Получение алюминия

Основное исходное сырье – оксид алюминия – не проводит электрический ток и имеет очень высокую температуру плавления (около 2050⁰С). Поэтому электролизу подвергают расплавленную смесь криолита Na₃AlF₆ и оксида алюминия. Смесь, содержащая около 10 % (масс.) Al₂O₃ плавится при 960⁰С и обладает электропроводностью, плотностью и вязкостью, наиболее благоприятствующими проведению процесса. Для дополнительного улучшения этих характеристик в состав смеси вводят добавки AlF₃, CaF₂, MgF₂. Благодаря этому проведение электролиза оказывается возможным при 950⁰С.

• Устройство электролизера
  Электролизер для выплавки алюминия представляет собой железный кожух, выложенный изнутри огнеупорным кирпичом. Его дно (под), собранное из блоков спрессованного угля, служит катодом. Аноды (один или несколько) располагаются сверху: это алюминиевые каркасы, заполненные угольными брикетами. Электролизеры устанавливают сериями; каждая серия состоит из 150 и большего числа электролизеров.
   

• При электролизе на катоде выделяется алюминий, а на аноде –кислород. Алюминий, обладающий большей плотностью, чем исходный расплав, собирается на дне электролизера; отсюда его периодически выпускают. По мере выделения металла, в расплав добавляют новые порции оксида алюминия. Выделяющийся при электролизе кислород взаимодействует с углеродом анода, который выгорает, образуя СО и СО₂.

  Сложные реакции, протекающие на электродах, можно представить следующим образом:   Al₂O₃ = Al³⁺ + AlO₃^3-

   катод (-) Al³⁺ + 3е^- = Al

  анод (+)  AlO₃^3-  + 3С – 6е^- = Al³⁺ + 3СО