Warning: Undefined variable $pg in /www/wwwroot/jsaet.com/cache/template/602b/48d7/4a2e8645ea44dead7b26.html on line 30
【48812】电解氯化铝制铝没错你没看错!但是
来源: 新闻中心 时间: 2024-06-04 13:27:50
把别离盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氯化铝的三个电解槽串联,在必定条件下通电一段时间后,分出钾、镁、铝的物质的量之比为
把直流电流转入溶有氯化铝的碱金属和碱土金属氯化物电解质中,在电解槽阴极分出铝的一种铝电解办法。本法现在尽管还无法与冰晶石一氧化铝熔盐电解法竞赛,但仍为人们不断进行研究。
早在冰晶石一氧化铝熔盐电解法创造之前,德国的本生(J.Bunsen)和法国的德维叶(C.Deville)在1854年从前成功地电解NaAlCl 4 熔盐制得金属铝。1973年美国铝业公司(AluminiumCompanyofAmerica)的阿尔阔(Alcoa)分公司宣告研究出一种新的氯化铝电解制铝法。
这种办法选用了多室电解槽的新工艺,与冰晶石一氧化铝熔盐电解法比较,可节电30%,还有占地面积小、单槽产值高,可防止强磁场等长处。
阿尔阔(Alcoa)氯化铝电解法制铝主要由氯化铝制备和氯化铝电解两大进程组成(图1)。
氯化铝制备 为防止硅、铁等氯化物杂质污染AlCl 3 ,仍选用工业纯Al 2 O 3 为质料。氯化进程在流态化氯化炉中进行。掺有焦炭颗粒的氧化铝从加料口参加,氯气从炉底通入。氯气要坚持许多压力,以便使炉料处于流态化状况。氯化温度为973~1173K。在此氯化温度下,炉猜中的Al 2 O 3 与氯气和焦炭产生生成AlCl 3 的反响:
前一个反响是吸热反响,后一个反响是放热反响。在氯化进程中鼓入适量的氧气,可使这两个反响的热量互补。从流态化氯化炉中出来的AlCl 3 气通过开始提纯,在冷凝器中得到固体AlCl 3 作为电解的质料。
氯化铝电解Alcoa法的要害是选用双极性电极多室电解槽(图2)。这种电解槽的电极有阳极、阴极和许多双极性电极,一切电极均由石墨制成。石墨电极几乎不耗费,不用像冰晶石一氧化铝熔盐电解那样要常常替换阳极,阳极、阴极和双极可密封在电解槽中,然后可使电解操作大为简化。
这种电解槽的极距离很小,石墨双极电极的上外表作为阴极,下外表作为阳极,这样每一个室便是一个电解槽,整个电解槽相当于多个单室电解槽串联的多室槽。因而,每台电解槽的生产能力很大。电解槽极距离小、双极多室是Alcoa法节能的要害。电解槽的外壳用钢板焊成,内衬为耐高温、不导电、侧部的相对方位不变,有利于气体和铝液按期望的道路运动,电解槽侧部不能成长炉帮,在电解槽侧部和电极之间选用了氮化硅、氮化硼等较宝贵的耐火材料。
当电流密度为0.8~2.3A/c㎡时,单室的室电压为2.7V,其间含氯化铝的理论分化电压1.8V,阴、阳南北极的超电位0.37V,电解质电压降大约为0.5V,其他还有少数导线和电极电压降。
氯化铝电解法制铝的电解质组成有两类。一类是纯氯化物组成的电解质系统,如NaCl-KCl-AICl 3 系或NaCl-KCl-LiCl-A1Cl 3 系;另一类是氯化物与氟化物混合系统,如NaCl-CaCl 2 -CaF 2 -A1C1 3 系等。AlCl 3 的蒸气压很大,在453K温度左右即到达0.1MPa。为削减AlCl 2 的蒸发丢失,一般都会选用主要由蒸气压较小的NaCl、KCl、Cacl 2 、CaF 2 等组成的电解质。
AlCl 3 几乎不导电,在挨近熔点时电导率只要0.56×10 -4 S/m因而,电解质中的其他组分要具有较好导电性,以进步电解质的导电性和下降电耗。此外,电解质中的氧化物含量要低,由于当有氧化物存在时,氧离子会优先在阳极上放电:
然后耗费石墨阳极。欲使石墨电极运用而不替换,则电解质中的氧化物浓度不得高于0.03%。