤过程中从顶板、底板和夹在煤层中的岩石夹层里所产生的煤矸石，占煤矸石的 10%-30%。煤层顶板常见的岩石包括泥岩、粉砂岩、砂岩、砂砾岩；煤层底板的岩石多为泥岩、页岩、黏土岩、粉砂岩；煤层夹肝的岩石有黏土岩、碳质泥岩、粉砂岩、砂岩等。 （3）煤炭分选或洗选过程中产生的煤矸石，又被称为洗矸石，约占煤矸石的5%。其中主要由煤层中的各种夹石如高岭石、黏土岩、黄铁矿等组成。 二、煤矸石的特性 2.1 煤矸石的组成 煤矸石的组成有有机物（含碳物）和无机物（岩石物质）组成的混合物。一般，煤矸石的热值：837~418KJ/kg。 煤矸石的化学组成，% 主要矿物包括高岭土、石英、蒙脱石、长石、伊利石、石灰石、硫化铁、氧化铝等。 2.2 煤矸石的外观特征和显微结构 2.2.1 外观特征碳质页岩为黑色或黑灰色，层状结构，表面有油脂光泽，不完全理解，不规则块状，断面参差，易碎，滴入稀盐酸有小气泡缓慢放出。 泥质页岩为黄灰色或黑褐色，土状光泽，有松疏的黑色小粒，片状结构，不完全理解，质软性脆，不规则块状，易碎，滴入稀盐酸不起反应。 砂质页岩为深灰色或灰白色，腊状光泽，结构较泥质、碳质页岩粗糙坚硬，组成均一，沿层理有草叶状条痕，极不全完解理，滴入稀盐酸有气泡放出，还有铁锈斑点。 2.2.2显微结构 碳质页岩以不透明黑色矿物为主，有少量石英和粘土矿，泥质页岩以石英为主，有一定量的不透明黑色矿物和少量云母；砂质页岩主要是石英和云母，还有一定量的不透明矿与碳酸盐矿物，石英颗粒较粗。碳质页岩和泥质页岩在出煤井时含有较多的碳质，往往还含有胶质有机物、树脂，孢子以及其他植物残体，随着含量的增加岩石颜色加深，经长期堆积，内部发热自燃，大部分已起一定煅烧作用，使表面形成一层很厚的硫酸铝或其他复盐。砂质岩出井煤时，块度较其他页岩大，难粉碎，不自燃，难风化。 2.3 煤矸石的物理特性 1、可塑性 煤矸石必须经细碎后才有塑性，矸石中砂岩塑性较页岩差。混合矸石经粉碎至250目筛筛余>2%时,其可塑指标可达2.8~3相应含水率为23~25%,如果进一步细碎至300目筛筛余<2%,则塑性会更大.
《从铝土矿中提取铝》教案 教学安排：1课时 课型：新授课【教学理念】 本堂课的内容为《从铝土矿中提取铝》，本节课遵循新课程标准提出的“学为主体，教为主导“的教学理念。紧密联系生活实际，做到”从生活走进化学，从化学走向社会“的观念。 【教材分析】 一、教材内容、地位与作用 本节课是选自苏教版化学必修1第三专题第一单元第一课时的内容，从铝土矿中提取铝这堂课的内容是教学考纲中的一个重要知识点，同时也是高中阶段无机化合物学习的一个重要组成部分。对于教材的前后内容而言，它是对专题二的无机化合物学习的延续，同时也是人类发现化学物质过程的一个强化。对于整个阶段的化学学习有一个延续的作用。 二、教学目标 根据《新课程标准》以及《高中化学教学参考》确立了三维目标如下： 知识与技能：理解从铝土矿制备铝的工艺流程； 掌握从铝土矿制备铝工业中的主要反应方程式。 过程与方法：通过学习从铝土矿中提取铝的工艺流程，培养分析、归纳、概括知识的能力。 情感态度与价值观：培养科学学习习惯于热爱科学的情操。 三、教学重点、难点 重点：从铝土矿制备铝的工艺流程及其重要反应方程式； 难点：从铝土矿制备铝的工艺流程及其重要反应方程式。 【学情分析】 一、知识结构与方法基础
本节课所面对的学生，已经学习非金属元素氯、溴、碘及其化合物的性质与应用和金属元素钠、镁及其化合物的性质与应用，对于无机化合物有了一定的知识结构。同时通过专题一得学习，知道了人们认识化学物质的基本方法，拥有了一定的方法基础。 二、年龄段特点 处于高一这个年龄段的学生，思维的逻辑性并不太强，对于理论性的知识学习情趣与学习能力也不太强。但是群体好奇心强，对于探究性活动与实验活动的学习兴趣比较的高。因此课堂设计必须要适应于学生的这一年林孤单特点。 【教学方法】 一、教法：讲述法 讲述法是最传统的教学方式，同样是化学教学中教普遍使用的教法。本节课主要教学内从铝土矿制备铝的工艺流程，对于流程的讲述，采用讲述法能更好的掌握课堂进度，完成教学内容。 二、学法：小组讨论法 学生通过积极参与课堂，进行小组讨论，既是一种知识学习的良性竞争，又可以培养学生自主学习能力，在学会知识的同时学会学习，乐于学习。 【教学手段】 【教学流程】
《从铝土矿中提取铝》教学设计(苏教版) 王家旺一、教学内容及分析 本课以从铝土矿中提取铝的工艺流程为知识载体，以探讨AlO的化学性质为主线，围绕这一主线32设计相应的探究活动，激发学生的探究热情。通过自学导学、实验探究、讨论交流，提高学习的积极性和主动性，激发学习热情，同时给学生创设了自主学习的机会和发现问题的空间；在探究活动、分析与工艺流程的过程中、以及工艺流程的改进等一系列学习活动中，学生不仅可以主动获得知识，得到解决问题的一般方法，还能体验科学学习的过程，形成终身学习的能力，提高自身的学习素养。 二、教材分析： 根据《学科教学指导意见》的要求是：了解地壳中铝元素的含量，知道铝元素在自然界的主要存在形式，了解从铝土矿中获得铝的方法,从炼铝方法的变化体验化学科学的发展对人类生活的影响；通过实验探究，了解氧化铝的性质，尤其是AlO的两性，而AlO两性知识又在铝三角中起着举足轻重3322的作用，所以决定了本节知识在本模块中的重要作用与地位。 三、教学目标: 【知识与技能】: 1、了解地壳中铝元素的含量，知道铝元素在自然界中的主要形式。 2、了解工业上从铝土矿中获得铝的方法，金属铝的冶炼方法及变化过程，知道氧化铝的两性。【过程与方法】: 通过探究活动，采用预测归纳、探究辨析等方法，学会发现问题、提出问题、分析问题、解决问题，培养勇于创新、敢于质疑和合作的精神。 【情感态度与价值观】: 1、通过学习金属铝冶炼方法的变化，体验化学科学的发展对人类生活的影响。 2、通过探究活动，培养主动参与交流、合作的精神。 四、教学重点:铝土矿提取铝的化学原理和AlO的两性23教学难点:AlO的两性32五、教学方法: 实验探究、自主学习、分析思考、讨论、交流评价、归纳总结。 六、教学过程: （一）、课堂引入
高纯纳米三氧化二铝在陶瓷中的作用-降低烧结温度 氧化铝陶瓷（alumina ceramics ）是一种以a-AI2O3为主晶相的陶瓷材料，由于a-AI2O3具有熔点高，硬度大，耐化学腐蚀，优良的介电性，是氧化铝各种形态中最稳定的晶型，也是自然界中惟一存在的氧化铝的晶型。 用a -AI2O3为原料制备的氧化铝陶瓷结构件材料，其机械性能、高温性能、介电性能及耐化 学腐蚀性能都是非常优异的。 影响预烧质量的因素： 1）工业中预烧氧化铝时，通常要加入适量的添加物，如H3BO4, NH4F, AIF3、高纯纳米氧 化铝（VK-L30）等，。添加物可以降低预烧温度、促进晶型转化、排除Na2O等杂质。加入5%~15%的高纯纳米氧化铝，可以降低烧结温度50-100 度。 添加剂的影响： 由于AI2O3 陶瓷坯体熔点高，较难烧结，若加入某种添加剂，则可以改善烧结性能，促进烧 结。就添加剂来说，大致可分为以下两大类：一类是与Al2O3生成固溶体，一类是能生成液相。 第一类添加剂为变价氧化物，有高纯纳米氧化铝（VK-L30）、TiO2、Cr2O3、Fe2O3及MnO2等。由于其晶格常数与Al2O3的相接近，因此通常能与Al2O3生成固溶体。同时它们是变价氧化物，由于变价作用，使AI2O3 瓷产生缺陷，活化晶格，促进烧结。尽管添加剂有多种，对于高纯瓷件来说最适合的添加剂为高纯纳米氧化铝（VK-L30）。例如，加入5~15%的高纯纳米氧化铝，可以使Al2O3瓷的烧结温度降低50~150C，大大节约能源，并且高纯纳米氧化铝不属于外来杂质，大大提高了产品质量。 另一类添加剂即由于生成液相，降低烧成温度而促进Al2O3的烧结。这一类添加剂有高岭土、 SiO2、CaO、MgO 等。这时由于它们能与其它外加剂生成二、三元或更复杂的低共熔物。由于出现液相，即液相对固相的表面湿润力和表面张力，使固相粒子靠紧并填充气孔。氧化铝陶瓷的性能与应用 1. 性能 （1）机械强度高。Al2O3瓷烧结产品的抗弯强度可达250MPa，热压产品可达500MPa。Al2O3 成分愈纯，强度愈高。强度在高温下可维持到900 C。利用其机械强度，可以制成装置瓷和 其他机械构件。添加纳米氧化铝烧结的陶瓷强度提高，不容易断裂。 ⑵电阻率高，电绝缘性能好。常温电阻率1015 Q ? cm,绝缘强度15kV/mm。利用其绝缘性 和强度，可以制成基板、管座、火花塞、电路管壳等。 （3）硬度高。莫氏硬度为9,加上优良的抗磨损性,广泛用以制造磨轮、磨料、拉丝模、挤压模、轴承等。 ⑷熔点高，抗腐蚀。熔点2050 C,能较好地抗Be、Sr、Ni、Al、V、Ta Mn、Fe、Co等熔 融金属的侵蚀。对NaOH、玻璃、炉渣的侵蚀也有很高的抵抗能力。因此可用作耐火材料、炉管、玻璃拉丝坩埚、空心球、热电偶保护套等。 （5）化学稳定性优良。许多复合的硫化物、磷化物、氯化物、氧化物等以及硫酸、盐酸、硝 酸、氢氟酸均不与Al2O3作用。因此Al2O3可以制成坩埚、人体关节、人工骨、羟基磷灰石涂层多晶氧化铝陶瓷人工牙齿等。 ⑹光学特性。可以制成透光材料（透光Al2O3 瓷）,用以制造钠蒸汽灯管、微波整流罩、红 外窗口、激光振荡元件等。
2011年高一化学教学案：3《从铝土矿中提取铝》（苏教版必修1）
班级：高一（）姓名：学号成绩 专题3 从矿物到基础材料 从铝土矿中提取铝 【学海导航】 1.了解地壳中铝元素的含量，知道铝元素在自然界的主要形式，了解工业上从铝土矿获得铝的方法，从金属铝冶炼方法的变化体验化学科学的发展对人类生活的影响。 2.了解两性氧化物的概念，知道氧化铝是两性氧化物 3．通过相关探究活动进一步了解学习的一般过程和方法 学习方法：观察实验→对比归纳→深化认识→形成网络→提高能力。 【主干知识】 1. 元素是地壳中含量最多的金属元素，约占地壳总量的。在地壳中含量依次降低的金属是、、。 2.铝土矿的主要成分为，还有少量的、等杂质。
3.从铝土矿制备铝的工艺流程图 4.铝土矿中的氧化铝能与氢氧化钠溶液反应，生成，向其溶液中通入二氧化碳，生成和。 写出上述两个化学反应方程式； 。5. 由于氧化铝较稳定，而铝单质的性质又较活泼，因此，工业上采用方法冶炼铝，反应方程式为 。 冰晶石在冶炼中所起的作用，其成分是 6.我们把既可以跟酸反应生成盐和水，又可以跟碱反应生成盐和水的氧化物称为，如、、。 【精彩例题】 例题1 某混合物A，含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现下图所示的物质之间的变化：据此判断：(1)固体B所含物质的
化学式。 (2)固体E所含物质的化学式。 (3)反应①的离子方程式为。 【巩固练习】 1．从铝土矿制备铝所涉及的下列有关反应中，属于氧化还原反应的是 A.铝土矿溶于NaOH溶液中 B.偏铝酸钠溶液的酸化 C.灼烧氢氧化铝固体 D.电解熔融的氧化铝 2.将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是 A．稀硝酸B．稀盐酸C．硝酸铜
氧化铝的生产工艺流程 从矿石提取氧化铝有多种方法，例如:拜耳法、碱石灰烧结法、拜耳-烧结联合法等。拜耳法一直是生产氧化铝的主要方法，其产量约占全世界氧化铝总产量的95％左右。70年代以来，对酸法的研究已有较大进展，但尚未在工业上应用。 拜耳法 系奥地利拜耳（K.J.Bayer）于1888年发明。其原理是用苛性钠（NaOH）溶液加温溶出铝土矿中的氧化铝，得到铝酸钠溶液。溶液与残渣（赤泥）分离后，降低温度，加入氢氧化铝作晶种,经长时间搅拌,铝酸钠分解析出氢氧化铝，洗净,并在950～1200℃温度下煅烧，便得氧化铝成品。析出氢氧化铝后的溶液称为母液，蒸发浓缩后循环使用。 拜耳法的简要化学反应如下： 由于三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石的结晶构造不同,它们在苛性钠溶液中的溶解性能有很大差异,所以要提供不同的溶出条件，主要是不同的溶出温度。三水铝石型铝土矿可在125～140℃下溶出，一水硬铝石型铝土矿则要在240～260℃并添加石灰（3～7％）的条件下溶出。 现代拜耳法的主要进展在于：①设备的大型化和连续操作；②生产过程的自动化；③节省能量，例如高压强化溶出和流态化焙烧；④生产砂状氧化铝以满足铝电解和烟气干式净化的需要。拜耳法的工艺流程见图1。 拜耳法的优点主要是流程简单、投资省和能耗较低，最低者每吨氧化铝的能耗仅3×106千卡左右，碱耗一般为100公斤左右（以Na2CO3计）。 拜耳法生产的经济效果决定于铝土矿的质量，主要是矿石中的SiO2含量，通常以矿石的铝硅比，即矿石中的Al2O3与SiO2含量的重量比来表示。因为在拜耳法的溶出过程中，SiO2转变成方钠石型的水合铝硅酸钠(Na2O·Al2O3·1.7SiO2·nH2O)，随同赤泥排出。矿石中每公斤SiO2大约要造成1公斤Al2O3和0.8公斤NaOH的损失。铝土矿的铝硅比越低，拜耳法的经济效果越差。直到70年代后期，拜耳法所处理的铝土矿的铝硅比均大于7～8。由于高品位三水铝石型铝土矿资源逐渐减少，如何利用其他类型的低品位铝矿资源和节能新工艺等问题，已是研究、开发的重要方向。 碱石灰烧结法 适用于处理高硅的铝土矿，将铝土矿、碳酸钠和石灰按一定比例混合配料，在回转窑内烧结成由铝酸钠(Na2O·Al2O3)、铁酸钠(Na2O·Fe2O3、原硅酸钙（2CaO·SiO2）和钛酸钠（CaO·TiO2组成的熟料。然后用稀碱溶液溶出熟料中的铝酸钠。此时铁酸钠水解得到的NaOH也进入溶液。如果溶出条件控制适当，原硅酸钙就不会大量地与铝酸钠溶液发生反应，而与钛酸钙、Fe2O3·H2O 等组成赤泥排出。溶出熟料得到的铝酸钠溶液经过专门的脱硅过程，SiO2O形成水合铝硅酸钠(称为钠硅渣)或水化石榴石3CaO·Al2O3·xSiO2·(6－2x)H2O沉淀(其中x≈0.1),而使溶液提纯。把CO2气体通入精制铝酸钠溶液，和加入晶种搅拌，得到氢氧化铝沉淀物和主要成分是碳酸钠的母液。氢氧化铝经煅烧成为氧化铝成品。水化石榴石中的Al2O3可以再用含Na2CO3母液提取回收。
水泥熟料形成热的计算方法 熟料形成热的计算方法很多，有理论计算方法，也有经验公式计算方法。 现介绍我国《水泥回转窑热平衡、热效率综合能耗计算通则》中所采用的方法。首先是按照熟料成分、煤灰成分与煤灰掺入量直接计算出煅烧1kg 熟料的干物料消耗量， 然后再计算形成lkg 熟料的理论热消耗量。 若采用普通原料(石灰石、粘土、铁粉)配料，以煤粉为燃料，其具体计算方法如下： 首先确定计算基准，一般物料取1kg 熟料，温度取0℃，并给出如下已知数据：(1)熟料的化学成分；(2)煤的工业分析及煤灰的化学成分*（*若采用矿渣或粉煤灰配料还应给出矿渣或粉煤灰的化学成分及配比）；(3)熟料单位煤耗，对于设计计算要根据生产条件确定，对于热工标定计算通过测定而得。 （一）生成lkg 熟料干物料消耗量的计算 1．煤灰的掺入量 A m =1 100 r ar m A α (1-1) 式中 A m ──生成lkg 熟料，煤灰的掺入量(kg ／kg-ck)； r m —每熟料的耗煤量(kg ／kg-ck) A ar ──煤灰分的应用基含量(％) α── 煤灰掺入的百分比(％)。 2．生料中碳酸钙的消耗量 CaO CaCO A A K r CaCO M M m CaO CaO m 33 100? -= (1-2)ar 式中 m r CaCO3，──生成lkg 熟料碳酸钙的消耗量(kg ／kg —ck)； CaO k ──熟料中氧化钙的含量(％)； CaO A ──煤灰中氧化钙的含量(％)； M caCO3、M CaO ──分别为碳酸钙、氧化钙的分子量； A m ──同(1-1)式
3．生料中碳酸镁的消耗量 m r MgCO3= MgO MgCO A A K M M m MgO MgO 3 100? - (1-3) 式中 m r MgCO3──生成lkg 熟料碳酸镁的消耗量(kg ／kg —ck) MgO A ──煤灰中氧化镁的含量(％)； MgO K ──熟料中氧化镁的含量(%)； M MgCO3、M MgO ──分别为碳酸镁、氧化镁的分子量； A m ──同(1-1)式。 4．生料中高岭土的消耗量 2 2H AS r m =3 2221003232O Al H AS A A K M M m O Al O Al ? - (1-4) 式中 22H AS r m ——生料中高岭土的含量(kg ／kg —ck)； Al 2O 3k ──熟料中三氧化二铝的含量(％)； Al 2O 3A ──煤灰中三氧化二铝的含量(％)； 22H AS M 32O Al M ──分别为高岭土和三氧化二铝的分子量； A m ──同(1-1)式。 5．生料中CO 2的消耗量 2 CO r m =3 23 CaCO CO CaCO r M M m +3 23 MgCO CO MgCO r M M m (1-5) 式中 2CO r m ──生成lkg 熟料CO ：的消耗量(kg ／kg —ck)； 3MgCO r m 3CaCO r m ──同(1-3)、(1-2)式 2CO M 3CaCO M ──二氧化碳的分子量； 3MgCO M 3CaCO M ──分别为碳酸镁及碳酸钙的分子量。 6．生料中化合水的消耗量 2 222 222H AS O H H AS O H r M M m m = (1-6) 式中 O H r m 2──生料中化合水的含量(kg ／kg —ck)；
年级：高一 学科：化学 执笔：潘旭 审核： 课时及内容：1课时 课型：新授课 使用时间 专题三 第一单元 铝的提取以及铝的氧化物 【学习目标】 1、了解铝元素在地壳中的存在、含量及氧化铝、氢氧化铝在生产生活中的用途； 2、运用铝的化合物的性质和转化关系等知识，理解从铝土矿提取铝的化学原理。 【课前预习】 【课堂反馈】 提取步骤 从铝土矿中提取铝 对比一下镁和铝的提取，看有没有相似之处？ Mg(OH)2 MgCl 2溶液 CO 2 写出Mg 提取的所涉及的化学方程式。哪些化学方程式为氧化还原反应，氧化剂，还原剂各是什么物质？ 【练习】 1、从铝土矿制备铝所涉及的下列有关反应中，属于氧化还原反应的是：（ ） A.铝土矿溶于NaOH 溶液中 B.偏铝酸钠溶液的酸化 C.灼烧氢氧化铝固体 D.电解熔融的氧化铝 Al 海水（MgCl 2） 铝土矿（主要成分Al 2O 3） 纯MgCl 2 Mg 高纯度Al 2O 3 溶解：Al 2O 3+2NaOH=2NaAlO 2+H 2O 酸化：NaAlO 2 +CO 2+ 2H 2O = Al(OH)3↓+ NaHCO 3 灼烧：2Al(OH)3=Al 2O 3+3H 2O 电解： 2Al 2O 3========4Al+3O 2↑ 通电 Na 3AlF 6
2、下列有关铝土矿中提炼铝的说法不正确的是( ) A．铝土矿中的铝元素是以化合物的状态存在的，需用化学方法把铝元素变成单质状态。 B．提炼过程中，先将铝土矿净化提取氧化铝,再进行冶炼。 C．可用常见的还原剂把氧化铝中的铝还原出来。 D．冶炼铝的方法同工业冶炼钠、镁相似, 可用电解法。 3、从铝土矿制备铝所涉及的前两个反应，改写成离子方程式。 __Al2O3+ __NaOH=________+_________离子方程式为：___________________________ __NaAlO2+__CO2+__H2O=________+_________离子方程式为________________________ 氧化铝 难溶；难熔；高硬度；用途：____________________ 两性氧化物——既能与酸反应又能碱反应生成盐和水的氧化物 与酸的反应 Al2O3 + 6HCl == 2AlCl3 + 3H2O 离子方程式为____________________________ 与碱的反应 Al2O3 + 2NaOH == 2NaAlO2 + H2O 离子方程式为____________________________ 【反馈练习】 1、某固体物质X，既能与稀盐酸反应，又能与氢氧化钠反应，则X可能是（） A、Fe2O3 B、Al2O3 C、FeO D、MgO 2．分别向下列溶液中通过量的二氧化碳气体，最终有白色沉淀的是: A．氢氧化钠溶液B．氯化钙溶液C．偏铝酸钠溶液D．澄清石灰水 3．对氧化铝的分类中正确的是（） A．酸性氧化物B．碱性氧化物C．两性氧化物D．不成盐氧化物 4．下列说法正确的是( ) A.铝土矿的主要成分是氧化铝 B.红宝石的主要成分是氧化铝，属于碱性氧化物 C.铝制品在空气中具有较强的抗腐蚀性，可以用于盛放酸或碱 D.在电解熔融氧化铝时，常用冰晶石使氧化铝熔融温度降低 5．在地壳中含量最高的金属元素是，非金属元素是；铝元素在地壳中主要以态存在，其主要矿物是；氧化铝是典型的两性氧化物，在一定条件下，既可以和酸反应生成盐和水，又可以和碱反应生成盐和水， 6、工业上用铝土矿(主要成分是Al2O3，还有少量的Fe2O3、SiO2)提取冶炼铝的原料氧化铝。工艺流程如下图： (1)原料A的名称是，步骤①反应的离子方程式。 (2)滤液l中要加入稍过量的原料B，原料B的化学式是，步骤②反应的离子方程式是。
高一化学：27从铝土矿中提取铝
27从铝土矿中提取铝 班级_______姓名_________学号_______ [学习目标] 1、了解地壳中铝元素的含量，知道铝元素在自然界的主要存在形式。 2、了解工业上从铝土矿中提取铝的方法。 【课前检测】 1、⑴写出表示氧化铝是两性氧化物的离子方程式 ， ⑵写出表示是氢氧化铝两性氢氧化物的离子方程式： ， 【情景设计】 铝是大自然赐予人类的宝物，但人们对它的认识经历了较为漫长的过程。在自然界，铝元素以稳定的化合态存在，如 ，因而早期制备铝比较困难。19世纪中期，铝十分昂贵，甚至超过了当时黄金的价格。直到1886年，电解法制取铝工艺的发明，才使得生产生活中的应用得以普及。成为现代文明不可缺少的物质基础。 一、 从铝土矿中提取铝 1、铝元素占地壳总量的7.73%，是地壳中含量最多的 元素，它主要以 形式存在于 （主要成分为 ，还有少量的Fe 2O 3，SiO 2等杂质）。 【交流讨论】 若给你一块铝矿石, 要想从中提取铝，你首先要对这块矿石做哪些处理？ 2、工业冶炼铝的流程
写出流程中的有关化学反应方程式 从铝土矿中提取铝的过程中的化学方程式或离子方程式 ① ② ③ ④ 【问题思考】1、NaOH溶解铝土矿后，滤液中的 主要成分是什么？ 2、我们在酸化的时候用到的是CO 2气体，那么可 不可以用HCl呢？ 3、电解法炼铝时，添加冰晶石（Na 3AlF 6 ）的作 用是 【知识拓展】P66 二、明矾——做净水剂 1、明矾是一种（由两种或两种以上阳离子和一种阴离子组成的盐），化学式为 是一种常见的。标第一 明矾溶于水后发生电 离：，电离出的Al3+与水反应生成，方程式为。Al(OH) 3胶体具有很强的吸附能力，它能凝聚水中的悬浮 物并使之沉降，从而达到净水的目的。 2、向明矾溶液中加入氢氧化钡会有什么现象？并写出离子反应方程式 ，【当堂训练】
酒石酸异构体对EDTA间接滴定法测定三氧化二铝的影响 摘要：应用间接滴定法测定铝土矿、高岭土、黏土等矿石中的三氧化二铝，试验了不同种类的酒石酸掩蔽钛对三氧化二铝测定结果的影响。建议选择左旋体或右旋体酒石酸作掩蔽剂，尽量不要选择内消旋体酒石酸，更不能选择外消旋体酒石酸。采用酒石酸钾钠作掩蔽剂，三氧化二铝的测定结果良好，方法快速、简便。 关键词：酒石酸；异构体；酒石酸钾钠；三氧化二铝；滴定法 在铝土矿、高岭土、黏土的日常分析中，Al2O3的EDTA滴定方法有两种，即间接滴定法和氟化钠（钾）取代法。间接滴定法[1]是在含Al的溶液中加入过量的EDTA，调节pH为5.9，将溶液煮沸使Al完全络合，选用适宜的指示剂，然后用其他金属盐回滴过量的EDTA，从而得出Al2O3量。另一种为氟化钠（钾）取代法[2][3][4][5]，即在测Al溶液中，先加入EDTA与溶液中金属离子络合，再加入氟化钠（钾）取代Al-EDTA 配合物中的EDTA。然后用锌盐（铜盐或铅盐）滴定释出的EDTA，以求得Al2O3的含量，这种方法选择性较高；但流程较长。 在间接滴定法中，溶液中Fe、Ti干扰测定，对于Fe的干扰，通常不采用分离的方法，而是先滴定Al、Fe合量，再另取溶液测定Fe含量，然后相减得Al含量；对于Ti的干扰，常采用直接掩蔽的方法。目前用来掩蔽Ti的掩蔽剂有苯四酰苯胲（钽试剂）、磷酸盐、乳酸以及酒石酸[6]等。相比于氟盐取代法，酒石酸掩蔽法具有快速、简便的特点。酒石酸存在三种异构体（右旋酒石酸、左旋酒石酸和内消旋酒石酸），本文考察了不同的酒石酸对EDTA滴定法测定Al2O3的影响，试验了酒石酸钾钠作为掩蔽剂测定Al2O3的可行性。 1 酒石酸的物理性质 酒石酸能与多种金属离子配合形成配合物。酒石酸分子中有两个手性碳原子，存在三种立体异构体：右旋体酒石酸、左旋体酒石酸和内消旋酒石酸[7] [9]。工业产品中还存在一种酒石酸，即外消旋酒石酸[8]，实际为左旋体酒石酸和右旋体酒石酸的混合物或化合物（结晶时温度高于27℃，得到外消旋化合物；温度低于27℃时，得到外消旋混合物[7]），并不是另一种酒石酸异构体形式。 四种酒石酸的一般物理性质见表1。左旋体酒石酸、右旋体酒石酸的溶解度最大且相当；内消旋体酒石酸次之，外消旋体酒石酸最小。 表1 酒石酸的物理性质[7] Table1 Physical characteristics of tartaric acids 酒石酸熔点/℃ 比旋光度/ （25%水溶液） 溶解度/ （g/100g水） 密度/ （g/cm3） p Ka1 p Ka2 右旋体170 ＋12°139 1.760 2.93 4.23 左旋体170 －12°139 1.760 2.93 4.23 内消旋体140 不旋光125 1.667 3.11 4.80 外消旋体206 不旋光20.6 1.680 2.96 4.24 2 实验部分 2.1溶解度试验 各种酒石酸的溶解度不同。分别从天津、上海、成都等地厂家订购了三种不同异构体的酒石酸产品，并与酒石酸钾钠一起进行溶解度试验。从表2看出，在室温较低（15℃）的情况下，外消旋体酒石酸和内消旋体酒石酸的溶解度并不理想，即使是在常温（25℃）下，外消旋体酒石酸的溶解度也达不到理想数值。 表2 酒石酸及酒石酸钾钠溶解度试验
从铝土矿中提取铝 一、学习任务分析 本节课选自苏教版高中化学必修1专题第三单元的第一课时，主要内容为从铝土矿中提取单质铝的制备工艺以及铝合金的应用。本节课是学生第一次系统学习从矿物质从提金属单质，对学生学习其它金属的提取有着指导作用，同时也为后面学习氧化铝和氢氧化铝的性质奠定良好的基础。 重难点：从铝土矿中提取铝的制备工艺 二、学习者分析 本节课面对的是高一的学生，他们思维活跃且充满对新知识的求知欲，而且在日常生活中经常接触铝，这为学生们学习好这堂课有极大的帮助。但是学生还可可能存在对实验的分析能力和迁移能力差等问题 三、教学目标 知识与技能：1、能完整的说出从铝土矿中提取铝的制备工艺的流程 2、能正确书写相关的反应方程式 3、知道铝在生活中的应用 过程与方法：以实验探究为主线，通过实验观察和讨论交流，来学习从铝土矿中制备铝的工艺流程和原理 情感态度与价值观：通过从铝土矿中提取铝的制备工艺中，切身体会化学与生活息息相关，提升学好化学服务社会的责任感和使命感 四、教学准备：氧化铝，氧化铁，氢氧化钠溶液，偏铝酸钠溶液，二氧化碳 气体，课件，多媒体设备 五、教学过程 一、情境创设，导入新课 教师活动：展示生活中常见的铝制品，可以说铝在我们的生活中是无处而不在的。大家还记得在地壳中排在前几位的元素有哪些吗？ 学生活动：氧、硅、铝、铁 教师活动：很好，铝是地壳中含量最多的元素，含量7.73%。在自然界中以铝土矿的形式存在，铝土矿的主要成分为氧化铝。铝在地壳中的含量如此丰富，但是在19世纪铝确比黄金还鬼，讲述拿破仑和门捷列夫的故事，这就要从铝的制备说起了。本节就是来学习从铝土矿中制备中提取铝的制备工艺学生活动：带这问题和兴趣进入课堂 二、新课推进，解决问题 教师活动：要从铝土矿中提取铝我们主要分为两大步，首先是从铝土矿中提取纯净的氧化铝，再就是分解氧化铝得到单质铝。咱们就先来学习第一个步骤。提问大家从地壳中的含量猜测铝土矿中有哪些杂质 学生活动：铁和硅的化合物 教师活动：很好，为了出去杂质，大家可以从课本上看到采取的是加氢氧化钠的方法，为什么这么做呢?接下来就演示两个实验，氧化铁和铝与氢氧化钠反应 学生活动：演示实验，并观察实验现象，氧化铝溶解，而氧化铁不溶 教师活动：很好，采用这一特点，我们可以除铝土矿中杂质成分，写铝和氢氧化钠的反应方程式，并强调偏铝酸钠这种新的物质 教师活动：接下来我们就进行过滤，得到偏铝酸钠的滤液，大家可以看到课
铝矿石成分对氧化铝生产的影响 1.山西分公司铝土矿资源概况 我国铝土矿资源较为丰富，主要集中在山西、河南、贵州、广西四省，总储量23.4亿吨，其中山西省储量为9.89亿吨，占总储量的42%。截至2005年上半年，山西分公司已取得采矿权的铝土矿区10个，保有资源量7029万吨，其中：A/S 8以上高品位矿1248万吨(占17.76％)；A/S 6.5－8的中等品位矿石2253万吨(占32.05％)；A/S 6.5以下低品位矿3528万吨(占50.19％)，高品位铝矿石较少，主要为中低品位的铝土矿，山西分公司2007年计划供矿：老系统拜耳法A/S≥9.0，AO≥67%，烧结法A/S6.5±0.3，AO≥62%，新系统A/S7.0±0.3 ，AO≥65%。 近年来，我国氧化铝企业为提高产量，降低成本，尽量提高供矿品位，而我国80%以上的铝土矿为中低品位，平均铝硅比仅为5.56，随着高品位铝土矿储量日渐减少，供矿品位不得不下降，结果引起产量减少，碱耗和矿耗指标明显升高，导致成本升高。因此，需要合理选择供矿品位，深入研究不同铝土矿的性质特点及杂质对氧化铝生产的影响，最大程度地发挥不同品位铝土矿生产氧化铝的效益，有效利用有限的铝土矿资源，成为山西分公司氧化铝生产企业的迫切任务。 2.山西铝土矿化学成分及矿物组成
铝土矿是一种组成复杂，化学成分变化很大的矿石。铝土矿的化学成分主要为Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2、H2O，次要成分有S、CaO、MgO、K2O、Na2O、CO2、有机质等，微量成分有Ga、Ge、Nb、Ta、TR、Co、Zr、V、P、Cr、Ni等，铝土矿的化学组成及矿物组成取决于铝土矿矿床的成因，根据铝土矿的成因主要有红土型铝土矿和沉积型铝土矿两大类。红土型铝土矿是最主要的铝土矿矿床，约占铝土矿总储量的92%，以三水铝石为主。沉积型铝土矿约占铝土矿总储量的8%，以一水硬铝石为主，山西铝土矿属一水硬铝石型，总体特征是高铝、高硅、低硫低铁、中低铝硅比，矿石质量差，加工难度大。 2006年山西分公司140万吨拜耳法实际供矿石化学成分平均为：AL2O3 SiO2 Fe2O3 TiO2 CaO A/S 69.6 7.0 3.0 3.3 1.0 9.94 AL2O3含量波动范围在65~72%之间，SiO2波动范围在6.0~7.5%之间，Fe2O3含量在2~4%，TiO2含量在3%左右。矿石A/S11月份最低，为8.94，8月份最高，为10.26，波动范围高达1.32。主要的矿物组成为：一水硬铝石，高岭石，锐钛矿，赤铁矿，方解石，石英。 2006年矿物组成含量平均为： 一水硬铝石高岭石锐钛矿石英方解石赤铁矿 76.2 14.2 3.2 1.1 1.15 2.9
从铝土矿中提取铝 教学设计 一、学习目标 （1）了解地壳中铝元素的含量，知道铝元素在自然界的主要存在形式。 （2）了解铝土矿制备铝的工艺流程，掌握相关反应的化学方程式，通过对工艺流程的问题探究，培养了学生从信息中获取新知识的能力。 （3）从炼铝方法的变化中体验化学科学的发展对人类生活的影响。 二、教学重点和难点 （1）重点：铝的冶炼过程 （2）难点：Al2O3的两性 三、设计思路 鉴于铝在生产生活中的广泛应用，在设计教学过程时可以从铝在日常生活中的应用入手，激发他们对铝及其化合物的浓厚兴趣，并引发对铝的来源的深入思考；进而在对制备流程中的分析过程中发现问题，充分激发起学生学习寻求解释的愿望，并在探究过程中获取知识。具体教学流程如下： 铝在生产和生活中的应用工业提取铝的生产流程铝的冶炼史介绍环保教育。 四、教学过程 【情境引入】展示可乐罐，很多同学爱喝可乐，可乐罐是由什么材料制成？【学生回答】主要成分为铝。 【讲述】铝元素在自然界中的存在是怎么样的情况呢，我们看下投影资料。（ppt2）【提问】铝在我们身边无处不在，具有广泛的应用，请大家举例铝的应用。【播放图片】生活和生产中的铝制品（ppt3） 【过渡】铝与我们生活和生产密切相关，但是追溯到19世纪中期，铝像现在这样普遍存在吗？ 【播放资料】（ppt4） （一）法国皇帝拿破仑三世，为显示自己的富有和尊贵，命令官员给自己打造了
一顶铝皇冠。他戴上铝皇冠，神气十足地接受百官的朝拜。在宴请宾客时，拿破仑三世使用一套珍藏的铝制餐具，而大臣们使用的是金或银制餐具。 （二）门捷列夫创建了元素周期表，受到英国皇家学会的表彰，奖品是一只铝制奖杯。 【设问】这两个事例说明了什么？ 【学生回答】说明当时铝很贵。 【过渡】铝在地壳中都以化合态存在，如氧化铝等。在19世纪中期铝的冶炼的困难导致了铝的价格的昂贵，甚至都超过了黄金，但现在随着科学技术的进步，人们已经熟练地掌握了较好的冶炼铝的方法，铝的价格大大降低，走进了我们普通百姓家。那么我们现在是如何提取铝的呢？ 【板书】一、从铝土矿中冶炼铝 【介绍】铝的工艺流程。（ppt5） 【设问】炼铝的原料是地壳中含量较多的铝土矿，其主要成分是Al2O3，从铝的工艺流程来看，我们可以把冶炼过程分成哪两个阶段?（ppt6） 【板书】（1）铝土矿→氧化铝（2）氧化铝→铝 【过渡】先来讨论第一阶段：氧化铝的提纯。看下面问题。 (问题1) NaOH溶解铝土矿的目的是什么？（提示：我们需要的是反应以后的滤液。）NaOH溶解铝土矿后，滤液中的主要成分是什么？ 【过渡】氧化铝能否和氢氧化钠反应呢？我们来做下列实验。 【学生实验1】Al2O3中滴加足量的NaOH溶液。 【介绍反应】Al2O3+2 NaOH==2NaAlO2（偏铝酸钠）+H2O （问题2）把滤液酸化的作用是什么？（提示：我们需要的是沉淀物。） 【过渡】我们来做下列实验，看看是否和我们预计的一样。 【学生实验2】NaAlO2 溶液中慢慢滴加盐酸，看到现象就停止。 【介绍反应】NaAlO2 +HCl+H2O == NaCl + Al(OH)3↓ （问题3）过滤2和4的作用是什么？ （问题4）酸化是通过量的CO2，反应后生成了什么？滤液的主要成分？ 【讲述】因为通足量的CO2 ，，Na2CO3还能继续与CO2反应，所以产物应为NaHCO3。【介绍反应】NaAlO2 +H2O+ CO2 === Al(OH)3↓＋NaHCO3
氧化铝，又称三氧化二铝，分子量102，通常称为“铝氧”，是一种白色无定形粉状物，俗称矾土。 氧化铝，化学式为Al2O3，,刚玉型晶体接近于原子晶体，其它晶型的基本上是离子晶体，熔点为2050℃，沸点为3000℃，真密度为3.6g/cm。 外观：白色晶状粉末或固体 它的流动性好，难溶于水，能溶解在熔融的冰晶石中。它是铝电解生产中的主要原料。 有四种同素异构体β－氧化铝δ－氧化铝γ－氧化铝α－氧化铝，主要有α型和γ型两种变体，工业上可从铝土矿中提取。 食入低危险 吸入可能造成刺激或肺部伤害 皮肤低危险 眼睛低危险 氧化铝是铝和氧的化合物，分子式为Al2O3。在矿业、制陶业和材料科学上又被称为矾土。氧化铝是没毒的（陶瓷、烤瓷牙齿等都是氧化铝），我们做菜用的锅很多就是用铝做的。铝比较活泼，与空气中的氧气反应会变成氧化铝，这层氧化铝薄膜非常致密，附着在表面，阻止里面的铝继续与氧气反应。 平常我们摄入铝的途径只有一个：食物。使用铝质的锅，再就是含有铝成分的食物（比如油条，炸油条的时候会使用明矾做膨化剂，明矾中含有铝元素）。 平常接触铝制品是没有问题的。不会有中毒的危险 铝有毒,但氧化铝不一定有毒，相反,碳无毒,CO却有毒 γ型氧化铝 γ型氧化铝是氢氧化铝在140-150℃的低温环境下脱水制得，工业上也叫活性氧化铝、铝胶．其结构中氧离子近似为立方面心紧密堆积，Al3+不规则地分布在由氧离子围成的八面体和四面体空隙之中．γ型氧化铝不溶于水，能溶于强酸或强碱溶液，将它加热至1200℃就全部转化为α型氧化铝．γ型氧化铝是一种多孔性物质，每克的内表面积高达数百平方米，活性高吸附能力强．工业品常为无色或微带粉红的圆柱型颗粒，耐压性好．在石油炼制和石油化工中是常用的吸附剂、催化剂和催化剂载体；在工业上是变压器油、透平油的脱酸剂，还用于色层分析；在实验室是中性强干燥剂，其干燥能力不亚于五氧化二磷，使用后在175℃以下加热6-8h还能再生重复使用． 分子筛是一种具有立方晶格的硅铝酸盐化合物，主要由硅铝通过氧桥连接组成空旷的骨架结构，在结构中有很多孔径均匀的孔道和排列整齐、内表面积很大的空穴。此外还含有电价较低而离子半径较大的金属离子和化合态的水。由于水分子在加热后连续地失去，但晶体骨架结构不变，形成了许多大小相同的空腔，空腔又有许多直径相同的微孔相连，这些微小的孔穴直径大小均匀，能把比孔道直径小的分子吸附到孔穴的内部中来，而把比孔道大得分子排斥在外,因而能把形状直径大小不同的分子，极性程度不同的分子，沸点不同的分子，饱和程度不同的分子分离开来，即具有“筛分”分子的作用，故称为分子筛。目前分子筛在冶金，化工，电子，石油化工，天然气等工业中广泛使用。 分子筛吸湿能力极强,用于气体的纯化处理,保存时应避免直接暴露在空气中。存放时间较长并已经吸湿的分子筛使用前应进行再生。分子筛忌油和液态水。使用时应尽量避免与油及液态水接触。工业生产中干燥处理的气体有,空气,氢气,氧气,氮气,氩气等.用两只吸附干燥器并联，一只工