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工業(yè)上用什么方法制取鋁

2024-09-18 23:59:02
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優(yōu)質(zhì)回答

鋁業(yè)2024-09-18 23:59:02

工業(yè)上主要使用的方法制取鋁是法氧化鋁電解法,也稱為Hall- Héroult法。以下是詳細(xì)的解答:

法氧化鋁電解法是工業(yè)上最常用的鋁生產(chǎn)方法。這種方法是由美國(guó)化學(xué)家查爾斯·馬丁·霍爾(Charles Martin Hall)和法國(guó)化學(xué)家保羅·路易·赫魯特(Paul Louis Héroult)于1886年獨(dú)立發(fā)明的。這一方法使得大規(guī)模的鋁生產(chǎn)成為可能。

該方法的基本原理是將鋁的氧化物,即氧化鋁(Al2O3),經(jīng)過熔融并溶解在具有高熔點(diǎn)的氟化鋁(AlF3)和氯化鈉(NaCl)的混合物中。然后,通過將電流通過該溶液,將氧化鋁還原成金屬鋁。

具體操作步驟如下:

1. 首先,將鋁土礦,也稱為黏土礬石,經(jīng)過研磨和洗滌處理,得到純度較高的氧化鋁粉末。

2. 然后,將氧化鋁粉末與氟化鋁和氯化鈉混合在一起,形成一種稱為熔劑的混合物。熔劑的作用是降低氧化鋁的熔點(diǎn)并提高其電導(dǎo)率。

3. 接下來,將熔劑加熱到約950℃,使其熔化成液體狀態(tài)。

4. 將熔融的熔劑注入電解槽中,該電解槽是由一種稱為焦炭的導(dǎo)電材料制成的。

5. 在電解槽的頂部,將鋁陽(yáng)極懸掛入熔劑中,并通過電極將其與直流電源連接。

6. 通過電流的作用,鋁陽(yáng)極上的金屬鋁在電解質(zhì)中被還原,并在底部的鋁陰極上沉積出來。

7. 定期從底部的鋁陰極上清除沉積的鋁。

通過不斷循環(huán)重復(fù)上述步驟,就可以連續(xù)制取鋁。這種方法的優(yōu)勢(shì)在于其能夠進(jìn)行大規(guī)模的生產(chǎn),能夠在較低的溫度下操作,且所需材料相對(duì)易得。此外,該方法還可以回收和再利用廢氧化鋁,降低了生產(chǎn)過程中的資源浪費(fèi)。

總結(jié)起來,工業(yè)上主要使用法氧化鋁電解法來制取鋁。這種方法簡(jiǎn)單且高效,使得鋁得以大規(guī)模生產(chǎn),并廣泛應(yīng)用于航空、汽車、建筑等諸多行業(yè)。

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