精選問答
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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。這種方法是由美國化學(xué)家查爾斯·馬丁·霍爾(Charles Martin Hall)和法國化學(xué)家保羅·路易·赫魯特(Paul Louis Héroult)于1886年獨立發(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)勢在于其能夠進行大規(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。
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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