铝业2024-09-18 23:59:02
工业上主要使用的方法制取铝是法氧化铝电解法,也称为Hall- Héroult法。以下是详细的解答:
法氧化铝电解法是工业上最常用的铝生产方法。这种方法是由美国化学家查尔斯·马丁·霍尔(Charles Martin Hall)和法国化学家保罗·路易·赫鲁特(Paul Louis Héroult)于1886年独立发明的。这一方法使得大规模的铝生产成为可能。
该方法的基本原理是将铝的氧化物,即氧化铝(Al2O3),经过熔融并溶解在具有高熔点的氟化铝(AlF3)和氯化钠(NaCl)的混合物中。然后,通过将电流通过该溶液,将氧化铝还原成金属铝。
具体操作步骤如下:
1. 首先,将铝土矿,也称为黏土矾石,经过研磨和洗涤处理,得到纯度较高的氧化铝粉末。
2. 然后,将氧化铝粉末与氟化铝和氯化钠混合在一起,形成一种称为熔剂的混合物。熔剂的作用是降低氧化铝的熔点并提高其电导率。
3. 接下来,将熔剂加热到约950℃,使其熔化成液体状态。
4. 将熔融的熔剂注入电解槽中,该电解槽是由一种称为焦炭的导电材料制成的。
5. 在电解槽的顶部,将铝阳极悬挂入熔剂中,并通过电极将其与直流电源连接。
6. 通过电流的作用,铝阳极上的金属铝在电解质中被还原,并在底部的铝阴极上沉积出来。
7. 定期从底部的铝阴极上清除沉积的铝。
通过不断循环重复上述步骤,就可以连续制取铝。这种方法的优势在于其能够进行大规模的生产,能够在较低的温度下操作,且所需材料相对易得。此外,该方法还可以回收和再利用废氧化铝,降低了生产过程中的资源浪费。
总结起来,工业上主要使用法氧化铝电解法来制取铝。这种方法简单且高效,使得铝得以大规模生产,并广泛应用于航空、汽车、建筑等诸多行业。
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