第一篇：18、 氧化鋁和氫氧化鋁教案

氧化鋁和氫氧化鋁教案

【教學(xué)目的】

1．初步掌握氧化鋁和氫氧化鋁的兩性和主要用途。2．了解復(fù)鹽的組成和明礬凈水作用。

3．通過課堂教學(xué)，培養(yǎng)觀察、分析和推理等思維能力；培養(yǎng)探索問題的科學(xué)方法。4．進(jìn)行辯證唯物主義觀點(diǎn)的教育。

【教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)】氫氧化鋁的兩性（突破方法：實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、理論解釋、練習(xí)提高）?！窘虒W(xué)指導(dǎo)思想】突出學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng)和元素化合物的課以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，以理論為指導(dǎo)的特點(diǎn)，讓學(xué)生的眼（觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象），手（動(dòng)手實(shí)驗(yàn)），口（動(dòng)口議論），腦（動(dòng)腦思考）處于多功能協(xié)同動(dòng)作的狀態(tài)，以期能牢固掌握知識(shí)，啟迪思維，培養(yǎng)能力。

【教學(xué)媒體】實(shí)驗(yàn) 投影 樣品 【教學(xué)過程】

[組織教學(xué)]教師微笑地進(jìn)入教室，帶來溫馨的教學(xué)情景，隨后組織教學(xué)。

[引入]上課前先給大家看幾張圖片，這張圖片展示的石頭是用于冶煉鋁單質(zhì)的原料鋁土礦，這是世界著名的藍(lán)寶石（亞洲之星）。這是世界上最完美的紅寶石（卡門-露西婭）。一個(gè)是石頭，一個(gè)是寶石，你們說他們有什么共同的聯(lián)系？

[學(xué)生]化學(xué)成分都是氧化鋁

[教師]沒錯(cuò)，它們的主要化學(xué)成分都是氧化鋁，由于結(jié)構(gòu)不同，呈現(xiàn)出來的性質(zhì)截然不同。這也就是化學(xué)的奧妙所在。事實(shí)上，除了剛才給大家展示的兩種形態(tài)的氧化鋁外，氧化鋁還有很多種其它的存在方式，比如這是高溫耐火材料剛玉粉，化學(xué)成分也是氧化鋁，用它可以制耐火磚、坩堝、點(diǎn)火的瓷頭等等。同學(xué)們，說明氧化鋁具有怎樣的性質(zhì)？ [學(xué)生]熔點(diǎn)高

[教師]同時(shí)，還可以將剛玉粉高溫?zé)Y(jié)的氧化鋁陶瓷和人造寶石，用作機(jī)械軸承或鐘表中的配件，這些配件呈現(xiàn)出良好的耐磨性。這說明氧化鋁具有什么樣的性質(zhì)？ [學(xué)生]硬度大

[教師]現(xiàn)在，我們對(duì)氧化鋁有一個(gè)大致的認(rèn)識(shí)：它是一種熔點(diǎn)極高（2050℃），硬度極大的固體。這是我自己在實(shí)驗(yàn)室制取獲得的氧化鋁粉末。（展示一瓶氧化鋁粉末），它是白色的固體，作為一種金屬氧化物，它可能與哪些類型的物質(zhì)起反應(yīng)？聯(lián)系以往我們學(xué)過的金屬氧化物預(yù)測(cè)一下 [學(xué)生]水、酸

[教師] 接下來，我們來驗(yàn)證一下，氧化鋁像氧化鈉那樣和水反應(yīng)成堿，與酸反應(yīng)生成鹽和水。

[事先準(zhǔn)備]取三只試管,各加入氧化鋁粉末1小勺，[實(shí)驗(yàn)演示]取一只試管,加入水、振蕩，固體不溶解，給它加熱至沸騰（如果反應(yīng)了，你們預(yù)計(jì)會(huì)看到什么現(xiàn)象？ [學(xué)生]溶液變澄清

[教師]（展示沸騰的試管），沒有澄清，說明什么？ [學(xué)生]氧化鋁不溶于水，也沒有和水發(fā)生反應(yīng)

[教師]接下來，我們來驗(yàn)證一下，它能否與酸反應(yīng)。

[實(shí)驗(yàn)演示]取一只試管,加入鹽酸、振蕩，固體不溶解，給它加熱至沸騰（如果反應(yīng)了，你們預(yù)計(jì)會(huì)看到什么現(xiàn)象？ [學(xué)生]溶液變澄清

[教師]（展示沸騰的試管），澄清，說明什么？ [學(xué)生]氧化鋁溶于鹽酸，和他發(fā)生了反應(yīng)

[學(xué)生]說明氧化鋁和鹽酸發(fā)生了反應(yīng)

[教師]沒錯(cuò)，氧化鋁和鹽酸反應(yīng)了。好，請(qǐng)同學(xué)們寫出化學(xué)方程好式。

Al2O3 +6HCl === 2AlCl3 + 3 H2O（該反應(yīng)常溫下能發(fā)生反應(yīng)，為了縮短溶解時(shí)間，我給它加熱，所以用條件不學(xué)要寫成加熱）

[教師]氧化鋁是否還有什么獨(dú)特的性質(zhì)，能區(qū)別于其它的金屬氧化物呢？你們預(yù)測(cè)一下氧化鋁和常見試劑氫氧化鈉能反應(yīng)？ [學(xué)生]能或者不能否

[實(shí)驗(yàn)演示]我們也用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證

[實(shí)驗(yàn)演示]取一只試管,加入氫氧化鈉、振蕩，固體不溶解，給它加熱至沸騰（如果反應(yīng)了，你們預(yù)計(jì)會(huì)看到什么現(xiàn)象？ [學(xué)生]溶液變澄清

[教師]（展示沸騰的試管），澄清，說明什么？ [學(xué)生]氧化鋁溶于氫氧化鈉，和他發(fā)生了反應(yīng)

[學(xué)生]說明氧化鋁和氫氧化鈉發(fā)生了反應(yīng)

[教師]沒錯(cuò)，氧化鋁很獨(dú)特，和其他氧化物不一樣，他能和氫氧化鈉反應(yīng)。好，我們把化學(xué)方程式寫出來

Al2O3+2NaOH=2NaAlO2(偏鋁酸鈉)+H2O AlCl3是一種鹽，Al2O3能與酸反應(yīng)生成鹽和水，體現(xiàn)了Al2O3具有堿性氧化物的性質(zhì)。NaAlO2也是一種鹽，Al2O3能與堿反應(yīng)生成鹽和水，所以說明是Al2O3具有酸性氧化物的性質(zhì)。

像氧化鋁這樣既具有酸性氧化物性質(zhì)又具有堿性氧化物性質(zhì)的氧化物，我們就將它稱為兩性氧化物。中學(xué)階段，我們需要掌握的就是氧化鋁這一種氧化物。

[連接]我們知道，氧化鋁對(duì)應(yīng)的水化物是氫氧化鋁，氫氧化鋁是否與氧化鋁一樣既可以和酸反應(yīng)，又可以和堿反應(yīng)呢？由于實(shí)驗(yàn)室沒有氫氧化鋁，我們需要現(xiàn)場(chǎng)制備。根據(jù)你們學(xué)的氫氧化物，討論一下，我們可以用什么試劑來制備？

[學(xué)生討論] 氧化物和水，堿和鹽（讓兩名學(xué)生起來回答）

[教師]a、Al2O3和H2O、b、鋁鹽和堿（給予評(píng)價(jià)）所以可以用什么試劑 [學(xué)生] 鋁鹽和堿

[教師]現(xiàn)有2 mol.L-1 AlCl3溶液、6 mol.L-1氨水（弱堿的代表）、6 mol.L-1NaOH溶液（強(qiáng)堿的代表），制備少量氫氧化鋁，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

[實(shí)驗(yàn)演示]取大小不同的兩支試管，分別裝入不同量的氯化鋁溶液，同時(shí)向內(nèi)滴加氨水及氫氧化鈉(請(qǐng)同學(xué)們注意觀察現(xiàn)象)[學(xué)生]滴加氫氧化鈉的先產(chǎn)生了沉淀，沉淀溶解了，而氨水的產(chǎn)生沉淀，一直滴加卻未被溶解？

[教師]新生成的白色物質(zhì)是什么？ [學(xué)生]氫氧化鋁

[教師]沒有，氫氧化鋁是一種白色膠狀沉淀，那么滴加氫氧化鈉的這支試管有沒有最終得到氫氧化鋁 [學(xué)生]沒有

[教師]（將氫氧化鈉那支試管放在一變），等我們探究完了氫氧化鋁的是否具有兩性后再來解釋這個(gè)問題（將由氨水制成的氫氧化鋁膠體分成四份）下面請(qǐng)四位同學(xué)來幫忙協(xié)助實(shí)驗(yàn)。[教師]一位同學(xué)演示一個(gè)實(shí)驗(yàn)，分別用強(qiáng)酸（鹽酸）弱酸（碳酸）強(qiáng)堿（氫氧化鈉）弱堿（氨水）滴加到氫氧化鋁膠體中去。請(qǐng)同學(xué)們注意觀察 [學(xué)生甲]氫氧化鋁+氫氧化鈉（溶解）[學(xué)生乙]氫氧化鋁+氨水（不溶解）[學(xué)生丙]氫氧化鋁+鹽酸（溶解）[學(xué)生丁]氫氧化鋁+碳酸（弱酸自帶）（不溶解）

[教師]小結(jié)：氫氧化鋁溶于強(qiáng)酸鹽酸、強(qiáng)堿氫氧化鈉，卻與弱酸弱堿起反應(yīng)，好現(xiàn)在我們一起來寫出寫出發(fā)生反應(yīng)的方程式

Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O（氫氧化鋁能與酸反應(yīng)生成鹽和水，體現(xiàn)了它的堿性）Al(OH)3+ NaOH =NaAlO2+ 2H2O（氫氧化鋁能與堿反應(yīng)生成鹽和水，體現(xiàn)了它具有酸的性質(zhì)），所以我們將氫氧化鋁稱為兩性氫氧化物。氫氧化鋁是高中階段要求掌握的也是非常典的一種兩性氫氧化物?！窘處煛俊：?，現(xiàn)在我們?cè)倩氐街苽錃溲趸X的這個(gè)問題上（拿出剛才制備氫氧化鋁的試管）。同學(xué)們討論一下，為什么氨水可以制得氫氧化鋁，而氫氧化鈉滴加到氯化鋁會(huì)產(chǎn)生沉淀卻又溶解呢？請(qǐng)討論，等會(huì)請(qǐng)一位同學(xué)來回答。

[學(xué)生]氯化鋁和氨水反應(yīng)，可以得到沉淀，而氫氧化鋁是不溶于弱堿氨水的 [教師]寫出氨水與氯化鋁反應(yīng)的方程式：AlCl3 + 3NH3·H2O = Al(OH)3 ↓ + 3NH4Cl [追問] 氫氧化鈉滴加到氯化鋁會(huì)產(chǎn)生沉淀卻又溶解呢？

[學(xué)生]氫氧化鈉先于氯化鋁得到氫氧化鋁沉淀，當(dāng)繼續(xù)滴加，沉淀又溶解 [教師]很好，寫出化學(xué)方程式AlCl3+3NaOH=3NaCl+Al(OH)3↓

Al(OH)3+NaOH= NaAlO2+2H2O

比較一下，我們選擇那種方法制備氫氧化鋁更加合適？ 【學(xué)生】氨水與氯化鋁

[教師]氫氧化鋁在化學(xué)性質(zhì)上有著它的獨(dú)特性質(zhì)，那么它在我們的生活中有什么特殊的用途呢？

氫氧化鋁在廣泛地應(yīng)用于涂料、凈水、金屬冶煉、材料合成、化工、造紙油墨等方面。下面我簡(jiǎn)要介紹一下跟嘴巴有關(guān)的用途。

1、在醫(yī)學(xué)上，制成一些藥片，比如胃舒平，來治療胃病。這主要是應(yīng)用了氫氧化鋁作為堿來中和胃酸。

2、它還可以作為牙膏的摩擦劑使用，雖然顆粒較大，但是保氟性能好，并且不傷牙質(zhì)，有良好的潔齒能力。

3、它還可以用于凈水。在凈水的時(shí)候，我們投入水中的并不氫氧化鋁，而是明礬。

明礬的化學(xué)式為KAl(SO4)2·12H2O 像硫酸鋁鉀這樣由兩種不同的金屬離子和一種酸根離子組成的鹽。我們稱它為復(fù)鹽。請(qǐng)同學(xué)判斷以下：復(fù)鹽是純凈物還是混合物 [學(xué)生]純凈物

[教師]很好，因?yàn)樗苡霉潭ǖ幕瘜W(xué)式來表示 它的凈水原理是這樣的：

首先明礬縣發(fā)生電離，KAl(SO4)2 ＝ K+＋ Al3+ ＋ 2SO42-然后鋁離子再水解得到氫氧化鋁膠體，通過膠體的吸附而除去水中的懸浮顆粒，從而起到凈水作用。

明礬在凈水的過程中，會(huì)產(chǎn)生鋁離子，而我們知道鋁離子對(duì)人的智力系統(tǒng)有一定的影響，所以使用受到限制，現(xiàn)在鐵系凈水劑逐漸取代了鋁系凈水劑。比如高鐵酸鉀（K2 FeO4）小結(jié)：

一、氧化鋁

1）物理性質(zhì)：白色、不溶于水的固體，熔點(diǎn)很高。（紅寶石、藍(lán)寶石的主要成分）2）化學(xué)性質(zhì)—是典型的兩性氧化物 3）主要用途：

二、氫氧化鋁 Al(OH)3(1)物理性質(zhì)：

氫氧化鋁是白色膠狀物質(zhì)，不溶于水.(2)化學(xué)性質(zhì)：是典型的兩性氫氧化物（3)Al(OH)3的制備

AlCl3+3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl(4)Al(OH)3應(yīng)用

1-凈水 2-中和胃酸 3-牙膏摩擦劑 [習(xí)題跟蹤]

1、下列關(guān)于Al(OH)3的性質(zhì)的敘述錯(cuò)誤的是 A、Al(OH)3 是難溶于水的白色沉淀 B、Al(OH)3 能吸附水中的懸浮物 C、Al(OH)3 能溶于氨水

D、Al(OH)3屬于兩性氫氧化物

2、既能與NaOH溶液反應(yīng)，又能與H2SO4溶液反應(yīng)的物質(zhì)是： A．NaHCO3

B．Al(OH)C．Na2SO4

D．Na2CO3

3、有一塊Al—Fe合金, 溶于足量的鹽酸中, 再用過量的NaOH溶液處理, 將產(chǎn)生的沉淀過濾、洗滌、干燥、灼熱, 完全變成紅色粉末與原合金質(zhì)量恰好相等, 則合金中鋁的質(zhì)量

? 分?jǐn)?shù)為

?

A、70%

B、47.6%

C、52.4%

D、30%

4、將1.02g Al2O3和Fe2O3的混合物溶解在過量的100mL0.05mol/L的稀H2SO4中，然后向其中加入NaOH溶液，使Fe3＋、Al3＋剛好完全轉(zhuǎn)化為沉淀，共用去NaOH溶液100mL，則NaOH溶液物質(zhì)的量濃度為多少？

第二篇：氧化鋁與氫氧化鋁 教學(xué)設(shè)計(jì)-顏霞

蘇教版化學(xué)必修1專題3第一單元（第2課時(shí)）

鋁的氧化物與氫氧化物教學(xué)設(shè)計(jì)

一、教學(xué)背景 金屬知識(shí)是無機(jī)化學(xué)中很重要的元素化合物知識(shí)。《鋁的氧化物與氫氧化物》是蘇教版化學(xué)1專題3第一單元第二課時(shí)的內(nèi)容，具體內(nèi)容主要有鋁、氧化鋁、氫氧化鋁的性質(zhì)，氧化鋁、氫氧化鋁的兩性，鋁及其化合物之間的相互轉(zhuǎn)化。本課題是在學(xué)習(xí)了氯等非金屬元素及其化合物的性質(zhì)與應(yīng)用；鈉鎂等金屬元素及其化合物的性質(zhì)與應(yīng)用的基礎(chǔ)之上，對(duì)鋁及其化合物具有兩性的金屬及其化合物的性質(zhì)的學(xué)習(xí)。它側(cè)重于使學(xué)生綜合理解學(xué)習(xí)金屬元素及其化合物，非金屬元素及其化合物的性質(zhì)和變化，幫助學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到元素和其化合物的應(yīng)用價(jià)值，并為后面的元素周期律及化學(xué)原理知識(shí)提供了感性認(rèn)識(shí)。教材充分注意密切聯(lián)系實(shí)際，貼近學(xué)生生活，對(duì)于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣有著積極的作用。在本課時(shí)中，教師的主要工作就是引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)，探索，培養(yǎng)他們的自主學(xué)習(xí)及歸納總結(jié)能力。我們?cè)诮M織教學(xué)時(shí)，往往以教學(xué)目標(biāo)作為出發(fā)點(diǎn)，從知識(shí)技能，過程與方法及情感態(tài)度與價(jià)值觀等方面，安排教學(xué)過程。在課堂上，不僅要傳授給學(xué)生必要的專業(yè)知識(shí)，也要注意創(chuàng)設(shè)情境，逐步引導(dǎo)，使學(xué)生主動(dòng)去探索到答案，加深所學(xué)知識(shí)的印象。要讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，并在一定的引導(dǎo)下去解決問題，接納答案。

二、教學(xué)課題

蘇教版化學(xué)必修1專題3第一單元（第2課時(shí)）鋁的氧化物與氫氧化物

三、教學(xué)目標(biāo)（1）知識(shí)與技能：

①利用實(shí)驗(yàn)探究，理解鋁的重要性質(zhì)，如與酸、堿反應(yīng)，鈍化等現(xiàn)象。識(shí)記鋁與強(qiáng)酸強(qiáng)堿反應(yīng)的現(xiàn)象，能夠正確書寫相應(yīng)的反應(yīng)方程式。

②利用遷移應(yīng)用的方法、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方法使學(xué)生了解鋁、氧化鋁、氫氧化鋁的性質(zhì)。③以鋁的氧化物和氫氧化物為例，使學(xué)生理解兩性氧化物、兩性氫氧化物的概念和一般性質(zhì)。

④利用總結(jié)提升使學(xué)生建構(gòu)鋁及其重要化合物之間的轉(zhuǎn)化的關(guān)系圖示。（2）過程與方法：

①通過兩性氧化物為切入點(diǎn)，利用遷移探究氧化鋁、氫氧化鋁的既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)的性質(zhì)。②通過鋁、氧化鋁、氫氧化鋁性質(zhì)的比較，掌握類比學(xué)習(xí)的方法。③通過鋁與NaOH溶液的現(xiàn)象分析、推斷。學(xué)習(xí)正確的邏輯推理方法。（3）情感、態(tài)度、價(jià)值觀：

①通過生活實(shí)例和相關(guān)資料以及信息等多種呈現(xiàn)方式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

②通過學(xué)習(xí)鋁與人體健康的關(guān)系，評(píng)價(jià)鋁的功與過，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生看待事物辯證的思想、一分為二的觀點(diǎn)。

③通過鋁及其合金在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活等方面的重要應(yīng)用，認(rèn)識(shí)到化學(xué)在改善人類生活中的重要作用。

四、教材分析 “鋁的氧化物和氫氧化物”選自蘇教版化學(xué)一專題三第一單元第二課時(shí)，主要介紹了鋁的氧化物和氫氧化物的兩性性質(zhì)，并以資料卡的形式呈現(xiàn)了兩種物質(zhì)在生活中的應(yīng)用，簡(jiǎn)要介紹了復(fù)鹽的概念。本節(jié)課是在學(xué)習(xí)了“從鋁礦種提取鋁”的知識(shí)后，進(jìn)一步對(duì)于含鋁的相關(guān)物質(zhì)做出相應(yīng)介紹。由于上一課時(shí)中涉及到了氧化鋁以及氫氧化鋁，但未對(duì)兩者進(jìn)行詳細(xì)介紹，本節(jié)課則著重介紹了兩者與酸、與堿的重要反應(yīng)，從而提出兩性氧化物及兩性氫氧化物的的概念，為以后的兩性化合物的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，同時(shí)也為后續(xù)章節(jié)“鋁的性質(zhì)”的學(xué)習(xí)起到承上啟下的作用，使學(xué)生更易掌握鋁與酸與堿的反應(yīng)。在上一課時(shí)的學(xué)習(xí)中，學(xué)生以了解到氧化鋁能與酸與堿發(fā)生反應(yīng)，從而推得兩性氧化物這一概念。通過類比的方法對(duì)于氫氧化鋁做出大膽假設(shè)，并通過氯化鋁與氨水反應(yīng)得到氫氧化鋁后，再與酸與堿發(fā)生反應(yīng)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得到反應(yīng)本質(zhì)。最后聯(lián)系生活中的明礬凈水的作用，將化學(xué)教學(xué)融入于生活，使學(xué)生體會(huì)學(xué)科魅力?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】1.兩性氧化物及兩性氫氧化物概念的理解 2.氧化鋁、氫氧化鋁與酸、與堿的化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫

【教學(xué)難點(diǎn)】 兩性氧化物與兩性氫氧化物與堿的反應(yīng)

五、教學(xué)方法

實(shí)驗(yàn)探究、分析推理、遷移應(yīng)用

六、教材過程

（一）氧化鋁

【創(chuàng)設(shè)情境】我們見過長(zhǎng)毛的饅頭，長(zhǎng)毛的豆腐，那么大家是否見過會(huì)長(zhǎng)毛的鋁片呢？ 鏈接視屏：http://v.youku.com/v_show/id_XMjY3MDkzMTgw.html

【教師】大屏幕上展示的是世界著名的藍(lán)寶石——厄運(yùn)之星，這是一種鮮艷深藍(lán)色的透明鉆石，是稀世珍品，大粒者世界上僅有幾顆，名鉆“希望”，就是其中之一。而這個(gè)，則是素有“瓷都”之稱的景德鎮(zhèn)的著名瓷器?，F(xiàn)在，就請(qǐng)同學(xué)來思考一下，這美麗的寶石和陶瓷，它們之間有什么聯(lián)系？ 【學(xué)生】化學(xué)成份也都是氧化鋁

【教師】今天我們學(xué)習(xí)的內(nèi)容，就是關(guān)于鋁的化合物，而首先呢，我們來認(rèn)識(shí)一下氧化鋁。【提問】事實(shí)上，除了剛才展示給大家的這兩種形態(tài)的氧化鋁以外，氧化鋁還以其它多種形式存在。比如高溫耐火材料剛玉粉，其化學(xué)成份也是氧化鋁，用它可以制耐火磚、坩堝、點(diǎn)火的瓷頭等等。那么從這些物質(zhì)我們可以看出氧化鋁具有怎樣的物理性質(zhì)呢？ 【學(xué)生】熔點(diǎn)高、硬度大

【展示】氧化鋁固體，顏色形態(tài)觀察 【學(xué)生】白色固體物質(zhì)

鏈接實(shí)驗(yàn)操作：http://v.youku.com/v_show/id_XNDc1NjEzMzQ0.html

【教師】氧化鋁是一種金屬氧化物，那么請(qǐng)大家聯(lián)系我們之前學(xué)過的金屬氧化物，來預(yù)測(cè)一下，氧化鋁能與什么物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)？ 【學(xué)生】酸、堿

【實(shí)驗(yàn)演示】取兩支試管，加入適量氧化鋁粉末，分別加入酸、堿，震蕩，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 【學(xué)生】?jī)芍г嚬苤醒趸X均溶解。【結(jié)論】氧化鋁與酸、堿均發(fā)生反應(yīng) 【練習(xí)】書寫反應(yīng)方程式

Al2O3 +3H2SO4 === 2Al2（SO4）3 + 3 H2O Al2O3 +2NaOH === 2NaAlO2+H2O 【教師】Al2O3 和H2SO4 反應(yīng)生成了鹽和水，體現(xiàn)的是Al2O3 的堿性氧化物的性質(zhì)，而Al2O3 又可以和NaOH 反應(yīng)，也生成了鹽和水，在這個(gè)反應(yīng)中體現(xiàn)的則是它的酸性氧化物的性質(zhì)。那么Al2O3怎么既是酸性氧化物、又是堿性氧化物呢？像氧化鋁這樣既可以與酸反應(yīng)又可以與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物，我們將它稱為兩性氧化物。

（二）氫氧化鋁

【過渡】氧化鋁對(duì)應(yīng)的水化物是氫氧化鋁，我們也知道，灼燒氫氧化鋁可以得到氧化鋁，那么，氫氧化鋁是否也具備兩性，即可以與酸與堿發(fā)生反應(yīng)呢？ 【討論】學(xué)生自由猜測(cè)，并通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證。

【教師】我們可以通過氫氧化鋁與酸、與堿的反應(yīng)得到結(jié)論，但是實(shí)驗(yàn)室里沒有氫氧化鋁，現(xiàn)有氯化鋁溶液、氨水、NaOH溶液，該如何制備呢？ 【學(xué)生討論】①AlCl3溶液與氨水反應(yīng)

②AlCl3溶液與NaOH溶液反應(yīng)

鏈接實(shí)驗(yàn)操作：①:http://v.youku.com/v_show/id_XMTU2NjkwNzc2.html ②: http://v.youku.com/v_show/id_XMTU2NjkxMDI0.html 【實(shí)驗(yàn)演示】

1、AlCl3溶液中滴加少量氨水，實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)現(xiàn)象后繼續(xù)滴加氨水

2、AlCl3溶液中滴加少量NaOH溶液，實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)現(xiàn)象后繼續(xù)滴加NaOH溶液

【現(xiàn)象】實(shí)驗(yàn)一中產(chǎn)生白色沉淀，繼續(xù)滴加沉淀不溶解，實(shí)驗(yàn)二中產(chǎn)生白色沉淀，繼續(xù)滴加沉淀溶解。

【教師】我們看到兩支試管發(fā)生了不同的現(xiàn)象，滴加NaOH溶液的試管最終變澄清，而滴加氨水的試管最終生成沉淀，這沉淀物質(zhì)便是我們要得到的Al(OH)3，它是一種白色膠狀沉淀。【討論】為何滴加NaOH溶液的試管中，先是生成白色沉淀，滴加過量NaOH溶液后，白色沉淀又消失呢？

【實(shí)驗(yàn)演示】取將方案一得到的有白色Al(OH)3沉淀的試管分裝兩只試管中，再分別滴加NaOH溶液和稀H2SO4溶液，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

鏈接實(shí)驗(yàn)操作：http://v.youku.com/v_show/id_XNDc1NjExODEy.html 【現(xiàn)象】白色Al(OH)3沉淀溶解，其與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿均發(fā)生了反應(yīng)?！揪毩?xí)】引導(dǎo)學(xué)生寫出反應(yīng)方程式

2A1(OH)3+3H2SO4=Al2(SO4)3＋6H2O

Al(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2O 【討論】與弱堿會(huì)有怎樣的反應(yīng)呢？通常實(shí)驗(yàn)室如何制備Al(OH)3沉淀？

【學(xué)生】Al(OH)3與弱堿并不發(fā)生反應(yīng)，所以實(shí)驗(yàn)室用AlCl3溶液與氨水的反應(yīng)來制備Al(OH)3，而不用AlCl3溶液與NaOH溶液的反應(yīng)，因?yàn)檫^量的NaOH又會(huì)溶解Al(OH)3，使其難以生成?！窘Y(jié)論】Al(OH)3與強(qiáng)堿反應(yīng)，與弱堿不反應(yīng)

【過渡】我們知道了Al(OH)3沉淀能溶于強(qiáng)堿卻不與弱堿反應(yīng)，那么，請(qǐng)同學(xué)們?cè)賮眍A(yù)測(cè)一下弱酸是否反應(yīng)？

【實(shí)驗(yàn)演示】用方案一制備的Al(OH)3試管中，向其中吹CO2。【現(xiàn)象】向有Al(OH)3沉淀的試管中吹CO2的時(shí)候，沉淀不消失?！窘Y(jié)論】Al(OH)3與強(qiáng)酸溶液反應(yīng)，不與弱酸溶液反應(yīng)

【教師】我們可以看出，鋁的氫氧化物——?dú)溲趸X既可以和強(qiáng)酸反應(yīng)，也可以和強(qiáng)堿反應(yīng)，是一種兩性氫氧化物。我們把既可以與酸反應(yīng)又可以與堿反應(yīng)生成鹽和水的氫氧化物叫做兩性氫氧化物。

【討論】分別用氧化鋁和氫氧化鋁與堿進(jìn)行了反應(yīng)，反應(yīng)后都得到了同一種鹽——NaAlO2，可不可以從這種鹽來制得Al(OH)3呢？

【學(xué)生】回憶制備鋁的工藝流程，NaAlO2+ CO2 +2H2O === Al(OH)3↓+ NaHCO3

（三）應(yīng)用

我們已經(jīng)知道了，Al(OH)3是一種白色膠狀沉淀，在化學(xué)性質(zhì)上有著它的獨(dú)特性質(zhì)，那么它在我們的實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)和生活中有什么特殊的用途呢？

氫氧化鋁在廣泛地應(yīng)用于涂料、凈水、金屬冶煉、材料合成、化工、造紙油墨等方面。下面我簡(jiǎn)要介紹一下跟嘴巴有關(guān)的用途。

1、在醫(yī)學(xué)上，制成一些藥片，比如胃舒平，來治療胃病。這主要是應(yīng)用了氫氧化鋁作為堿來中和胃酸。

2、它還可以作為牙膏的摩擦劑使用，雖然顆粒較大，但是保氟性能好，并且不傷牙質(zhì)，有良好的潔齒能力。

3、它還可以用于凈水。在凈水的時(shí)候，我們投入水中的并不氫氧化鋁，而是明礬。

明礬的化學(xué)式為KAl(SO4)2·12H2O 像硫酸鋁鉀這樣由兩種不同的金屬離子和一種酸根離子組成的鹽。我們稱它為復(fù)鹽。請(qǐng)同學(xué)判斷以下：復(fù)鹽是純凈物還是混合物？ [學(xué)生]純凈物

[教師]很好，因?yàn)樗苡霉潭ǖ幕瘜W(xué)式來表示

明礬溶于水后發(fā)生電離：KAl(SO4)2 ＝ K+＋ Al3+ ＋ 2SO42-，那么是什么物質(zhì)在起到凈水作用呢？

鏈接視屏:http://004km.cn/programs/view/ya8u1ETvdZ4/ 【學(xué)生】自由發(fā)言

【教師】其實(shí)電離出的Al與水反應(yīng)生成Al(OH)3膠體，Al(OH)3膠體具有很強(qiáng)的凝聚能力，它能凝聚水中的懸浮物并使之沉降，從而達(dá)到凈水的目的。但明礬在凈水的過程中，會(huì)產(chǎn)生鋁離子，而我們知道鋁離子對(duì)人的智力系統(tǒng)有一定的影響，所以使用受到限制，現(xiàn)在鐵系凈水劑逐漸取代了鋁系凈水劑。比如高鐵酸鉀（K2 FeO4）。此外，氫氧化鋁還廣泛地應(yīng)用于涂料、凈水、金屬冶煉、材料合成、化工、造紙油墨等方面?！菊故尽客ㄟ^PPT展示圖片，如中和胃酸的藥片，牙膏里的摩擦劑。

3+【小結(jié)】通過今天的學(xué)習(xí)，我們知道了兩性氧化物和兩性氫氧化物的概念，也知道了氧化鋁是兩性氧化物，氫氧化鋁是兩性氫氧化物，以及他們相互間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。氧化鋁、氫氧化鋁在我們的生產(chǎn)生活中也有著重要的應(yīng)用，它的應(yīng)用遠(yuǎn)不止剛才我們?cè)谡n堂上介紹的這些，有興趣的同學(xué)可以在課后對(duì)此做更深入的了解。

七、教學(xué)反饋

1、向NaOH溶液中慢慢滴加數(shù)滴AlCl3溶液，觀察到什么現(xiàn)象？向氨水中慢慢滴加數(shù)滴AlCl3溶液，又觀察到什么現(xiàn)象？

2、在沒有自來水的邊遠(yuǎn)地區(qū)，井水、河水或池塘水是生活用水的主要來源。當(dāng)水比較渾濁時(shí)，人們就向水缸中加入少量明礬，攪拌，過一段時(shí)間，在水缸底部會(huì)出現(xiàn)很多絮狀不溶物，而水卻變得清澈透明了，這是什么原因呢？ 八、教學(xué)反思

（1）體現(xiàn)新課程改革素質(zhì)教育的教學(xué)理念：把課堂交給學(xué)生，使學(xué)生成為課堂的主體，老師起指導(dǎo)、引導(dǎo)作用。

（2）體現(xiàn)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，并圍繞為解決問題而探究的學(xué)習(xí)方式.（3）突出實(shí)驗(yàn)的直觀效果，使具體知識(shí)和實(shí)際體驗(yàn)相結(jié)合，降低學(xué)習(xí)難度，讓學(xué)生在輕松愉快的氣氛中掌握知識(shí)，并有利于學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)。

第三篇：氫氧化鋁教案

氫氧化鋁

課型：

新課

教學(xué)目標(biāo)：

知識(shí)與技能

1.學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)室制備氫氧化鋁的方法，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。2.掌握氫氧化鋁的性質(zhì)，尤其是兩性強(qiáng)氧化物。3.了解氫氧化鋁的應(yīng)用。過程與方法

1.通過課堂講解，視頻播放等，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.通過教學(xué)互動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生勤于動(dòng)腦的習(xí)慣，幫助學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)探究的思維模式。

3.講解與演示相結(jié)合，有利于活躍課堂氣氛，提高學(xué)習(xí)效率。情感態(tài)度與價(jià)值觀

1.在實(shí)驗(yàn)探究中，體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究的樂趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

2.通過列舉氫氧化鋁在生活中的應(yīng)用，逐漸形成將所學(xué)的化學(xué)知識(shí)用于生產(chǎn)、生活實(shí)踐的意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)作風(fēng)和學(xué)以致用的優(yōu)良品質(zhì)。

教學(xué)重點(diǎn)

氫氧化鋁的兩性 教學(xué)難點(diǎn)

氫氧化鋁的兩性

教學(xué)過程

[復(fù)習(xí)] 上次課我們學(xué)習(xí)了鋁的氧化物——氧化鋁（Al2O3），現(xiàn)在，我們一起來回憶Al2O3有哪些性質(zhì)。

[PPT] Al2O3，難溶于水，能溶于酸或強(qiáng)堿溶液，是兩性氧化物。[活動(dòng)] 請(qǐng)一位同學(xué)上來寫Al2O3與酸或強(qiáng)堿溶液反應(yīng)的離子方程式，其余的同學(xué)在下面寫。

[副板書]（教師點(diǎn)評(píng)）

Al2O3+6H+=2Al3++3H2O Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O [PPT]（呈現(xiàn)）

Al2O3+6H+=2Al3++3H2O Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O [教師] 好，這堂課呢，我們一起來學(xué)習(xí)鋁的另外一種化合物——?dú)溲趸X（Al(OH)3），請(qǐng)同學(xué)們翻到課本P58。

[板書] 氫氧化鋁 [PPT]

[教師] 從圖片上，我們可以看到Al(OH)3呈白色固體粉末狀。接下來，我們來探究實(shí)驗(yàn)室怎樣制備Al(OH)3。[板書] 1.實(shí)驗(yàn)室制備Al(OH)3： [PPT] 實(shí)驗(yàn)一

向盛有適量Al2(SO4)3溶液的試管中滴加氨水NH3·H2O至過量，觀察現(xiàn)象。[視頻] 硫酸鋁與氨水反應(yīng)（教師一邊引導(dǎo)）。[PPT] 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：產(chǎn)生白色沉淀。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：Al2(SO4)3溶液和氨水可以發(fā)生反應(yīng)，生成氫氧化鋁，氨水過量，氫氧化鋁沉淀不溶解。

化學(xué)方程式：Al2(SO4)3+6NH3?H2O=2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4 [板書] 1.實(shí)驗(yàn)室制備Al(OH)3：可溶性鋁鹽與氨水反應(yīng)。例如： Al2(SO4)3+6NH3?H2O=2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4

[教師] 從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，我們可以看出，氫氧化鋁是白色，難溶于水的固體。[板書] 2.物理性質(zhì)：白色，難溶于水的固體。[教師] 我們學(xué)習(xí)了氧化鋁（Al2O3），它是兩性氧化物，那么，氫氧化鋁（Al(OH)3）又有哪些化學(xué)性質(zhì)呢？我們將通過實(shí)驗(yàn)來揭曉。請(qǐng)同學(xué)們觀看視頻。[PPT] 實(shí)驗(yàn)二 Al(OH)3的受熱分解 [視頻] Al(OH)3的分解。

[講述] 加熱時(shí)，氫氧化鋁分解為氧化鋁和水。[板書] 3.化學(xué)性質(zhì)： △

①受熱分解，2Al(OH)3 = Al2O3+3H2O [教師] 好了，這是氫氧化鋁的受熱分解，氫氧化鋁還有一個(gè)類似于氧化鋁的性質(zhì)，下面我們來看看氫氧化鋁與酸或強(qiáng)堿溶液的反應(yīng)。

[PPT] 實(shí)驗(yàn)三 取上一個(gè)實(shí)驗(yàn)制得的氫氧化鋁沉淀于3支試管，向其中一支試管加入適量6mol?L-1的NaOH溶液，震蕩，觀察現(xiàn)象；向另一支試管加入適量3mol?L-1的H2SO4溶液，震蕩，觀察現(xiàn)象。[視頻] 氫氧化鋁的兩性

[PPT]（講述）現(xiàn)象：兩支試管內(nèi)的氫氧化鋁沉淀均溶解。

結(jié)論：Al(OH)3既能與酸反應(yīng)，也能與強(qiáng)堿反應(yīng)。是兩性氫氧化物，既可以看作酸也可以看作堿，但它的酸性（比碳酸還弱）、堿性都很弱。離子方程式：Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O [板書] ②兩性強(qiáng)氧化物

Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O [教師] 好，接下來做幾個(gè)習(xí)題鞏固剛才所學(xué)的知識(shí)。[PPT]（習(xí)題）

1、實(shí)驗(yàn)室制備Al(OH)3最好用（D）

A．Al2O3和稀鹽酸 B．Al2O3和水 C．Al2(SO4)3和KOH D．AlCl3和氨水

2.既能與鹽酸反應(yīng)又能與NaOH溶液反應(yīng)的是(BC)A.MgO B.Al2O3 C.Al(OH)3 D.Fe(OH)2

3.某合金能完全溶于鹽酸，再滴入足量的氫氧化鈉溶液，開始出現(xiàn)白色沉淀并逐漸增多，繼而沉淀減少但不完全消失，這種合金是（B）A．硅鋁合金 B．鎂鋁合金 C．銅鎂合金 D．銀鋁合金

[教師] 同學(xué)們都很棒，學(xué)習(xí)往往是學(xué)以致用，而化學(xué)與我們的生活又是息息相關(guān)的，氫氧化鋁在生活中的應(yīng)用非常廣泛，下面我們舉幾個(gè)例子。[PPT]

Al(OH)3在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用

①胃舒平又名復(fù)方氫氧化鋁，由氫氧化鋁和三硅酸鎂兩藥組成。其中氫氧化鋁中和過多的胃酸。

②斯達(dá)舒，[成份]本品每粒含氫氧化鋁140毫克，維生素U50毫克，顛茄提取物10毫克，輔料： 淀粉。[藥理作用]本品中氫氧化鋁為抗酸藥，能中和胃酸并保護(hù)潰瘍面；維生素U能促進(jìn)肉芽發(fā)育和黏膜再生；顛茄流浸膏可抑制腺體分泌，解除平滑痙攣引起的疼痛。

[教師] 氫氧化鋁在醫(yī)學(xué)上用作胃酸中和劑，在生活中最重要的就是凈水。大家應(yīng)該聽說過明礬吧？ [PPT]（講述）

明礬KAl(SO4)2·12H2O，無色晶體，易溶于水。凈水的原理就是氫氧化鋁在起作用。

氫氧化鋁在水中電離：KAl(SO4)2 =K++Al3++2SO42-Al3+水解： Al3++3H2O = Al(OH)3 +3H+ Al(OH)3 具有很強(qiáng)的吸附能力，她能凝結(jié)水中的懸浮物并使之沉降，從而達(dá)到凈水的目的。

但由于鋁在人體內(nèi)積累對(duì)人體健康有害，因此，目前用于飲用水凈化的含鋁凈水劑正逐步被含鐵凈水劑所取代。[教師]（小結(jié)）1.實(shí)驗(yàn)制備氫氧化鋁：可溶性鋁鹽與氨水。例如，Al2(SO4)3+6NH3·H2O=2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4 2.物理性質(zhì)：白色，難溶于水的固體。

Δ

3.化學(xué)性質(zhì)：①加熱分解，2Al(OH)3 = Al2O3+3H2O ②兩性氫氧化物，Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O 4.應(yīng)用：胃酸中和劑，凈水等。[習(xí)題]

1、下列物質(zhì)中屬于兩性氫氧化物的是：（B）A.NaOH

B.Al(OH)C.Mg(OH)D.Ba(OH)2

2、下列離子方程式書寫錯(cuò)誤的是（C）A、鋁粉投入到H2SO4溶液中： 2Al+6H+=2Al3+ +3H2↑ B、Al(OH)3溶于NaOH溶液中： Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O C、NaAlO2溶液中通入足量的CO2：

2AlO2-+ CO2+3H2O= 2Al(OH)3↓+CO32-D、Al2O3粉末溶于NaOH溶液中： Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O

3.斯達(dá)舒、胃舒平可作為治療某種胃病的內(nèi)服藥，這是利用了氫氧化鋁的(B）

A.酸性 B.堿性 C.兩性 D.氧化性

4、AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液，消耗NaOH溶液體積（X軸）和生成沉淀（Y軸）之間的函數(shù)關(guān)系可用下圖來表示，則下列關(guān)系圖正確的是(A)

布置作業(yè)：

課本習(xí)題。板書設(shè)計(jì)：

氫氧化鋁

1.實(shí)驗(yàn)制備氫氧化鋁：可溶性鋁鹽與氨水。例如，Al2(SO4)3+6NH3·H2O=2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4 2.物理性質(zhì)：白色，難溶于水的固體。

Δ

3.化學(xué)性質(zhì)：①加熱分解，2Al(OH)3 = Al2O3+3H2O ②兩性氫氧化物，Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O 4.應(yīng)用：胃酸中和劑，凈水等。

課后反思：

本節(jié)課通過教師講解，播放實(shí)驗(yàn)視頻等教學(xué)環(huán)節(jié)，主要學(xué)習(xí)了氫氧化鋁的制備、物理性質(zhì)以及化學(xué)性質(zhì)，還了解了氫氧化鋁的應(yīng)用，目的在于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，幫助學(xué)生形成科學(xué)探究的思維，學(xué)以致用。

第四篇：氧化鋁教案

第十二章 母液蒸發(fā)

教學(xué)目的：

1、掌握母液蒸發(fā)在氧化鋁生產(chǎn)中的重要作用。

2、掌握蒸發(fā)作業(yè)的基本原理。

3、了解蒸發(fā)系統(tǒng)及蒸發(fā)作業(yè)流程的特點(diǎn)。

4、了解加熱式自然循環(huán)蒸發(fā)器的構(gòu)造。

5、掌握外加式自然循環(huán)蒸發(fā)器的作業(yè)流程。

6、知道各種技術(shù)條件是如何控制的。

7、了解結(jié)晶分離系統(tǒng)。

教學(xué)重點(diǎn)：原理及流程

教學(xué)難點(diǎn)：工藝條件的控制

教學(xué)方式：講解、提問、練習(xí)、作業(yè)等結(jié)合

課時(shí)安排：2課時(shí)

教學(xué)過程：

復(fù)習(xí)引入：

第一節(jié) 概 述

一、母液蒸發(fā)在氧化鋁生產(chǎn)中的重要作用

在氧化鋁生產(chǎn)中，蒸發(fā)是用來保持水量平衡，使母液蒸發(fā)到符合

生產(chǎn)要求的濃度和排除生產(chǎn)過程中積累的雜質(zhì)的很重要的一個(gè)生產(chǎn)

工序。

氧化鋁生產(chǎn)中，水在若干生產(chǎn)階段進(jìn)入流程。舉例：以燒結(jié)法廠

為例介紹并講解。通過分析得出：拜耳法生產(chǎn)氧化鋁每噸氧化鋁需要

蒸發(fā)的水量更多。

設(shè)問：為什么必須要母液蒸濃到符合生產(chǎn)要求的濃度？

碳分母液分直接作調(diào)整液外，其余部分均蒸濃后返回配料。在燒

結(jié)法生產(chǎn)過程中，生料漿的水分過大，將影響熟料窯的操作，并使熟

料窯產(chǎn)能下降。在拜耳法生產(chǎn)中提高循環(huán)母液苛性堿嘗試，可以提高

母液的循環(huán)效率。因此，蒸發(fā)過程必須將母液蒸濃到符合生產(chǎn)要求的

濃度。

設(shè)問：母液蒸發(fā)還有哪些作用呢？

由于原、燃料中的雜質(zhì)進(jìn)入鋁酸鈉溶液，有些雜質(zhì)并在生產(chǎn)中循

環(huán)積累。如：碳酸鈉、硫酸鈉及部分有機(jī)物等。它們對(duì)生產(chǎn)的危害很

大。對(duì)于它們的排除可以通過蒸發(fā)，利用堿濃度提高，碳酸鈉、硫酸

鈉溶解度降低這一特性，從而使它們結(jié)晶析出。隨著鈉鹽的析出，有

機(jī)物也跟著被排除。

結(jié)晶析出的碳酸鈉，對(duì)拜耳法來說，經(jīng)苛化處理后則可以變成苛

性堿返回配料，而聯(lián)合法無須苛化便直接送燒結(jié)法系統(tǒng)配料。

氧化鋁生產(chǎn)中的蒸發(fā)，都是間接加熱。加熱蒸汽的凝結(jié)水是單獨(dú)

排除的，可作鍋爐或洗滌等用水。因此，蒸發(fā)作業(yè)在氧化鋁生產(chǎn)中還

起到軟化水站的作用。

設(shè)問：蒸發(fā)過程的能量消耗如何？

蒸發(fā)過程消耗大量的熱能，約占拜耳法蒸汽總消耗量的30—50%，占混聯(lián)法總能耗的26%左右。這方面的蒸汽消耗、操作費(fèi)用和投資費(fèi)

用在氧化鋁成本上也占有相當(dāng)重的比例。所以適當(dāng)選擇蒸發(fā)器及工藝

流程來降低熱耗是蒸發(fā)工序的關(guān)鍵。

二、蒸發(fā)的基本原理

蒸發(fā)是靠把溶液加熱，使溶液中的水分部分汽化，而使溶液濃縮

也即是使溶液的濃度升高的過程。

蒸發(fā)操作可分為沸騰蒸發(fā)和自然蒸發(fā)兩種，由于沸騰蒸發(fā)的速率

遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過自然蒸發(fā)的速率，工業(yè)上的蒸發(fā)大多采用沸騰蒸發(fā)。

為使溶液沸騰而溶劑不斷汽化，就必須不斷向蒸發(fā)器輸入熱能，并隨時(shí)排除汽化出來的溶劑蒸汽。

母液的蒸發(fā)，就是利用蒸汽把母液間接加熱至沸騰使水激烈汽

化，同時(shí)將生成的水蒸汽連續(xù)地抽至冷凝器中冷卻成水加以排除。

溶液的沸點(diǎn)和其表面的壓力有關(guān)，對(duì)一定濃度的溶液來說壓力降低溶

液的沸點(diǎn)顯著下降。為了增大加熱蒸汽和溶液沸點(diǎn)之間的溫度，以提

高蒸發(fā)能力或減少蒸汽耗量，工業(yè)上常采用抽真空的辦法來進(jìn)行蒸發(fā)

作業(yè)，就叫做真空蒸發(fā)。加熱溶液用的新蒸汽叫做一次蒸汽。溶液沸

騰激化所產(chǎn)生的蒸汽叫做二次蒸汽。根據(jù)二次蒸汽是否被利用，蒸發(fā)

又有單效與多效蒸發(fā)之分。多效蒸發(fā)時(shí)由于二次蒸汽得到重復(fù)利用，可以節(jié)約新蒸汽，并且冷凝器的冷卻水消耗量也將成比例下降。

三、蒸發(fā)系統(tǒng)及蒸發(fā)作業(yè)流程的特點(diǎn)

蒸發(fā)系統(tǒng)：我國(guó)氧化鋁廠母液的蒸發(fā)一般采用的是蒸發(fā)器多效蒸

發(fā)系統(tǒng)。國(guó)外多采用升膜式蒸發(fā)器，目前又趨于降膜式蒸發(fā)器。蒸發(fā)

母液的另一種近代蒸發(fā)系統(tǒng)是多級(jí)閃急蒸發(fā)，這種系統(tǒng)所根據(jù)的原理

和鋁土礦高壓溶出的逆流式熱回收以及和鋁酸鈉溶液的自蒸發(fā)冷卻

相同。

介紹課本12-1閃急蒸發(fā)式蒸發(fā)器組流程。

我國(guó)氧化鋁廠現(xiàn)采用外加熱式自然循環(huán)蒸發(fā)器蒸發(fā)種分母液。而

碳分母液則用標(biāo)準(zhǔn)式蒸發(fā)器，一般都是采用三效真空蒸發(fā)系統(tǒng)。也準(zhǔn)

備采用外熱式強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器三效蒸發(fā)器組與三級(jí)閃急蒸發(fā)相結(jié)合 的新系統(tǒng)。

2、蒸發(fā)作業(yè)的特點(diǎn)：

根據(jù)蒸發(fā)器中蒸汽和溶液的流向不同，可分為順流、逆流和錯(cuò)流

三種不同的作業(yè)流程。有如下的特點(diǎn)：

（1）順流流程：即加熱蒸汽和待蒸發(fā)母液的流動(dòng)方向一致。優(yōu)點(diǎn)：

過熱的母液在蒸發(fā)器里自蒸發(fā)，強(qiáng)化了沸騰的熱交換，加熱蒸汽比逆

流流程少。順流作業(yè)由于后一效蒸發(fā)室內(nèi)的壓力較前一效的低，故可

借助于壓力差來完成各效溶液的輸送，不需要用泵，可節(jié)省動(dòng)力費(fèi)用。

（2）逆流流程：即加熱蒸汽和待蒸發(fā)母液的流動(dòng)方向相反。優(yōu)點(diǎn)：

溶液溫度隨溫度升高而升高，這就保證了較高的傳熱強(qiáng)度。溶液中氧

化鋁和苛性堿濃度的增加，提高了二氧化硅的溶解度，而溫度升高，則降低二氧化硅溶解度。故可消除前幾效的含水鋁硅酸鈉結(jié)垢。

第二節(jié) 種分母液的蒸發(fā)

種分母液的溶劑是水，溶質(zhì)含有氧化鋁、苛性鈉以及雜質(zhì)碳酸鈉、硫酸鈉、氧化硅、有機(jī)物等。我國(guó)氧鋁廠，種分母液的蒸發(fā)多采用外

加熱自然循環(huán)蒸發(fā)器，三效真空蒸發(fā)系統(tǒng)。其雜質(zhì)結(jié)晶采用沉降槽和

過濾機(jī)串聯(lián)作業(yè)進(jìn)行分離。

一、外加熱式自然循環(huán)蒸發(fā)器的構(gòu)造

如課本圖12-3所示。

1、加熱室

是蒸發(fā)器的主要組成部分，它是由若干條鋼管組成，加熱面積為

1100平方米。由于加熱管較長(zhǎng)，溶液便可獲得較大的循環(huán)速度。

加熱室的上、下封頭均設(shè)置有導(dǎo)流板，起著導(dǎo)流的作用，其目的

是減少溶液的阻力損失，有利于循環(huán)速度的提高。加熱室有四個(gè)蒸汽

進(jìn)口，凝結(jié)水排出口和不凝性氣體排出口等。蒸汽進(jìn)口一般均采用切

線方向進(jìn)汽，這樣可以減少阻力損失，同時(shí)使蒸汽分布均勻，有利于

提高傳熱效率。

加熱室是完成熱交換的場(chǎng)所，用來加熱的蒸汽能通過加熱管傳給

管內(nèi)的溶液。

加熱蒸汽自身放出潛熱冷凝成水，而溶液便得到熱能而汽化蒸

發(fā)，完成整個(gè)熱交換過程。

2、沸騰室

是由鋼板焊制而成的圓筒。溶液在沸騰室內(nèi)沸騰而蒸發(fā)。頂部，二次蒸汽出口處設(shè)有霧沫分離器。作用是使二次蒸汽在排出之前將含

堿液滴加以回收。

沸騰室的器壁上，裝有窺視目鏡，便于操作人員觀察室內(nèi)的液面

和沸騰情況。

3、循環(huán)管

為了使溶液在蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)行多次循環(huán)，在沸騰室的下部與加熱室

下部之間設(shè)有循環(huán)管。溶液由循環(huán)管加入，經(jīng)加熱室加熱后從連通管

進(jìn)入沸騰室蒸發(fā)。除部分溶液出料外，絕大多數(shù)溶液從此管返回加熱

室，再次循環(huán)。這樣就構(gòu)成了外加熱式自然循環(huán)蒸發(fā)器的溶液循環(huán)路

線：溶液從循環(huán)管加入到加熱室，到連通管，到沸騰室，然后到循環(huán)

管。

二、外加熱式自然循環(huán)蒸發(fā)器的作業(yè)流程

流程圖如課本圖12-4，種分來料進(jìn)原液槽，用原液泵送到1號(hào)、2號(hào)預(yù)熱器，經(jīng)預(yù)熱后的溶液進(jìn)入Ⅱ效蒸發(fā)器，從Ⅱ效出料自壓至Ⅲ

效蒸發(fā)，由Ⅲ效出料的中間液用中間泵送到3號(hào)、4號(hào)預(yù)熱器提溫后

進(jìn)入Ⅰ效蒸發(fā)器進(jìn)行濃縮。由Ⅰ效出料至自蒸發(fā)器進(jìn)行自蒸發(fā)，然后

從自蒸發(fā)器自壓至沉降槽，經(jīng)一定時(shí)間后到Ⅲ →Ⅰ→Ⅱ流程。

三、技術(shù)條件的控制

1、技術(shù)條件及產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)

（1）新蒸汽使用壓力不大于5公斤／厘米2.（2）末效真空不低于600毫米汞柱。

（3）

一、二效液面控制在第一目鏡的一半處，沸騰液而不得超過第

三目鏡，三效看到循環(huán)液面即可。

（4）循環(huán)上水溫度：冬季不高于28度，夏季不高于35度，下水溫

度不高于60度。

（5）新蒸汽的凝結(jié)水含堿量不大于0.01克／升，二次蒸汽凝結(jié)水含

堿量不大于0.03克／升.（6）水冷器循環(huán)上、下水含堿差不大于0.05克／升.（7）蒸發(fā)母液苛性堿濃度穩(wěn)定在280-300克／升.以上種分母液蒸發(fā) 的技術(shù)條件，不同的氧化鋁廠控制的指標(biāo)不完全相同。

2、技術(shù)條件的控制

（1）使用汽壓的控制

在蒸發(fā)過程中，新蒸汽的加入是蒸發(fā)作業(yè)的基本條件之一，使用

汽壓越高，有效溫度越磊，蒸發(fā)效率越高。在使用汽壓和水冷器一定

真空度下，蒸發(fā)器組的總溫差是一定的。使用汽壓不能無限制地提高。

使用汽壓與蒸汽在加熱室中的傳熱速度有關(guān)，傳熱速度的快慢取決于

蒸汽與溶液間的溫差和加熱管之結(jié)垢。當(dāng)溶液的濃度控制在一定值

時(shí)，汽室壓力便不再升高。但隨著過程的不斷進(jìn)行，演播室壓力又逐

漸地啟動(dòng)上升到某一規(guī)定值時(shí)，這就是說明加熱管內(nèi)的結(jié)垢已達(dá)到了

嚴(yán)重的程度，此時(shí)便應(yīng)停車洗罐。

（2）真空的調(diào)節(jié)

在多效真空蒸發(fā)過程中，系統(tǒng)中保持一定的真空，作用在于降低

溶液的沸點(diǎn)，以保持一定的有效溫差，并使二次蒸汽能充分地利用和

順利地排除。

真空度突然降低的主要有：真空泵不正?；蚴峭蝗惶l。水冷器 的循環(huán)上水不足或是突然停水。使用汽壓突然升高，或機(jī)組出現(xiàn)漏真

空的地方。凝結(jié)水泵出問題，汽室積水過多等。當(dāng)發(fā)現(xiàn)真空突然降低

時(shí)，操作者務(wù)必找出原因，及時(shí)處理，使真空穩(wěn)定，保證蒸發(fā)作業(yè)的

順利進(jìn)行。

（3）液面的控制

一般控制在第一目鏡的一半處。保持操作液面是蒸發(fā)器組正常運(yùn)

轉(zhuǎn)的標(biāo)志。液面的控制，可用進(jìn)、出料量來調(diào)節(jié)。當(dāng)調(diào)節(jié)某一效液面

時(shí)，應(yīng)注意其它各效液面的變化。

（4）濃度的控制

在實(shí)際操作中，一般可通過調(diào)節(jié)使用汽壓和調(diào)整進(jìn)、出料量來控

制出料濃度。

（5）水冷器溫度的控制

在操作中，通常是調(diào)節(jié)上水的水量和上水水溫來控制水冷器的出

口水溫。

（6）凝結(jié)水及不凝性氣體的排除

從上述的各控制可看出，穩(wěn)定各技術(shù)條件的操作是特別重要的，是正常作業(yè)的根本保證。在操作時(shí)要做到五穩(wěn)定，即汽壓、真空、液

面、濃度和出口水溫，是蒸發(fā)器組操作的關(guān)鍵。

四、結(jié)晶分離系統(tǒng)

種分母液在蒸發(fā)過程中結(jié)晶析出的碳酸鈉和硫酸鈉以及附著在

結(jié)晶表面上的有機(jī)物，需從蒸發(fā)母液中分離出來。得到合格的種分母

液。分離過程多采用沉降槽和過濾機(jī)串聯(lián)作業(yè)。過濾分離越徹底越好。

課堂小結(jié) 課后作業(yè)

第三節(jié) 碳分母液的蒸發(fā)

教學(xué)目的：

1、了解標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)器的構(gòu)造。

2、掌握蒸發(fā)器的作業(yè)流程和技術(shù)條件。

3、了解蒸發(fā)器結(jié)垢原因及影響。

4、知道蒸發(fā)器結(jié)垢是如何清除的。

5、了解一水碳酸鈉的苛化原理及影響因素。

6、知道一水碳酸鈉苛化生產(chǎn)工藝流程及條件。

教學(xué)重點(diǎn)：

2、4

教學(xué)難點(diǎn)：5

教學(xué)方式：講解、提問、練習(xí)、作業(yè)等結(jié)合

課時(shí)安排：2課時(shí)

教學(xué)過程：

復(fù)習(xí)引入

我國(guó)燒結(jié)法氧化鋁廠，目前采用標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)器三效真空蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)

行碳分母液的蒸發(fā)。

一、標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)器的構(gòu)造

又叫做中央循環(huán)管式蒸發(fā)器，有帶攪拌和自然循環(huán)的兩種。帶攪

拌的標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)器如課本圖12-5所示。

標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)器由加熱室、沸騰室、霧沫分離器以及攪拌裝置所組成。

由于標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)器加熱管短，單靠自然循環(huán)速度太慢。另一方面蒸

發(fā)的物料是碳分母液，所含的碳酸鈉結(jié)晶較多，容易堵塞出料口，加

此，攪拌的作用，不僅可以強(qiáng)制溶液的循環(huán)，提高蒸發(fā)效率，而且可

以防止出料口堵塞，有利于蒸發(fā)作業(yè)的順利進(jìn)行。

二、標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)器的作業(yè)流程和技術(shù)條件

1、作業(yè)流程

標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)器三效順流作業(yè)的流程如圖12-6所示。在生產(chǎn)上采用

順流Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ、錯(cuò)流Ⅲ→Ⅰ→Ⅱ和Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅰ三種流程輪換操

作，每八小時(shí)倒流程一次。

2、技術(shù)條件及技術(shù)指標(biāo)

如課本191頁(yè)，不同的廠控制的不完全相同。控制操作與外加熱

式自然循環(huán)蒸發(fā)器大同小異。

第四節(jié) 蒸發(fā)器結(jié)垢的生成及清除

一、結(jié)垢的生成

在母液蒸發(fā)過程中易形成結(jié)垢的溶質(zhì)主要是碳酸鈉、硫酸鈉和氧

化硅。因?yàn)樗鼈冊(cè)谡舭l(fā)過程中會(huì)有不現(xiàn)程度的結(jié)晶析出，有的附著在

加熱管壁而形成結(jié)垢。

在拜耳法生產(chǎn)中，鋁酸鈉溶液中的碳酸鈉是逐漸積累的。碳酸鈉

在母液中的溶解度隨溫度升高而增加，溫度低，析出碳酸鈉多。因此，用外熱式自然循環(huán)蒸發(fā)器蒸發(fā)種分母液時(shí)，為了減輕碳酸鈉結(jié)垢，不

宜采用順流作業(yè)。

溫度對(duì)硫酸鈉的溶解度的影響與碳酸鈉相同。升高溫度使溶解度

增加。在蒸發(fā)過程中，還能形成一種水溶性復(fù)鹽碳鈉礬的物質(zhì)，它往

往和鋁硅酸鈉一起析出在加熱管壁上形成致密的結(jié)垢，惡化傳熱過

程。

綜上所述，在溫度較高的出料易產(chǎn)生碳酸鈉和硫酸鈉的結(jié)垢，而

高溫低濃度那一效加熱管硅渣結(jié)垢最為嚴(yán)重。加此在生產(chǎn)過程中應(yīng)盡

量避免此種流程的操作。

二、結(jié)垢對(duì)蒸發(fā)過程的影響

蒸發(fā)是熱能傳遞的過程，根據(jù)傳熱方程式可知，單位時(shí)間的傳熱

量與傳熱系數(shù)、傳熱面積及有效溫差成正比。由于蒸發(fā)器加熱管內(nèi)的

結(jié)垢是熱的不良導(dǎo)體，結(jié)垢的生成，會(huì)大大地降低傳熱系數(shù)。結(jié)垢的

生成，一方面減少了單位時(shí)間內(nèi)的傳熱量，降低了蒸發(fā)效率，另一方

面由于結(jié)垢速度快，清垢周期短，導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率的降低。

三、結(jié)垢的清除

為了保持蒸發(fā)器具有良好的傳熱性能和較高產(chǎn)能，對(duì)蒸發(fā)器加熱

管表面的結(jié)垢必須及時(shí)進(jìn)行定期清除。在保證有較高的蒸發(fā)效率的前

提下，清垢周期越長(zhǎng)，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)效率越高。

清除蒸發(fā)器結(jié)垢的方法有：

1、倒流程

2、水煮

3、硫酸洗罐

近年來，國(guó)外氧化鋁廠中采用高壓水射流裝置清理結(jié)垢，取得良

好效果。

氧化鋁生產(chǎn)中蒸發(fā)器結(jié)垢的清除工作是相當(dāng)繁重的。特別是對(duì)于

鋁硅酸鈉結(jié)垢的清除更是如此。為此，防止或減輕蒸發(fā)器的結(jié)垢就更

為重要。

第五節(jié) 一水碳酸鈉的苛化回收 一、一水碳酸鈉的苛化原理及影響因素

拜耳法生產(chǎn)過程的苛性堿，由于在浸出過程中生產(chǎn)反苛化作用以

及鋁酸鈉溶液吸收空氣中二氧化碳有約3%左右轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓釅A，這些碳

酸堿在蒸發(fā)過程中以固相一水碳酸鈉析出。為減少苛性堿的消耗，將

析出的碳酸鈉進(jìn)行一定的處理，以回收苛性堿。

拜耳法生產(chǎn)回收苛性堿用石灰苛化法。原理是，將一水碳酸鈉溶

解，然后加入石灰乳，使之發(fā)生如下的反應(yīng)：

碳酸鈉轉(zhuǎn)變?yōu)闅溲趸c的轉(zhuǎn)化率，即苛化率，我們要求越高越好。

要獲得高的苛化率，苛化反應(yīng)必須在較低的濃度下進(jìn)行。

在原始溶液中碳酸鈉含量越高，苛化效率越低，即在苛性化后溶

液中苛性鈉相對(duì)含量越少。故工業(yè)上用石灰來苛化碳酸鈉溶液時(shí)，都

是采用低濃度的溶液，經(jīng)蒸濃后再送去配料。

為了提高苛化效率，可以配入過量的石灰，但石灰配入量不宜太

多。二、一水碳酸鈉苛化生產(chǎn)工藝流程及條件

苛化流程為：先將堿粉用熱水溶化，堿水與蒸發(fā)后所析出結(jié)晶堿

一起送化灰機(jī)與石灰一同消化，消化后堿水灰乳送苛化桶苛化，苛化

漿液沉降分離，溢流液送蒸發(fā)蒸濃，使?jié)舛葷M足生產(chǎn)要求。苛化渣漿

經(jīng)過濾，濾渣送往赤泥沉降洗滌系統(tǒng)，濾液返回苛化漿澄清桶。

條件：如課本196頁(yè)。

課堂小結(jié)

課后作業(yè)

第十三章 氧化鋁生產(chǎn)的消耗及成本

教學(xué)目的：

1、了解氧化鋁生產(chǎn)成本的構(gòu)成有哪些。

2、掌握氧化鋁總回收率和堿耗。

3、了解氧化鋁生產(chǎn)的工序物料流量及氧化鋁單耗。

教學(xué)重點(diǎn)：1

教學(xué)難點(diǎn)：2

教學(xué)方式：講解、提問、練習(xí)、作業(yè)等結(jié)合

課時(shí)安排：2課時(shí)

教學(xué)過程：

復(fù)習(xí)引入

第一節(jié) 氧化鋁總回收率和堿耗

一、氧化鋁總回收率

是指產(chǎn)出氧化鋁中含氧化鋁量，占消耗物料中含氧化鋁量的百分

比。它反映冶煉過程中，氧化鋁的回收程度。計(jì)算公式如下：

總回收率越高，一噸氧化鋁所耗用的鋁土礦數(shù)量就越少。構(gòu)成成

本的主要單耗指標(biāo)也都隨之降低。

氧化鋁的回收率也可用下面的公式表示，由上式可看出，氧化鋁回收率越高，則氧化鋁的損失就越低，原

料被利用得就越充分。

氧化鋁的損失分為化學(xué)損失與機(jī)械損失。所謂化學(xué)損失是指鋁土

礦溶出時(shí)未發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的氧化鋁損失，或熟料溶出時(shí)溶液中部分氧

化鋁轉(zhuǎn)入赤泥的二次反應(yīng)損失等，稱之為棄赤泥帶走的不溶性的氧化

鋁損失。

屬于機(jī)械損失的則包括棄赤泥附液損失、窯氣、分解槽、碳酸化

槽和其它的損失等。

氧化鋁的化學(xué)損失占總損失的比例：燒結(jié)法為55-65%而混聯(lián)法為

55-60%。

二、氧化鋁生產(chǎn)中的堿耗

是指每生產(chǎn)一噸成品氧化鋁所耗用的純堿或苛性堿數(shù)量。以公斤

／噸-氧化鋁NaCO3或 表示。我國(guó)燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁

堿耗一般為。而混聯(lián)法堿耗較低。拜耳法的堿耗最低。

堿損失分為化學(xué)損失與機(jī)械損失。棄赤泥帶走的不溶性的堿損

失，屬于化學(xué)損失。機(jī)械損失包括赤泥附液損失，窯灰煙塵帶堿以及

其他生產(chǎn)工序的機(jī)械損失。氫氧化鋁所帶走的堿包括可洗堿和不可洗

堿，計(jì)算時(shí)單獨(dú)列為一項(xiàng)。各項(xiàng)的堿損失通常以NaO的形式來計(jì)算，然后再換算成純堿。燒結(jié)法或混聯(lián)法生產(chǎn)氧化鋁，堿耗計(jì)算步驟如下：

第二節(jié) 氧化鋁生產(chǎn)的工序物料流量及氧化鋁單耗

一、氧化鋁生產(chǎn)工序的物料流量

氧化鋁生產(chǎn)流程長(zhǎng)，物料流量大。詳見表13-4.二、氧化鋁主要單耗

每噸氧化鋁的輔助材料、燃料和動(dòng)力消耗詳見表13-5.第三節(jié) 氧化鋁生產(chǎn)成本的構(gòu)成

氧化鋁生產(chǎn)成本一般由原料、主要材料、輔助材料、燃料、動(dòng)力、工資、管理費(fèi)用及消售費(fèi)用等構(gòu)成。設(shè)備折舊與維修費(fèi)用包括在車間

管理費(fèi)之中。

燃料動(dòng)力費(fèi)用在氧化鋁車間成本中所占比例最大，燒結(jié)法尤其突

出。在燒結(jié)法中，燒結(jié)過程的加工費(fèi)用幾乎占全部加工費(fèi)用的的40%。

在聯(lián)合法中，以抽取同樣數(shù)量氫氧化鋁而論，燒結(jié)法的加工費(fèi)相當(dāng)于

拜耳法加工費(fèi)用的183%。但是燒結(jié)法系統(tǒng)提供了拜耳法系統(tǒng)所需要的

堿，而且熟料的鋁硅比僅2.4左右。在比較加工費(fèi)用時(shí)，這些都是不

利于燒結(jié)法的因素。

課堂小結(jié)

課后作業(yè)

第十四章 氧化鋁生產(chǎn)的環(huán)境保護(hù)與原料的綜合利用

教學(xué)目的：

1、了解氧化鋁廠的環(huán)境保護(hù)。

2、了解赤泥的綜合利用。

教學(xué)及難點(diǎn)：2

教學(xué)方式：講解、提問、練習(xí)、作業(yè)等結(jié)合

課時(shí)安排：2課時(shí)

教學(xué)過程：

復(fù)習(xí)引入

第一節(jié) 氧化鋁廠的環(huán)境保護(hù)

氧化鋁生產(chǎn)的環(huán)境保護(hù)問題，從氧化鋁廠本身來看主要危害只有

物料粉塵，溶液的跑冒滴漏，噪音、蒸汽及煙氣挾帶等。但由于近代

生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)達(dá)，氧化鋁廠本身的環(huán)境保護(hù)問題還是比較容易解決 的。氧化鋁生產(chǎn)影響環(huán)境比較大的方面是礦區(qū)處置、污水和赤泥處置

三大問題。

鋁土礦的開采主要是露天采礦，礦床的大小，深度、硬度和位置 的變化很大，堿用采礦對(duì)環(huán)境的影響也不一樣。近年來各鋁土礦的主

權(quán)國(guó)對(duì)礦區(qū)回填、地面平整，表土復(fù)原，造地還國(guó)和植樹再生等方面

都提高了要求。

氧化鋁生產(chǎn)需要大量工業(yè)用水，同時(shí)產(chǎn)生大量含堿和含量其它污

染物的廢氣，其廢水若不加限制的向外排放，引起大面積水系的污染

和土地鹽堿化。這些廢水若不回收利用，氧化鋁生產(chǎn)的新水供應(yīng)也將

造成困難。因此很多氧化鋁廠在廢水處理儲(chǔ)存和循環(huán)利用方面做了很

多工作。如冷卻用水循環(huán)使用，沖洗設(shè)備和地面的污水均應(yīng)返回工藝

系統(tǒng)，加強(qiáng)生產(chǎn)管理，防止跑冒滴漏。

氧化鋁生產(chǎn)將排出大量含堿赤泥漿，拜耳法赤泥產(chǎn)出率最少。赤

泥的綜合利用問題是解決鋁氧生產(chǎn)最大的污染源的主要問題。雖然有

不少途徑回收赤泥，但于赤泥量很大，含水率太高，粒度很細(xì)等，至

今拜耳法赤泥仍不能大量利用，它仍是氧化鋁生產(chǎn)一個(gè)值得研究的問

題。

因此，氧化鋁廠的設(shè)計(jì)、建設(shè)、生產(chǎn)過程中，必須十分重視環(huán)境

保護(hù)問題，避免污染環(huán)境，并努力實(shí)現(xiàn)三廢的充分利用，變廢為寶。

第二節(jié) 赤泥的綜合利用

由于礦石的成分和生產(chǎn)氧化鋁所用的方法不同，赤泥的化學(xué)和礦

物組成差別很大，其用途也各不相同。

目前國(guó)內(nèi)外提出的綜合利用赤泥的途徑，歸結(jié)起來有以下幾個(gè)方

面：

1、回收赤泥中的有用成分。

2、利用赤泥生產(chǎn)水泥及其它建筑材料，這是大量利用赤泥的主

要途徑。

3、用做肥料、土壤改良劑、脫硫劑、凈水劑等。

本節(jié)主要詳細(xì)介紹燒結(jié)法赤泥生產(chǎn)硅酸鹽水泥工藝。赤泥生產(chǎn)硅

酸鹽水泥是我國(guó)燒結(jié)法氧化鋁廠1958年研究成功的，現(xiàn)已發(fā)展成年

產(chǎn)110萬噸水泥和能生產(chǎn)多品種水泥的大型水泥廠，我國(guó)聯(lián)合法氧化

鋁廠的水泥廠也早已投產(chǎn)。

一、普通硅酸鹽水泥的成分、性質(zhì)和用途

水泥是建筑工程中常用的建筑材料。普通硅酸鹽水泥也稱普通水

泥，它是以硅酸鹽水泥熟料加入適量的石膏及水硬性混合材料，共同

粉磨成細(xì)粉的水硬性膠凝材料。

水泥熟料的主要化學(xué)成分有：。它們

在高溫下發(fā)生反應(yīng)，生成大量的水硬性礦物組分，其中起決定作用的

是硅酸三鈣，硅酸二鈣，鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣四種礦物。

鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣在硅酸鹽水泥熟料中統(tǒng)稱為熔媒礦物，它

們的總含量約占20-24%，其中鋁酸三鈣一般在6-11%。

熟料中還會(huì)含有有害成分氧化鎂等。

普通水泥由熟料、石膏和混合材料組成。其中含有相當(dāng)數(shù)量的硅

酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣及鐵鋁四鈣，所以它具有加水后發(fā)生化

學(xué)變化，產(chǎn)出新的水化物，進(jìn)而凝結(jié)感化，發(fā)揮強(qiáng)度，以及一定的抵

抗水的侵蝕能力等性質(zhì)。此外，水泥、石子和砂加水混合后成為流動(dòng)

性很大的漿體，可以預(yù)制成型，水泥建筑物還具有一定的抗凍性的抗

滲透性。所以普通水泥廣泛地用作農(nóng)用、水利工程、造船、廠房等制

品。

二、硅酸鹽水泥的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

水泥有多種標(biāo)號(hào)。標(biāo)號(hào)越高，強(qiáng)度越大。水泥的物理性質(zhì)、化學(xué)

成分應(yīng)符合規(guī)定：

1、細(xì)度 4900孔／厘米2

2、凝結(jié)時(shí)間 初凝不早于45分鐘，終凝不遲于12小時(shí)

3、體積安定性 蒸煮后體積變化均勻

4、化學(xué)成分 燒失量不超過5%，熟料含氧化鎂不超過4.5%、水泥

中三氧化硫含量不超過3%。

三、赤泥生產(chǎn)硅酸泥水泥

堿---石灰燒結(jié)法赤泥中，含有大量的 等

成分，因而可以利用赤泥來生產(chǎn)水泥。

利用赤泥生產(chǎn)水泥與普通水泥廠的生產(chǎn)工藝流程和技術(shù)條件基

本相同。將氧化鋁廠排出的赤泥先經(jīng)真空過濾機(jī)過濾，以降低赤泥漿 的水分，然后按水泥配料比配入石灰石和砂巖磨制成生料漿。經(jīng)調(diào)配

合格的生料漿送回轉(zhuǎn)窯煅燒成水泥熟料。按普通硅酸鹽水泥的技術(shù)條

件配以一定的混合材和石膏再經(jīng)球磨機(jī)磨制成水泥產(chǎn)品。利用 赤泥

生產(chǎn)硅酸鹽水泥流程圖如課本圖14-1所示。

課堂小結(jié)

課后作業(yè)

第三節(jié) 鎵的回收

教學(xué)目的：

1、了解鎵的性質(zhì)和用途。

2、了解鎵的生產(chǎn)方法。

3、了解如何從母液中回收鎵

教學(xué)重點(diǎn)：3

教學(xué)難點(diǎn)：3

教學(xué)方式：講解、提問、練習(xí)、作業(yè)等結(jié)合

課時(shí)安排：1課時(shí)

教學(xué)過程：

復(fù)習(xí)引入

一、鎵的性質(zhì)和用途

鎵屬于稀散元素，在自然界中是以類質(zhì)同晶混合物狀態(tài)存在于

鋁、鋅、鎘等的礦物中。鋁土礦中一般含鎵0.01-0.001%。鎵是一種

柔軟的銀白色金屬，具有良好的反光性?；瘜W(xué)性質(zhì)與鋁、銦相似，在

熱空氣中能氧化形成氧化膜，能溶于氫氧化鈉、氫氟酸、硫酸和鹽酸，能與鹵素化合。

鎵本身的用途遠(yuǎn)沒有鋁的用途廣泛。但鎵的化合物：砷化鎵、磷

化鎵、銻化鎵等用于抽取半導(dǎo)體的材料，廣泛應(yīng)用于信息放大器件，微波器及激光雷達(dá)的元件，鎵還用于配制低熔點(diǎn)合金、高強(qiáng)度合金和

用作原子能工業(yè)的載熱休，用于電學(xué)源材料及制造反射鏡。

二、鎵的生產(chǎn)方法概述

用鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁時(shí)，鎵自然地富集于循環(huán)母液中，從中回收

比較容易，也比較經(jīng)濟(jì)。方法有：

1、化學(xué)法

2、直接電解法

3、置換法

三、化學(xué)法從母液中回收鎵

1、碳酸化---石灰法從碳分母液中回收鎵

工藝流程如圖14-2所示：（1）二次碳酸化分解 將碳分母液通

入二氧化碳?xì)膺M(jìn)行徹底碳酸化分解，使溶液中的鋁和鎵盡可能地完全

沉淀出來。（2）加石灰乳脫鋁 二次沉淀中鎵的含量仍很低，加石灰

乳脫鋁的目的是使二次沉淀中的氧化鋁和氧化鎵分離，使鎵進(jìn)一步富

集。（3）三次碳酸化分解 分離鋁酸鈣渣后的溶液通入二氧化碳進(jìn)

行三次碳酸化分解，其目的是使溶液中的鎵完全沉淀析出，制得三次

沉淀。（4）溶解 利用氫氧化鈉，硫化鈉進(jìn)行溶解，除鉛，達(dá)到制得

合格的電解原液的目的。（5）電解提取金屬鎵 將電解原液盛在塑料

板或玻璃鋼制成的電解槽內(nèi)，以不銹鋼制成的陰極和陽(yáng)極交替排列于

電解槽中，通入直流電進(jìn)行電解。在陰極上金屬鎵和氫氣，在陽(yáng)極上

析出氧氣。（6）粗鎵精制

2、分步碳酸化—溶解法回收鎵

分步碳酸化—溶解法回收鎵是將二次沉淀物直接溶解到種分母

液中去，便可取得富含鎵的溶液。再經(jīng)分解、溶解、電解便可得到金

屬鎵。本方法與石灰法比較，主要就是脫鋁方法不同，不產(chǎn)生鋁酸鈣

渣，因而減少了對(duì)三氧化二鋁生產(chǎn)的影響。流程如圖14-3所示。

分步碳酸化—溶解法從種分母液中回收鎵技術(shù)上是可行的，經(jīng)濟(jì)

上是合理的，已通過技術(shù)鑒定。

課堂小結(jié)

課后作業(yè)

第四節(jié) 多品種氧化鋁

教學(xué)目的：

1、了解多品種氧化鋁有哪些。

2、了解多品種氧化鋁的特性及其制備方法。

教學(xué)重點(diǎn)：2

教學(xué)難點(diǎn)：2

教學(xué)方式：講解、提問、練習(xí)、作業(yè)等結(jié)合

課時(shí)安排：1課時(shí)

教學(xué)過程：

復(fù)習(xí)引入

設(shè)問：什么是多品種氧化鋁？

一、多品種氧化鋁概述

為了將電解鋁用氧化鋁和其它非煉鋁用氧化鋁相區(qū)別，我們將在

晶型結(jié)構(gòu)、化學(xué)純度、外觀形狀、粒度組成等物化性質(zhì)上具有特色，因而具有某種特殊用途，而其主要成分（除去附著水、結(jié)晶水外）仍

為氧化鋁者，叫做多品種氧化鋁（或非煉鋁用氧化鋁）。

發(fā)展趨勢(shì)：近年來國(guó)外多品種氧化鋁的應(yīng)用和發(fā)展非常迅速。據(jù)

國(guó)際原鋁協(xié)會(huì)公布的數(shù)字，世界每年使用的多品種氧化鋁已達(dá)230多

萬噸，占世界氧化鋁總產(chǎn)量的8%左右。生產(chǎn)品種達(dá)200多種。隨著我

國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，使用多品種氧化鋁的部門越來越多。用量也不斷

增加，約占氧化鋁總產(chǎn)量的15%左右。產(chǎn)品品種已開發(fā)30多種。

氧化鋁廠具有生產(chǎn)多品種氧化鋁的原料和工藝。尤其是燒結(jié)法生

產(chǎn)過程中的鋁酸鈉溶液，做為多品種氧化鋁的生產(chǎn)原料，由于有機(jī)物

等雜質(zhì)含量低，易于制得高純度、高白度的產(chǎn)品，再者高濃度的二氧

化碳?xì)猓梢源婊げ块T生產(chǎn)催化劑載體原料時(shí)必不可的酸、堿、鹽等昂貴的化工原料。因此，氧化鋁廠大力發(fā)展多品種氧化鋁的生產(chǎn)

占有很大優(yōu)勢(shì)。

二、多品種氧化鋁的特性及其制備方法

多品種氧化鋁的種類繁多，下面簡(jiǎn)單介紹我國(guó)氧化鋁廠生產(chǎn)的幾

種產(chǎn)品的主要特性及其用途和制備方法。

1、活性氧化鋁

它是一種多孔性、高分散度的固體顆粒物料，有很大的表面積及

其機(jī)械強(qiáng)度，其微孔表面具備催化作用所要求的特性。不溶于水及有

機(jī)溶劑，但能溶于強(qiáng)酸及強(qiáng)堿液中。無毒、無味、無臭。在空氣中能

吸濕，吸水后不脹不裂保持原狀，吸水失效后可在180-250度下活化

再生，對(duì)二氧化氮、二氧化硫等氣體都有吸附作用。

用途：廣泛用于飲水除氟，空氣凈化、絕緣油除酸等。在化工及

石油化工部門中作各類催化劑和催化劑載體。

制備：由氧化鋁水合物加熱脫水而成。其制備過程一般包括成膠、老

化、分離洗滌、干燥成型和活化焙燒等工藝過程。用工業(yè)氫氧化鋁直

接抽取粒狀活性氧化鋁，目前尚有困難，一是活性差，二是造粒困難。

2、擬薄水鋁石

是一種結(jié)晶不夠完整的一水炊鋁石類型，故稱假一水鋁石。孔容

大，比表面高，膠溶性能好。具有觸變性凝膠的特點(diǎn)。其三水氧化鋁

含量?jī)H在1-2%左右。目前國(guó)內(nèi)已大量用作新型催化劑的原料。也可作

活性氧化鋁的原料。

制備：我國(guó)燒結(jié)法氧化鋁廠，在制取作粘結(jié)劑的擬薄水鋁石時(shí)，也用工業(yè)鋁酸鈉溶液為原料，用石灰爐高濃度二氧化碳?xì)庾鞒恋韯?，在低溫、低濃度和快速通氣徹底碳酸化條件下中和成膠。工藝流程：

首先將工業(yè)鋁酸鈉溶液按條件沖稀，冷卻經(jīng)過濾凈化除去雜質(zhì)后，送

成膠反應(yīng)器進(jìn)行碳酸化分解成膠。其沉淀產(chǎn)物加溫老化一定時(shí)間，然

后，壓濾分離并洗滌。得到濕的擬薄水鋁石產(chǎn)品可直接包裝為成品。

或經(jīng)烘干，磨細(xì)后包裝作成品。洗液用作沖稀液。母液和剩余洗滌可

返回氧化鋁生產(chǎn)流程。

3、氫氧化鋁牙膏摩擦劑

氫氧化鋁牙膏摩擦劑具有白度高、粒度細(xì)，性能穩(wěn)定，酸堿度適

中和含重金屬，硫、砷等有害物質(zhì)較低的特性。一般粒度小于320目。

白度大于95%。由于它齒潔力高，適于做藥物牙膏的摩擦添加劑。

制取氫氧化鋁牙膏摩擦劑是采用種子攪拌分解法生產(chǎn)工藝。此工

藝是以工業(yè)鋁酸鈉溶液為原料，用特殊加工后具有較高活性的晶種進(jìn)

行低溫?cái)嚢璺纸猓迫【哂幸欢６鹊臍溲趸X。分解后的漿液經(jīng)分

離、洗滌、烘干、粉碎即得成品。母液和洗液返回到工業(yè)氧化鋁生產(chǎn)

流程中。

4、低鈉氧化鋁

主要用于電子工業(yè)中真空絕緣、高頻陶瓷制品及高級(jí)耐火材料，剛玉原料、機(jī)械密封等。

生產(chǎn)方法是以工業(yè)氧化鋁加工除鈉（軟水洗滌）。

5、噴涂氧化鋁

用于隔熱、防腐、耐磨設(shè)備的噴涂材料。生產(chǎn)方法是用三級(jí)品氧

化鋁為原料，除鈉、水選。

6、γ-AL2O3產(chǎn)品用于制藥工業(yè)，專作VB12的吸附劑，微粒用于

油漆填料。

生產(chǎn)方法是以工業(yè)氫氧化鋁為原料，經(jīng)過去鈉，活化焙燒制取。

在粒度要求上采用水選、過篩、研磨等工藝處理。

7、超細(xì)α-AL2O3微粉

是國(guó)防陶瓷的主要原料。生產(chǎn)方法是先將氧化鋁加工為低鈉氧化

鋁，再焙燒，將全部結(jié)晶轉(zhuǎn)變?yōu)棣列停缓箝L(zhǎng)時(shí)間研磨、水選、烘干

和過濾。

8、高純氫氧化鋁

主要用于石油、化肥工業(yè)中的催化劑和催化載體。生產(chǎn)方法是將

工業(yè)鋁酸鈉溶液進(jìn)行三次脫硅，碳分、種分混合分解的辦法制取符合

質(zhì)量要求的高純度氫氧化鋁。

9、低鐵氫氧化鋁

此產(chǎn)品為激光釹玻璃的原料、激光技術(shù)要求氫氧化鋁中鐵、銅含

量越低越好。我們采用生產(chǎn)高純氫氧化鋁的方法，中間對(duì)鋁酸鈉溶液

再加一次脫鐵措施進(jìn)行生產(chǎn)。溶液中氧化鐵的存在狀態(tài)，一般認(rèn)為是

固態(tài)懸浮物。增加過濾介質(zhì)，添加石灰乳過濾，添加活性物質(zhì)吸附都

有助于除鐵。

課堂小結(jié)

課后作業(yè)

關(guān)于《氧化鋁生產(chǎn)工藝》這本書：

研發(fā)理念：中國(guó)鋁土礦廣泛分布在山西、河南、貴州和廣西等省

份，我們平頂山地區(qū)也有優(yōu)質(zhì)的鋁土礦資源，本課程的研究和學(xué)習(xí)，就是為了培養(yǎng)具有特色的、為本地區(qū)服務(wù)的化工中等專業(yè)技能型人

才。

內(nèi)容特點(diǎn)：主要學(xué)習(xí)河南匯源化工公司（位于河南平頂山地區(qū)魯

山縣）化鋁生產(chǎn)工藝流程，即拜耳法生產(chǎn)氧化鋁和氫氧化鋁。

體例創(chuàng)新：該生產(chǎn)工藝能夠更加有效地消化低品位礦石，從而全面利用

和保護(hù)現(xiàn)有的鋁礦資源。而其投資成本較傳統(tǒng)的混聯(lián)法氧化鋁生產(chǎn)工藝降低

50%，并可有效防止環(huán)境污染。

特色陳述：本書主要介紹氧化鋁生產(chǎn)工藝中的拜耳法。從氧化鋁 的生產(chǎn)概述開始，分章節(jié)、逐漸、系統(tǒng)地學(xué)習(xí)原料的制備，高壓溶出，熟料燒結(jié)，熟料溶出，赤泥分離與洗滌，鋁酸鈉溶液的精制及分解，氫氧化鋁焙燒，母液蒸發(fā)，氧化鋁生產(chǎn)的消耗及成本，最后還學(xué)習(xí)到

氧化鋁生產(chǎn)的環(huán)境保護(hù)與原料的綜合利用。學(xué)習(xí)時(shí)由淺入深，由面到

點(diǎn)，由點(diǎn)到面的進(jìn)行學(xué)習(xí)，并且注意培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的環(huán)境保護(hù)理念、以

及工廠的成本核算理念，樹立學(xué)習(xí)者的主人翁意識(shí)與觀念。

后續(xù)規(guī)劃與設(shè)想：進(jìn)一步加強(qiáng)與企業(yè)的合作辦學(xué)，真正地做到“請(qǐng)

進(jìn)來，走出去”。“請(qǐng)進(jìn)來”是指可聘請(qǐng)企業(yè)的技術(shù)人員定期或不定期

地到學(xué)校為學(xué)生和專業(yè)課教師講課?！白叱鋈ァ笔侵笇W(xué)生和老師均可

參加定崗實(shí)習(xí)，學(xué)生進(jìn)一步加深認(rèn)識(shí)，教師真正向“雙師型”轉(zhuǎn)變。

第五篇：氧化鋁污水（本站推薦）

氧化鋁行業(yè)水污染控制措施探討

2012-03-07 16:11:39

張 凱1，張瓊娜2(1.黃河水資源保護(hù)科學(xué)研究所，鄭州 450004；2.鄭州燃?xì)夤煞萦邢薰?，鄭?450006)摘■要:根據(jù)氧化鋁行業(yè)生產(chǎn)用水及排污特點(diǎn)，結(jié)合某氧化鋁生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)廢水的處理實(shí)踐，推薦采用逆向洗滌赤泥和氫氧化鋁，節(jié)約用水量；綜合利用赤泥洗液和含堿廢水；對(duì)生產(chǎn)用水設(shè)置循環(huán)水系統(tǒng)和二次利用水系統(tǒng)；設(shè)置生產(chǎn)廢水處理站，氧化鋁系統(tǒng)和熱電廠的生產(chǎn)系統(tǒng)排水、循環(huán)水系統(tǒng)的排污水，以及化驗(yàn)等廢水全部排入生產(chǎn)廢水處理站處理，廢水經(jīng)處理后作為二次利用供水返回生產(chǎn)系統(tǒng)使用，通過綜合利用生產(chǎn)廢水，可以實(shí)現(xiàn)廠區(qū)廢水的零排放，節(jié)約資源的同時(shí)，提高清潔生產(chǎn)水平，避免對(duì)環(huán)境造成污染。

關(guān)鍵詞:氧化鋁;廢水;水污染防治;零排放

中圖分類號(hào):X703 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1006-5377（2010）05-0052-04 1 前言

由于國(guó)內(nèi)鋁土礦資源的鋁硅比普遍偏低，因此在氧化鋁廠的生產(chǎn)過程中一般都需要使用大量的水，同時(shí)也產(chǎn)生了大量外排廢水。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)大型氧化鋁廠日外排廢水可達(dá)4～6萬m3。氧化鋁生產(chǎn)廢水主要來源于現(xiàn)場(chǎng)的含堿廢液、生產(chǎn)設(shè)備冷卻水、工廠自備熱電廠的生產(chǎn)污水及其他附屬單位的生產(chǎn)排水。本文結(jié)合河南某年產(chǎn)80萬噸的氧化鋁生產(chǎn)企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)及水污染控制情況，對(duì)該行業(yè)廢水治理措施進(jìn)行分析說明，對(duì)氧化鋁行業(yè)中拜爾法生產(chǎn)過程中的水污染產(chǎn)生、循環(huán)利用、二次利用、處理措施、清潔生產(chǎn)措施等問題進(jìn)行了探討。生產(chǎn)工藝及廢水產(chǎn)生環(huán)節(jié)

拜爾法是目前處理鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁流程最短、最經(jīng)濟(jì)的方法，也是最主要的生產(chǎn)方法之一，特點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單、流程短、能耗低、投資低、產(chǎn)品質(zhì)量高，而且大氣污染物排放量小，是氧化鋁生產(chǎn)的最佳技術(shù)，屬于清潔生產(chǎn)工藝。

氧化鋁生產(chǎn)工藝用水主要為生料磨制、母液蒸發(fā)、脫硅、氧化鋁洗滌、赤泥洗滌，以及石灰爐CO2洗滌等工序。拜耳法生產(chǎn)氧化鋁，主要工藝是由溶出、分解與焙燒三個(gè)階段組成。氧化鋁生產(chǎn)過程中主要水污染物產(chǎn)生環(huán)節(jié)如下：1）氧化鋁系統(tǒng)主要用水單位為石灰制備、原礦漿磨制、溶出、預(yù)脫硅、赤泥分離洗滌、母液蒸發(fā)、氫氧化鋁過濾等工藝用水，水中主要含堿；2）煤氣站產(chǎn)生冷卻排水、酚油廢水；3）自備熱電站的凝汽機(jī)、空冷機(jī)、油冷機(jī)等冷卻水，主要污染物是pH、SS；化學(xué)水處理間樹脂再生（酸洗和堿洗）時(shí)產(chǎn)生的酸堿廢水；4）焙燒爐、空壓機(jī)、真空泵等設(shè)備間接冷卻水；5）選精礦濃密機(jī)溢流水含有礦漿、堿等污染物；6）各車間均有生活污水排出，污水中主要污染物為COD和懸浮物。水污染防治措施 在氧化鋁生產(chǎn)過程中有一定的含堿廢水產(chǎn)生，其主要來源是各工藝生產(chǎn)車間設(shè)備和管道的“跑冒滴漏”及設(shè)備檢修、清理的洗滌水、軸封、冷卻水等。這部分水一般含堿,若能回收后繼續(xù)使用,不僅能降低生產(chǎn)中的堿耗,而且可充分節(jié)約水資源及提高工廠效益。氧化鋁生產(chǎn)企業(yè)廢水治理措施主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：

（1）凈循環(huán)水系統(tǒng)

氧化鋁系統(tǒng)的溶出、熟料溶出、壓煮脫硅、分離洗滌、母液蒸發(fā)、燒成窯、焙燒爐、空壓機(jī)、真空泵等冷卻水,電廠凝汽機(jī)、空冷機(jī)、油冷機(jī)等冷卻水,這些均為設(shè)備間接冷卻水,除溫升變化外,基本不含有害物質(zhì),設(shè)置凈循環(huán)水系統(tǒng),冷卻水經(jīng)冷卻塔冷卻后循環(huán)利用。該企業(yè)凈循環(huán)水系統(tǒng)水量見表1。

（2）氧化鋁生產(chǎn)循環(huán)水系統(tǒng)

氧化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)設(shè)備冷卻、溶出、控制過濾、赤泥沉降洗滌、過濾及輸送、精液降溫種子分解、氫氧化鋁過濾、母液蒸發(fā)、排鹽苛化等工序冷卻用水設(shè)置總循環(huán)水系統(tǒng)。由于循環(huán)水受工藝物料污染，含堿較高，對(duì)補(bǔ)充水的硬度自行進(jìn)行了軟化。為改善循環(huán)水水質(zhì)，保持循環(huán)水在一定的濃縮倍數(shù)下運(yùn)行，對(duì)10%的循環(huán)水進(jìn)行分流澄清處理，保證循環(huán)水懸浮物含量符合循環(huán)水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。生產(chǎn)循環(huán)水系統(tǒng)水量見表2。

（3）選礦濁循環(huán)水系統(tǒng)

選礦車間鋁土礦選礦浮選工藝用水中主要含懸浮物及選礦藥劑，設(shè)置選礦濃密機(jī)溢流水循環(huán)系統(tǒng)，回收的溢流水進(jìn)入回水池，返回流程循環(huán)使用的循環(huán)水量為3.4萬m3/d。

（4）煤氣站循環(huán)水系統(tǒng)

煤氣洗滌水中含有酚、氰、硫化物等多種污染物，設(shè)立單獨(dú)的循環(huán)水系統(tǒng)。循環(huán)水系統(tǒng)包括沉淀池、循環(huán)水泵房和水冷卻裝置。雙豎管冷卻器及煤氣洗滌塔的洗滌水進(jìn)入隔油沉淀池，在沉淀池中定期投入硫酸鋁等絮凝劑，洗滌水經(jīng)除油、沉渣后再依次進(jìn)入熱水池、冷卻塔、冷水池循環(huán)使用。該循環(huán)水系統(tǒng)虧水運(yùn)行，不外排廢水。為改善循環(huán)水水質(zhì)，該系統(tǒng)設(shè)有旁流20%循環(huán)水的處理設(shè)施，即污水先經(jīng)沉淀池除去泥沙，再經(jīng)除油后80%送冷卻塔降溫后循環(huán)使用，另外20%水量用次氯酸鈉氧化作深度旁流處理，處理后仍返回循環(huán)水系統(tǒng)使用。

（5）設(shè)置生產(chǎn)廢水處理站

目前國(guó)內(nèi)各氧化鋁廠均設(shè)有生產(chǎn)廢水集中處理的工業(yè)廢水處理站,一般采用混凝沉淀法進(jìn)行處理。各生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)排水經(jīng)匯集后進(jìn)入廢水處理站，經(jīng)加藥、沉淀去除廢水中的懸浮物、泥沙和油。

氧化鋁系統(tǒng)和熱電廠的生產(chǎn)系統(tǒng)排水、循環(huán)水系統(tǒng)的排污水，以及化驗(yàn)等排水排入生產(chǎn)廢水處理站處理（各系統(tǒng)排水量見表3）。各系統(tǒng)生產(chǎn)排水經(jīng)全廠排水管網(wǎng)匯入總管，然后排入工業(yè)廢水處理站，廢水經(jīng)沉淀池、平流沉淀池去除懸浮物后作為二次利用供水返回生產(chǎn)系統(tǒng)使用，沉淀池下部的污泥輸送至赤泥堆場(chǎng)堆存。廢水處理站處理系統(tǒng)SS去除率為97%～98%，COD去除率為60%，凈化后水中SS<50mg/L。生產(chǎn)廢水處理站處理前后水質(zhì)見表4。

（6）二次利用水系統(tǒng)

氧化鋁系統(tǒng)設(shè)二次利用水系統(tǒng)，溶出、種母精濾及脫硅、精液降溫種子分解、母液蒸發(fā)、氫氧化鋁過濾等工序的生產(chǎn)排水；各循環(huán)水系統(tǒng)排污水；原料堆場(chǎng)排水、化驗(yàn)室及分析站排水等排入二次利用水系統(tǒng)，作為原料堆場(chǎng)噴灑、原料磨制、赤泥沉降分離洗滌和赤泥過濾及輸送、精液降溫種子分解等工序的生產(chǎn)用水使用。

生產(chǎn)廢水處理站的凈化水中SS<50mg/L，可滿足氧化鋁工藝系統(tǒng)和熱電廠中某些工序?qū)腋∥锏囊?，凈化后的水可用于原燃料卸車及堆?chǎng)噴淋用水；原礦漿磨制、赤泥沉降分離洗滌和過濾輸送；精液降溫種子分解等氧化鋁工藝系統(tǒng)用水。凈化水中含堿，水質(zhì)自行軟化，無需添加水質(zhì)穩(wěn)定劑可直接返回工藝系統(tǒng)使用。

熱電廠設(shè)二次利用水系統(tǒng)，將熱電廠的風(fēng)機(jī)、水泵、夏季空調(diào)等設(shè)備冷卻水直接排入熱電廠循環(huán)水系統(tǒng)，作為補(bǔ)充水；熱電廠的循環(huán)水系統(tǒng)的排污水、鍋爐定期和不定期的排污水、化學(xué)水處理系統(tǒng)反沖洗酸或堿廢水作為灰渣輸送用水。冷卻水系統(tǒng)直排水部分作為廠區(qū)綠化、道路噴灑等用水。該廠的生產(chǎn)廢水全部得到綜合利用，不外排。該廠二次利用水使用情況見表5。

（7）堿液、堿水的綜合利用

對(duì)產(chǎn)生含堿水的車間的跑、冒、滴、漏的工藝物料以及地坪、設(shè)備沖洗水，均由專門設(shè)置的污水泵站送原礦漿磨制工序回收利用。對(duì)于氧化鋁工藝過程產(chǎn)生的含堿水、母液、硅渣及其附液、赤泥洗液和赤泥堆場(chǎng)返回的附液也送原料磨制工序綜合利用。

（8）赤泥逆向洗滌，減少用水量

赤泥是氧化鋁生產(chǎn)過程中提取氧化鋁后的固體廢物，其中的含堿液為可回收堿液?？蓽p少用水量，采取逆向洗滌赤泥，洗滌后的溶液作為工藝回水用于配料。這樣可控制用水量，避免工藝回水飽和造成含堿廢水排放。

（9）化學(xué)水處理系統(tǒng)廢水酸堿中和處理

熱電廠化學(xué)水處理的廢水排入一個(gè)有效容積為4×420（m3）的中和池，同時(shí)配備有壓縮空氣攪拌系統(tǒng)，離子交換器排出的廢水、廢堿均排入池內(nèi)，當(dāng)池內(nèi)液位達(dá)到一定高度時(shí)，采用壓縮空氣攪拌，同時(shí)啟動(dòng)廢液泵進(jìn)行循環(huán)攪拌。在中和池的出口處設(shè)有pH表，當(dāng)pH值達(dá)到6～9時(shí)，停止攪拌。通過廢液泵直接排入生產(chǎn)排水管網(wǎng)。如pH值不合格時(shí)則開啟酸堿槽底部閥門，向中和池內(nèi)加入濃酸、濃堿，繼續(xù)攪拌直至pH值合格后方可排出。

（10）生活污水處理站 生活污水采用一元化污水處理設(shè)備處理，其處理能力達(dá)到240m3/d。該設(shè)備由豎流式斜管沉淀池，一、二級(jí)接觸氧化、二沉池、消毒池、快濾池組合為一整體，污泥排入赤泥堆場(chǎng)，處理前后的水質(zhì)情況見表6。污水處理站BOD凈化效率大于80%，治理后的出水BOD濃度小于30mg/L。處理后的生活廢水送生產(chǎn)廢水處理設(shè)施二次處理后作為氧化鋁生產(chǎn)補(bǔ)充水。

（11）酚油廢水焚燒處理

煤氣站循環(huán)水系統(tǒng)收集的酚油廢水中含有大量的酚類等有機(jī)污染物，其產(chǎn)生量為28.8m3/d，可送入煤氣廠配套的酚油廢水焚燒爐焚燒。清潔生產(chǎn)水平

工程設(shè)置完善的循環(huán)水系統(tǒng)和污水回收、串級(jí)使用系統(tǒng)，同時(shí)合理提高循環(huán)水濃縮倍率，減少循環(huán)水排污量；循環(huán)水系統(tǒng)的排污水及工業(yè)排水全部綜合利用，重復(fù)利用水率達(dá)95.8%。既防止了有害廢水的排放，又節(jié)約了新水，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)廢水零排放。

經(jīng)采取上述措施后，該廠氧化鋁新水耗量為11.94t／t-Al2O3，用水指標(biāo)處于國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。只有控制了氧化鋁生產(chǎn)的新水用量，才能減少生產(chǎn)流程中污水量，從而減少進(jìn)入工業(yè)廢水處理站的水量，使得工業(yè)用水做到了良性循環(huán)，為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)廢水零排放提供有利的保障。

結(jié)論

氧化鋁工業(yè)廢水以堿污染為主，對(duì)生產(chǎn)廢水設(shè)置循環(huán)水系統(tǒng)，各種小型、分散設(shè)備間接冷卻排水均作為凈循環(huán)水系統(tǒng)的補(bǔ)充水，循環(huán)水系統(tǒng)的排污水排入污水處理廠處理，處理后的水用于拜爾法種子分解中間降溫和熱電廠鍋爐沖渣、除塵，實(shí)現(xiàn)了氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)廢水的零排放。因此，采用上述廢水處理方法及清潔生產(chǎn)方案，可以使氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)的工業(yè)用水和排水實(shí)現(xiàn)封閉循環(huán)，實(shí)現(xiàn)廢水零排放，避免堿的流失和污染，基本解決了氧化鋁行業(yè)的水環(huán)境污染問題，其治理技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)值得借鑒和推廣。