Главная > Электрохимический словарь
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

АЛЮМИНИЙ, ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ

Алюминий в больших количествах получают путем электролиза окиси алюминия растворенной в подходящем расплавленном электролите, в электролизере с графитовыми

анодами. Суммарную реакцию приблизительно можно записать в виде

Кислород разряжается на аноде, соединяясь с углеродом электрода; для протекания этой реакции требуется 12 фарадей электричества. Теоретическое напряжение разложения для этой реакции составляет около 1,2 В, поскольку большая часть энергии, необходимой для разложения окиси алюминия, заимствуется из той энергии, которая выделяется при окислении углерода.

Выбор указанной системы объясняется рядом причин. Электродный потенциал алюминия слишком отрицателен, чтобы его можно было бы выделять из водных растворов. Если взять расплавленный хлорид, то он практически не проводит электричества и, кроме того, у него низкая температура возгонки; другие простые соединения алюминия непригодны, потому что они вступают в анодные реакции.

Окись алюминия плавится при 2000°С, и при такой температуре было бы практически невозможно работать. Но она растворяется в криолите образуя эвтектическую смесь, содержащую около которая плавится ниже 1000°С. Температуру плавления можно еще больше понизить, добавив другие соли. Последние не должны увеличивать плотность расплава выше плотности расплавленного алюминия, поскольку выделяющийся алюминий собирается на дне электролизера, что предохраняет его от окисления. Добавляют обычно фторид магния и до 5% фторида кальция. При этом рабочая температура не намного превышает 900°С.

Экономически не выгодно получать неочищенный алюминий и затем его очищать. Поэтому для электролиза берется очень чистый причем аноды также должны быть чистыми и беззольными. Образующийся алюминий имеет 99,7% чистоты и содержит следы различных примесей, в основном железа и кремния. [Из такого алюминия можно получить еще более чистый металл путем электролитической очистки (см.) в ванне того же типа. Сам алюминий ионизуется на аноде с выходом по току 100%.]

Электролизеры представляют собой стальные ванны с графитовой футеровкой, которая служит катодом. Расплавленный

алюминий собирается на дне ванны, откуда его можно выпускать. Над алюминием находится расплавленный электролит, в который погружены графитовые аноды и на поверхности которого имеется корка застывшего электролита. Окись алюминия расходуется в процессе электролиза, и ее периодически добавляют. Когда концентрация окиси сильно понижается, электропроводность расплава быстро уменьшается, что служит сигналом. Тогда на поверхность высыпают тонкую порошкообразную окись алюминия, и она быстро растворяется, продавив твердую корку.

Точный состав электролита неизвестен. В него входит большое число компонентов: и другие кислородные и фтористые соединения алюминия, а также Поэтому основные катодные и анодные реакции тоже точно не известны. Простейшей катодной реакцией должна быть реакция

Разряд фторида и его комплексных ионов на аноде вряд ли возможен, так что в реакции, вероятно, участвует или например

Выход по току такого процесса составляет приблизительно 80%, что обусловлено наличием металлического «облака», уходящего с катода. Дело в том, что в прикатодном двойном слое содержатся ионы натрия в очень высоких концентрациях, причем небольшая часть этих ионов, по-видимому, разряжается и уходит с поверхности катода в виде мельчайших пузырьков натриевого пара с небольшими включениями алюминия. «Облако» металла диффундирует или электрофоретически мигрирует к аноду, где и окисляется двуокисью углерода. Такое объяснение подтверждается анализом газов, выделяющихся на аноде, которые содержат 30% или более окиси углерода.

См. также [21, 23].

1
Оглавление
email@scask.ru