1886年,美國人霍爾和法國人埃魯同時發明了在冰晶石(3NaFAIF)熔鹽中電解氧化鋁獲得純鋁的方法,奠定了大規模生產純鋁的基礎,該方法稱為霍爾-埃魯法。1887年,奧地利人拜耳發明了生產三氧化二鋁的拜耳法,為生產純鋁所需的三氧化二鋁生產打下了基礎,促使鋁冶金大規模發展。因此,鋁冶金實際包括了兩大部分:氧化鋁生產和鋁電解。近百年來,盡管人們一直在探尋更簡單而又經濟的煉鋁方法,但其他方法仍處于研究試驗階段。冰晶石氧化鋁熔鹽電解制取純鋁仍是工業上生產鋁的唯一方法。
鋁冶金方法分類
氧化鋁是一種兩性氧化物,能溶解于酸中也能溶解于苛性堿溶液中,據此,由礦石中提取氧化鋁的方法分為酸法和堿法。另外,還有聯合法、電熱法、高壓水化學法等幾種。燒結法和拜耳法是目前工業生產氧化鋁的主要方法。其中拜耳法又有選礦拜耳法和石灰拜耳法。酸法原則上用硫酸、硝酸、鹽酸處理含鋁土礦石得到相應鹽的水溶液,由于酸有腐蝕性,設備的耐酸問題難以解決,因此酸法生產未能在大工業中得以應用。電熱法可用來處理高硅高鐵的鋁礦。高壓水化學法是利用霞石生產氧化鋁。另外,近年來開發了鈣化-碳化新工藝處理低品位鋁土礦,酸法處理粉煤灰生產氧化鋁,雙循環新工藝處理高鐵鋁土礦生產氧化鋁等。
鋁電解生產可分為側插陽極棒自焙槽、上插陽極棒自焙槽和預焙陽極槽三大類。截至2005年,我國已淘汰了自焙槽鋁電解技術,成為世界上首先全面淘汰自焙槽技術的國家。另外,還有氯化鋁熔鹽電解工藝和碳熱還原煉鋁工藝,其中碳熱還原法用于高爐煉鋁、電熱法煉鋁硅合金和碳熱還原法制備金屬鋁。
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