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拜耳法
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==背景==
铝土矿是最重要的一种 [[ 铝矿石 ]] ,其中主要有三种含 [[ 铝 ]][[ 物质 ]] : [[ 三水铝石 ]] (Al(OH)3)、一水硬铝石(α-AlO(OH))和勃姆石(γ-AlO(OH))<ref>[https://www.sohu.com/a/237371790_99919252 拜耳法生产氧化铝的关键步骤] ,搜狐,2018-06-23</ref>,总的含铝量为40%-75%。此外,还含有 [[ 针铁矿 ]] 、 [[ 赤铁矿 ]] 、 [[ 高岭土 ]] (含 [[ 二氧化硅 ]] )和少量的 [[ 二氧化钛 ]] 。 拜耳法的目的就是除去铝土矿中的 [[ 铁 ]] 、 [[ 硅 ]] 、 [[ 钛 ]] 等杂质,将几种含铝物质转化为氧化铝。
==发展历史与前景==
1855年 [[ 法国 ]][[ 化学家 ]] 路易·勒夏特列首先提出了将铝土矿和 [[纯碱| 碳酸钠 ]] 的Na2CO3混合物加热到1200°C,形成铝酸钠,之后将 [[ 二氧化碳 ]] 通入铝酸钠的溶液产生氢氧化铝的办法。1880年代 [[ 俄国 ]][[ 纤维 ]][[ 工业 ]] 需要大量氧化铝作媒染剂,在 [[ 圣彼得堡 ]] 工作的 [[ 德国 ]] 化学家卡尔·约瑟夫·拜耳提出了拜耳法并申请了 [[ 专利 ]] ,其最重要的改进有两点,一是发现只要添加氢氧化铝晶种,氢氧化铝会从稀释后的碱液中慢慢沉淀出来;二是剩余碱液可以回收,提高浓度重新处理新的铝土矿,实现了连续生产。拜耳法提出后不久就取代了勒夏特列的办法,并和霍尔-埃罗过程连用,极大地提高了铝的产量。
拜耳法的经济效益由几点决定,一是铝土矿中所含三水铝石的比例,所含三水铝石越多, [[ 能源 ]] 的消耗就越小;二是铝土矿中的铝硅比例,拜耳法将二氧化硅转化为水合铝硅酸钠,这一过程中损失了氧化铝和氢氧化钠,随着铝硅含量高的铝土矿储量逐渐匮乏,这一过程中损失的氧化铝和氢氧化钠也逐渐升高,已有研究者和公司提出了拜耳法结合烧结法的改进方案。此外拜耳法会导致部分 [[ 氢氧化钠 ]] 进入赤泥,给赤泥带来了强腐蚀性, 其PH 其[[PH]] 高达11-12,这带来了严重的 [[ 环境 ]] 问题,比如2010年 [[ 匈牙利 ]] 艾卡炼铝厂赤泥堆场决堤,储存的赤泥冲入七个村庄,造成惨剧。
==参考文献==