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電解鋁生產(chǎn)中加入冰晶石作用原理
發(fā)布時(shí)間:2020/09/18 瀏覽
電解鋁生產(chǎn)中加入冰晶石作用原理
現(xiàn)代電解鋁工業(yè)生產(chǎn)采用冰晶石-氧化鋁融鹽電解法。熔融冰晶石是溶劑,氧化鋁作為溶質(zhì),以碳素體作為陽(yáng)極,鋁液作為陰極,通入強(qiáng)大的直流電后,在950℃-970℃下,在電解槽內(nèi)的兩極上進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng),既電解
2Al2O3==4Al+3O2。
陽(yáng)極:2O2ˉ-4eˉ=O2↑

陰極:Al3+ +3eˉ=Al

冰晶石又名六氟合鋁酸鈉或氟化鋁鈉,分子式為Na3AlF6,白色細(xì)小的結(jié)晶體,無(wú)氣味,溶解度比天然冰晶石大,比重為3,硬度2~3,熔點(diǎn)1009攝氏度,易吸水受潮。冰晶石主要用作鋁電解的助熔劑,橡膠、砂輪的耐磨填充劑,搪瓷乳白劑,玻璃遮光劑和金屬熔劑,農(nóng)作物的殺蟲(chóng)劑等。Hall—Heroult法是用冰晶石為基的氟化物熔體作溶劑的以生產(chǎn)金屬鋁的方法,迄今為止還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)另一種化合物可以代替冰晶石的。這是因?yàn)楸四軌蛉芙庋趸X以外還具有其它一些不可缺少的性質(zhì),如不含比鋁更正電性的元素,穩(wěn)定性好,在一般條件下不分解、不揮發(fā)、不潮解,熔點(diǎn)高于鋁,導(dǎo)電性好,節(jié)約電量等。可以說(shuō),如果沒(méi)有冰晶石,全世界也許就沒(méi)有如此大規(guī)模的鋁工業(yè),價(jià)格也就沒(méi)有這么低,應(yīng)用也就沒(méi)有這么廣泛。格陵蘭西海岸是冰晶石的主要產(chǎn)地,此礦于1987年開(kāi)采完畢?,F(xiàn)時(shí)多以螢石人工合成氟鋁酸鈉' target='_blank'>六氟鋁酸鈉供工業(yè)使用。西班牙、俄羅斯和美國(guó)也有產(chǎn)出。

作用是:熔融的冰晶石能溶解氧化鋁,由于氧化鋁熔點(diǎn)很高,所以用冰晶石作助熔劑。使得氧化鋁熔化。
原理:
1、我們首先要明白電解的要求是熔融態(tài)的物質(zhì),固態(tài)是無(wú)法導(dǎo)電的。但是氧化鋁要到2000℃以上才能熔融,這樣就會(huì)導(dǎo)致電解鋁的生產(chǎn)難度高(比如要有耐高溫設(shè)備)、能耗高,生產(chǎn)成本高。而加入冰晶石后,氧化鋁的熔融溫度可降低到940-980℃,此時(shí)熔融冰晶石是溶劑,氧化鋁是溶質(zhì),以炭素體作為陽(yáng)極,鋁液作為陰極,通入強(qiáng)大的直流電后,在940—980℃下,在電解槽內(nèi)的兩極上進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng),即電解??蓸O大的解決電解鋁生產(chǎn)難度、能耗和生產(chǎn)成本的問(wèn)題;
2、在電解溫度下,冰晶石—氧化鋁熔液的密度比鋁液密度要小10%,故電解出來(lái)的鋁液能沉積在電解液下面的陰極上,這樣可減少鋁的氧化損失,又大大簡(jiǎn)化了鋁電解槽的結(jié)構(gòu);

3、冰晶石不含比鋁更正電性的元素,穩(wěn)定性好,在一般條件下不分解、不揮發(fā)、不潮解等,因此在控制精確的條件下,不必?fù)?dān)心比鋁和氧活潑很多的鈉或者氟電解出來(lái)。

電解鋁生產(chǎn)中加入冰晶石作用原理

氟鋁酸鉀
冰晶石鉀
四氟鋁酸鉀
六氟鋁酸鉀
無(wú)鈉助熔劑
鈉冰晶石
砂狀氟鋁酸鈉
砂狀冰晶石
氟化鋁鈉
六氟鋁酸鈉
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濕法氟化鋁
其他氟化物
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