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氟鋁酸鉀、氟鋁酸鈉、鉀冰晶石、冰晶石

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電解鋁生產(chǎn)中加入冰晶石作用原理
發(fā)布時間: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),以碳素體作為陽極,鋁液作為陰極,通入強大的直流電后,在950℃-970℃下,在電解槽內(nèi)的兩極上進行電化學反應,既電解
2Al2O3==4Al+3O2。
陽極: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,白色細小的結(jié)晶體,無氣味,溶解度比天然冰晶石大,比重為3,硬度2~3,熔點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,迄今為止還沒有發(fā)現(xiàn)另一種化合物可以代替冰晶石的。這是因為冰晶石除了能夠溶解氧化鋁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,熔點高于鋁,導電性好,節(jié)約電量等。可以說,如果沒有冰晶石,全世界也許就沒有如此大規(guī)模的鋁工業(yè),價格也就沒有這么低,應用也就沒有這么廣泛。格陵蘭西海岸是冰晶石的主要產(chǎn)地,此礦于1987年開采完畢?,F(xiàn)時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)是無法導電的。但是氧化鋁要到2000℃以上才能熔融,這樣就會導致電解鋁的生產(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℃,此時熔融冰晶石是溶劑,氧化鋁是溶質(zhì),以炭素體作為陽極,鋁液作為陰極,通入強大的直流電后,在940—980℃下,在電解槽內(nèi)的兩極上進行電化學反應,即電解。可極大的解決電解鋁生產(chǎn)難度、能耗和生產(chǎn)成本的問題;
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,不必擔心比鋁和氧活潑很多的鈉或者氟電解出來。

電解鋁生產(chǎn)中加入冰晶石作用原理

氟鋁酸鉀
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