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金属铝提炼记
来源:中国化工报     日期:2018-06-29     点击率:22
 

       铝及铝合金是现今用途十分广泛的金属材料之一。但是,铝的化学性质比较活泼,在自然界中是以化合物的状态存在,一般的还原剂很难将它还原。如何才能从铝矿石中冶炼出铝单质呢?

  丹麦科学家汉斯·克里斯蒂安·奥斯特是最早冶炼出铝的科学家。1825年,奥斯特将氯气通过红热的木炭和铝土(主要成分是氧化铝)的混合物制出氯化铝,然后通过钾汞齐与氯化铝的作用,生成“铝汞齐”。在隔绝空气的情况下将“铝汞齐”中的汞蒸发掉,得到了含有杂质的铝。

  1827年,德国化学家弗里德里希·维勒发布了自己提炼铝的方法:将热的碳酸钾与沸腾的明矾溶液反应得到氢氧化铝,氢氧化铝经过洗涤和干燥后,与木炭粉、糖、油等混合调成糊状,密闭加热得到氧化铝和木炭的烧结物。将这种烧结物加热并通入干燥氯气,就能得到无水氯化铝。然后用少量金属钾混合加热,得到金属铝小颗粒。但这个方法的成本还是很高。

  1884年,在美国奥伯林学院化学系,有一位叫做查尔斯·马丁·霍尔的青年学生,他开发了电解熔融状态的氧化铝来冶炼铝的方法。氧化铝的熔点高达2050℃,所以他在氧化铝中加入冰晶石,使熔点降到930℃~1000℃之间,而且冰晶石不会被分解。霍尔采用瓷坩埚、碳棒(阳极)和自制电池进行电解时,发现没有金属铝析出。他推测,应该是坩埚中的二氧化硅分解了,于是他用碳作坩埚衬里和阴极,解决了这一难题。法国化学家埃鲁也在同年发明了相同的炼铝法。

  电解法使得冶炼铝的成本大幅度降低,从而使得铝成为工业上普遍应用的材料。

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