氟铝酸钾、氟铝酸钠、钾冰晶石、冰晶石

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电解铝生产中加入冰晶石作用原理
发布时间:2020/09/18 浏览
电解铝生产中加入冰晶石作用原理
现代电解铝工业生产采用冰晶石-氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂,氧化铝作为溶质,以碳素体作为阳极,铝液作为阴极,通入强大的直流电后,在950℃-970℃下,在电解槽内的两极上进行电化学反应,既电解
2Al2O3==4Al+3O2。
阳极:2O2ˉ-4eˉ=O2↑

阴极:Al3+ +3eˉ=Al

冰晶石又名六氟合铝酸钠或氟化铝钠,分子式为Na3AlF6,白色细小的结晶体,无气味,溶解度比天然冰晶石大,比重为3,硬度2~3,熔点1009摄氏度,易吸水受潮。冰晶石主要用作铝电解的助熔剂,橡胶、砂轮的耐磨填充剂,搪瓷乳白剂,玻璃遮光剂和金属熔剂,农作物的杀虫剂等。Hall—Heroult法是用冰晶石为基的氟化物熔体作溶剂的以生产金属铝的方法,迄今为止还没有发现另一种化合物可以代替冰晶石的。这是因为冰晶石除了能够溶解氧化铝以外还具有其它一些不可缺少的性质,如不含比铝更正电性的元素,稳定性好,在一般条件下不分解、不挥发、不潮解,熔点高于铝,导电性好,节约电量等。可以说,如果没有冰晶石,全世界也许就没有如此大规模的铝工业,价格也就没有这么低,应用也就没有这么广泛。格陵兰西海岸是冰晶石的主要产地,此矿于1987年开采完毕。现时多以萤石人工合成氟铝酸钠' target='_blank'>六氟铝酸钠供工业使用。西班牙、俄罗斯和美国也有产出。

作用是:熔融的冰晶石能溶解氧化铝,由于氧化铝熔点很高,所以用冰晶石作助熔剂。使得氧化铝熔化。
原理:
1、大家首先要明白电解的要求是熔融态的物质,固态是无法导电的。但是氧化铝要到2000℃以上才能熔融,这样就会导致电解铝的生产难度高(比如要有耐高温设备)、能耗高,生产成本高。而加入冰晶石后,氧化铝的熔融温度可降低到940-980℃,此时熔融冰晶石是溶剂,氧化铝是溶质,以炭素体作为阳极,铝液作为阴极,通入强大的直流电后,在940—980℃下,在电解槽内的两极上进行电化学反应,即电解。可极大的解决电解铝生产难度、能耗和生产成本的问题;
2、在电解温度下,冰晶石—氧化铝熔液的密度比铝液密度要小10%,故电解出来的铝液能沉积在电解液下面的阴极上,这样可减少铝的氧化损失,又大大简化了铝电解槽的结构;

3、冰晶石不含比铝更正电性的元素,稳定性好,在一般条件下不分解、不挥发、不潮解等,因此在控制精确的条件下,不必担心比铝和氧活泼很多的钠或者氟电解出来。

电解铝生产中加入冰晶石作用原理

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