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从铝土矿中提取铝为什么不直接灼烧氧化铝
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铝土矿的主要化学成分为Al2O3,一般为40％～70%质量分数,另含SiO2、Fe2O3、TiO2及少量CAO、MgO及微量Ga、V、P、V、Cr等.以Al2O3在矿物存在形态分为：三水铝石（Al2O3·3H2O）,一水软铝石,一水硬铝石（分子式均为Al2O3.H2O）.评定铝土矿质量标准是铝硅比,生产要求该值不低于3～3.5.等 从铝土矿制取Al2O3方法很多,目前工业上几乎采用碱法,又分为拜耳法、烧结法、联合法等三种：Al2O3·3H2O(或Al2O3·H2O)+NaOH→（浸出/分解）NaAl(OH)4+赤泥→（晶种分解/蒸发、苛化）Al2(OH)3→（煅烧）Al2O3.（一） 拜耳法：是典型的一种湿法冶金的方法,在氧化铝生产中占绝对优势.工艺流程（如图） 原理如下：实质是在不同条件下,控制反应向不同方向进行.其中关键工序是：1 铝土矿的浸出——浸出母液的主要成份是NaOH 主要反应：1）氧化铝 Al2O3·nH2O+2NaOH→2NaAlO2+nH2O 2）二氧化硅：SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H2O 2Na2SiO3+2NaAlO2+4H2O→Na2O·Al2O3·2SiO2·2H2O↓+4NaOH 3） 氧化铁：溶出的Fe2O3不与NaOH反应,以固相直接进入残渣,呈红色.4） 二氧化钛：TiO2+2Ca(OH)2→2CaOTiO2·2H2O 直接进入赤泥中 5） 碳酸盐：主要有CaCO3+2NaOH→Na2CO3+Ca(OH)2 MgCO3+2NaOH→Na2CO3+Mg(OH)2 由铝土矿在NaOH溶液中高压溶出的Al2O3水合物进入溶液,SiO2、Fe2O3、TiO2及反应物留在赤泥中（赤泥为铝矿中其他成分与碱液发生作用后的产物）,再借助机械方法使溶液与残渣分开,以达到Al2O3与杂质分离.铝土矿浸出是利用由若干预热器、压煮器和自蒸发器依次串联成的压煮器组来连续作业完成的.（如图） 2 铝酸钠溶液的晶种分解 制成的铝酸钠溶液,其中Al2O3浓度为（145±5）g/l,且在低于100℃温度下不稳定.越接近30℃,过饱和度越大,若在30℃下加入Al(OH)3晶种,并不断机械搅拌,此时过饱和铝酸钠溶液就可自发水解,产出Al(OH)3.NaAl2O3+2H2O→Al(OH)3↓+NaOH 这种溶液的苛性比值较高.种分母液经蒸发浓缩后,作为循环母液返回,溶出过程溶出下批铝土矿.3 氢氧化铝的煅烧及分解 Al2O3·3H2O（225℃）→AlO3·H2O+2H2O Al2O3·H2O(500-550℃)→γ-Al2O3+H2O γ-Al2O3(900℃开始/1200℃维持)→α-AL2O3 在带冷却机的回转窑中进行,重油煤气作燃料,产物Al2O3或于管状机中冷却或送入车间直接电解.4 母液的蒸发与苛化 生产过程因各种原因进入大量水分,会引起缩环母液浓度降低,需适时蒸发水分,保持母液浓度.浸出过程中,高浓度的苛性钠与矿石中碳酸盐反应或空气中CO2反应,使 NaOH部分转化为Na2CO3或形成Na2CO3·H2O.均不能溶解Al2O3水合物,需转变为有用的NaOH,即利用石灰乳与其苛化反应生成NaOH溶液.Na2CO3+Ca(OH)→2NaOH+CaCO3 （二）碱石灰烧结法生产Al2O3.适于处理铝硅比小于4的铝土矿 （如图） 1）实质：是铝土矿与足量Na2CO3、石灰配成炉料,在1200℃下烧结,生成可溶于水的铝酸钠（Na2O·Al2O3）.其中SiO2与碳生成不溶于水的原硅酸钙（2CaO·SiO2）,用稀碱溶液浸入Na2O·Al2O3,与2CaO·SiO2分离.溶液脱S后通入CO2气体进行碳酸化分解,析出Al(OH)3及碳分母液,用过滤机将两者分离.氢氧化铝经洗涤后,最终送煅烧,分解成Al2O3.母液经蒸发浓缩,用于配料处理循环使用.2）工艺为：生料烧结,熟料溶化,铝酸钠液脱硅,碳酸化分解.
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> 赤泥是铝土矿提炼氧化铝过程中产生的废弃物
赤泥是铝土矿提炼氧化铝过程中产生的废弃物
是铝土矿提炼氧化铝过程中产生的废弃物我国的赤泥排放量每年大约有700万t以上。由于赤泥中含有少量的碱和铁等杂质，目前尚未找到大量利用的有效途径。而一些研究表明，在一定的温度下进行热激发可以增强赤泥的活性。要想获得很好的就要进行，设备就是比不可少的了。是火力发电厂从锅炉排出的烟气中收集到的细微粉末陋。考虑到粉煤灰天然呈酸性，其活性成分在碱性条件下可以被激发，而赤泥呈高钙高碱性，其pH值达到了11.6，因此，将赤泥应用于粉煤灰的激发在理论上也是可行的。本文依据赤泥和粉煤灰的成分特点，对其混合物进行热处理，添加一部分水泥熟料，研制了一种赤泥粉煤灰少熟料胶凝材料，并对其性能进行了研究。拜尔法赤泥，粒度细小不匀，勃氏比表面积为500 m2/kg，粉煤灰由北京石景山电厂提供，密度为2.05g/cm2，勃氏比表面积为450 m2/kg。水泥熟料即普通硅酸盐水泥熟料，来自冀东水泥厂，磨细至勃氏比表面积为350 m2/ks，将粉煤灰、脱硫和烘干的赤泥混合并加入70%的自来水，用QM-4H小型球以200r/min的转国家科技支撑计划课题“尾矿凝石技术研究”。将赤泥与粉煤灰的混合物在一定温度下进行热处理，使赤泥与粉煤灰中一些含水矿物脱水，原有结构发生破坏，形成无定形态的亚稳结构，从而使赤泥粉煤灰混合物活性增加。赤泥中的碳酸钙与硬化水泥浆体中的碳酸钙非常相似，都是由C.S.H凝胶被空气中的二氧化碳碳化后转化而成的，颗粒极其细小，结晶度极低，所以分解温度相应地比较低。这样在热处理过程中，赤泥中的碳酸钙很容易就产生分解，分解出的氧化钙与粉煤灰中的硅、铝氧化物反应形成碱激发效应。因此在热处理过程中存在多种复合反应，在多种复合反应的作用下将极大提高赤泥与粉煤灰的活性，使其满足作为制作胶凝材料原料的要求。另外，加入石膏后可以明显地提高赤泥与粉煤灰的激发效果，可能的原因有以下两种：一种是热处理过程中石膏激发粉煤灰中的无定形物质;另一种是在水化反应时石膏与胶凝材料中的铝酸盐矿物或铁铝酸盐矿物反应生成一些有利于水泥石强度的水化产物。
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碱法生产氧化铝，就是用碱(Na2C03或NaoH)处理铝土矿，使矿石中的氧化铝与碱反应制成铝酸钠溶液。
赤泥的组成主要由铝土矿的成分所决定，不同组成的赤泥，其处理方法也不一样。没有一种对任何的赤泥都适宜的万能处理方法。
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纸锥危国外对于赤泥的开发已经摆脱了原有的低价值的重复利用，对赤泥的某种用途有无开发价值，能否产生较好的经济效益投入了更多的关注，进行了深入研究。因此，目前在国外的研究已经开始探索附加值高的产品，使赤泥的应用走向深入。
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某探究小组在实验室中用铝土矿(主要成分为Al2O3，还含有Fe2O3、SiO2)提取氧化铝，流程如下，回答下列问题：（1）画出Al的原子结构示意图&&&&&&。（2）写出反应①中主要成分发生反应的化学方程式：&&&&&&。（3）写出滤液B中溶质的化学式&&&&&&。（4）甲同学在实验室中用如左下图装置制备CO2气体，并通入滤液B中制备Al(OH)3时，结果没有产生预期现象。乙同学分析认为：甲同学通入的CO2中含有HCl气体，是导致实验失败的原因。乙同学认为在实验装置Ⅰ和装置Ⅱ之间增加右下图装置可解决这个问题。请在右下图装置的横线上注明试剂名称。（5）工业上通常以铝土矿提取得到的Al2O3为原料制备无水氯化铝：该反应中的还原剂是&&&&&&，若制得22.4 L（标准状况下）CO2气体时，则有&&&&&&mol电子发生转移。
答案（12分）（1） &&[2分]（2）Al2O3+6HCl＝2AlCl3+3H2O [2分，若多写Fe2O3与HCl反应不扣分]（3）NaAlO2、NaCl、NaOH [2分，只要写出NaAlO2、NaCl即给分，答对一个给1分]（4）饱和碳酸氢钠溶液&[2分，写成化学式也给分，“饱和”未写不扣分]（5）C（或碳），& 4&&[每空2分]
解析试题分析：（1）Al的原子序数是13，所以Al的原子结构示意图是。（2）盐酸和氧化铝、氧化铁反应，但和二氧化硅不反应。由于主要成分是氧化铝，所以反应的方程式是Al2O3+6HCl＝2AlCl3+3H2O。（3）由于氢氧化铝是两性氢氧化物，所以A中加入过量的氢氧化钠溶液时生成偏铝酸钠，则B中溶质的主要成分是NaAlO2、NaCl、NaOH。（4）要除去CO2中的氯化氢气体，应该利用饱和碳酸氢钠溶液。（5）根据反应的方程式可知，碳元素的化合价从0价升高到＋4价，失去4个电子，所以还原剂是碳。CO2的物质的量是22.4L÷22.4L/mol＝1.0mol，则转移电子的物质的量是4mol。考点：考查铝土矿中氧化铝提纯的有关判断、计算以及氧化还原反应的判断点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题综合性强，贴近高考，在注重对学生基础知识的巩固和训练的同时，侧重对学生基础知识的巩固和训练。有利于调动学生的逻辑推理能力和发散思维能力，提高学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。该类试题主要是考查学生能够敏捷、准确地获取试题所给的相关信息，并与已有知识整合，在分析评价的基础上应用新信息的能力。举一反三（巩固练习，成绩显著提升，去）
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试题“工业上用铝土矿提取氧化铝做冶炼铝的原料，提取的操作过程如下：...”，相似的试题还有：
工业上用铝土矿提取氧化铝做冶炼铝的原料，提取的操作过程如下：铝合金的用途是；写出加入盐酸后生成Al3+的离子方程式：&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&写出固体A中加入烧碱后生成SiO32-的离子方程式：&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&验证滤液B中含Fe3+，取少量滤液B并加入
工业上用铝土矿提取氧化铝做冶炼铝的原料，提取的操作过程如下：可供选择的试剂：稀盐酸、NaOH溶液、稀氨水，CO2等请写出你所设计的方案中各反应的化学方程式。①                                                                         ；②                                                                         ；③                                                                         ；④                                                                         。
工业上用铝土矿(主要成分Al2O3、Fe2O3、SiO2)提取氧化铝作冶炼铝的原料，提取的操作过程如下所示。(1)写出步骤①中发生反应的化学方程式：________________________________________。(2)写出滤液(甲)中一种溶质与过量NaOH溶液反应进入滤液(乙)所发生反应的化学方程式：________________________________________。(3)写出步骤③中生成Al(OH)3沉淀的化学方程式：____________________________________。