有色金屬冶金學(xué)3——鋁電解(已修改)
2025-10-25 16:13 本頁(yè)面
【正文】 酸法 生產(chǎn)氧化鋁的方法分為堿法 (如拜耳法、拜耳燒結(jié)聯(lián)合法）、酸法和電熱法。工業(yè)應(yīng)用的只有堿法。 用各種無(wú)機(jī)酸（硫酸、鹽酸、硝酸）處理含鋁原料時(shí)，原料中的 氧化硅基本上不與酸起反應(yīng)而殘留在渣中 。得到的 含鐵鋁鹽酸性水溶液經(jīng)除鐵凈化后 ，可通過(guò)不同的方法得到鋁鹽水合物結(jié)晶或氫氧化鋁結(jié)晶，煅燒這些結(jié)晶得到氧化鋁。酸法分為硫酸法和鹽酸法。 設(shè)備腐蝕、能耗高 ，尚未工業(yè)應(yīng)用。 電熱法也尚未工業(yè)應(yīng)用。 煉鋁用氧化鋁的質(zhì)量 要求：純度高、 ?氧化鋁含量低、小于 40?m的粒度比例小，并且比表面積大于 50m2/g 。 主要雜質(zhì)：氧化鈉、氧化鈣、氧化硅、氧化鈦、鐵、磷、釩、硅等。 粒度要求：限制大于 200 ?m和小于44 ?m的比例。 鋁電解 熔融電解質(zhì)體系的導(dǎo)電機(jī)理及鋁電解原理 熔融電解質(zhì)體系的構(gòu)成： 電極 、 電解質(zhì) 、盛置電解質(zhì)的 容器 。 電極 ：分為陰極 (C)和陽(yáng)極 (A)兩種，它們分別與直流電源的負(fù)極 ()和正極 (+)連接。 電極表面附近雙電層是電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的場(chǎng)所，一、二類(lèi)導(dǎo)體的界面 電極可由 惰性材料 或 活性材料 構(gòu)成，屬于第一類(lèi)導(dǎo)體（電子導(dǎo)電）。 電解質(zhì) ：熔融鹽電解質(zhì)直接同電極接觸，構(gòu)成雙電層。熔融電解質(zhì)屬于第二類(lèi)導(dǎo)體（離子導(dǎo)電） 由離子構(gòu)成，除雙電層區(qū)域外，整體呈電中性 鋁電解原理： 熔融鋁電解質(zhì)溫度高達(dá)950970℃ 。在鋁電解中， 含氧陰離子 在陽(yáng)極上 失去電子 后，生成氣體 O2或 CO2和CO， 視電極材料而異：如果陽(yáng)極并不參與電化學(xué)反應(yīng)，則屬于 惰性陽(yáng)極 ， 生成氧氣 ；如果陽(yáng)極參與了電化學(xué)反應(yīng)，則屬于 活性陽(yáng)極 ，例如炭陽(yáng)極， 生成氣體CO2和 CO。 鋁離子 在 陰極 上獲 得 電子 之后生成 鋁 。 冰晶石 是一種天然的礦物，由于儲(chǔ)量少，現(xiàn)代鋁工業(yè)只能用 人工合成冰晶石。 高溫的冰晶石熔液具有很大的 腐蝕性 ，所以盛置電解質(zhì)的容器用內(nèi)部鋪砌 炭素材料 的 鋼殼 構(gòu)成。 NaFAlF3二元系 工業(yè)鋁電解質(zhì)中 冰晶石 和 氟化鋁 是熔劑 ， 氧化鋁 是煉鋁 原料 ，另外有的還 添加 氟化鈣 、 氟化鎂 和 氟化鋰 。 因?yàn)楸怯?NaF和 AlF3合成的， 故 NaFAlF3二元系、 Na3A
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