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(chēng)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(guò)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(guò)將電流通過(guò)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(chēng)為黏土礬石，經(jīng)過(guò)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(chēng)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(lái)，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(chēng)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(guò)電極將其與直流電源連接。

6. 通過(guò)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(lái)。

7. 定期從底部的鋁陰極上清除沉積的鋁。

通過(guò)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(guò)程中的資源浪費(fèi)。

總結(jié)起來(lái)，工業(yè)上主要使用法氧化鋁電解法來(lái)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(chē)、建筑等諸多行業(yè)。