Электролит для получения алюминия.

Al2O3 – Tпл = 2050°С, Na3AlF6 – Tпл = 1010°С ­­– основные компоненты

Сам глинозём не электропроводен, поэтому его необходимо растворить в криолите

 

Судя по этой диаграмме, в криолит добавляют 10-15% глинозёма и проводят электролиз при 950-960°С. Для улучшения электропроводности ещё добавляют AlF3, для улучшения смачиваемости электродов – NaF. Электролит готовят таким образом, чтобы dAl > dэлектролита ~10%. Это предотвращает всплывание Al и его последующее окисление.

 

 

Таким образом, в расплаве имеются Na3AlF6, Al2O3, AlF3, NaF; происходит диссоциация:

Na3AlF6 3Na+ + AlF63-

NaF Na+ + F-

Al2O3 Al3+ + AlO23-

2Al2O3 Al3+ + 3AlO2-

AlF3 Al3+ + 3F-

При 1000°С напряжение разложения составляет для NaF = 4,6-4,9В, для AlF3 = 3,4-3,7В, для Al2O3 = 2,2В. Наименьшее напряжение разложения у Al2O3, поэтому протекает следующий процесс на электродах:

К “-“ : Al3+ + 3ē → Al (из глинозёма)

А “+” : 2AlO33- – 6ē → Al2O3 + 1,5O2

2AlO2- – 2ē → Al2O3 + 0,5O2

Затем

С + O2 = СO2

С + СO2 = 2CO↑

2F- – 2ē = F2

В основном расходуется глинозём, поэтому его периодически добавляют. Образующийся Al отсасывают вакуум-ковшами.

Схема электролизёра:

Понижение выхода по току происходит вследствие побочных процессов:

1. растворение Al в электролите: Al3+ + 2Al 3Al+;

2. окисление Al: 4Al + 3O2 = Al2O3;

3. образование карбида: 4Al + 3C = Al4C3;

4. выделение на катоде примесей (Si, Na, Ti, Fe и других).

На 1 тонну Al расходуется 16200 кВт∙ч электроэнергии, причём ~80% на сырьё. Al извлекают из электролизёра и подвергают рафинированию.

1) Продувание Cl2 через расплав.

Образуется AlCl3, он адсорбирует примеси и всплывает на поверхность.

2) Электрохимическая ячейка.

Электролит BaCl2 + NaF + AlF3

на “–“ Al3+ + 3ē = Al

на “+” Al – 3ē = Al3+

Более электроотрицательные Ме растворяются в первую очередь и накапливаются в электролите, более электропо­ложительные (Si, Fe, Cu) – оседают на аноде

 

 








Дата добавления: 2015-06-17; просмотров: 509; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию, введите в поисковое поле ключевые слова и изучайте нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам понравился данный ресурс вы можете рассказать о нем друзьям. Сделать это можно через соц. кнопки выше.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2019 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.004 сек.