补充资料：铝电解质

铝电解质
electrolyte used for aluminium electrolysis

IU dlanliezhi铝电解质(eleetrolyte used for aluminiumelectrolysis)铝电解生产用的电解质，由冰晶石(Na3AIF6)、氧化铝(A1203)和其他盐类添加物(如AIF3、CaFZ、MgFZ、LIF)组成。 主要组成铝电解与铜电解不同，不能在水溶液中进行，因为在水溶液中电解时，阴极上只能析出氢而不能析出铝。因此，必须采用熔融盐电解质。铝电解质中的氧化铝是电解的原料，熔点为2323K。生产h铝理论上需要1.89t氧化铝，实际上由于有飞扬等损失，一般需要L92一L 94t。冰晶石是溶解氧化铝的溶剂，其熔点为1282K。天然冰晶石的分子式为Na3AIF。，储量很少，铝电解工业用的冰晶石是人工合成的，其分子通式为nNaF·AIF:(n一般为2~3)。冰晶石中NaF与AIF3的摩尔比称为冰晶石比或冰晶石摩尔比，以CR表示。CR~3的冰晶石呈中性，CR>3者呈碱性，CR<3者呈酸性。冰晶石比是铝电解生产中的一个重要技术参数，在生产过程中必须保持在一定范围内。采用计算机控制的自动半连续加料大型电解槽，所用的冰晶石比一般为2.2左右。采用机械加料的中型电解槽，冰晶石比一般为2.6一2.8。在铝电解过程中，冰晶石比不断变化。电解槽启动初期，由于阴极炭素内衬选择性地吸收NaF，NaF的损失速度大于AIF3挥发和被Na20、CaO、HZO分解的损失速度，冰晶石比会自动降低。因此，需添加NaF加以调整，使冰晶石比保持在一定范围。也可以用NaZCO:代替NaF。但在铝电解正常生产期间，NaF的损失速度小于AIF3的损失速度，冰晶石比则会自动升高，必须添加AIF3加以调整。电解质中的其他盐类添加物在电解过程中损失很少，只需要定期加以补充。电解质中的氧化铝含量一般保持在3%~5%左右，在电解过程中需要定期补充。 体系1886年，埃鲁( L.T.Heroult)和霍尔(C .M.Hall)发明电解冰晶石一氧化铝熔融盐的炼铝方法，并于1887年实现了小规模工业生产。初期所用的电解质体系为简单的Na3AIF‘一A120:二元系，Ai刃3的含量为14%~16%。为了降低电解温度，向电解质中添加了CaF:，其含量为5%左右。于是电解质变成为Na3AIF‘一A12oa一CaF:三元系。这种三元体系的铝电解质一直用到20世纪50年代。以后开始向电解质中添加MgFZ，其含量为3%~4%，并同时采用CR为2.7左右的冰晶石。这时的铝电解质发展成为Na3AIF6-AIFs一CaFZ一MgFZ一A12O:多元系。20世纪60年代后部分铝电解工厂向电解质中添加LIF，以此来提高电解质的导电度。 中国抚顺铝厂第一系列投产时，所用的电解质为Na3AIF‘一AI:03一CaF:系，A120:含量为8%左右，CaFZ含量为5%左右，采用效应加工制度。1960年以后采用酸性电解质，CR~2.3一2.5，同时向电解质中添加3%~4%MgFZ，实行无效应操作制度。80年代开始，中国部分铝厂向电解质中添加2%~3%LIF，或以Li:CO:代替LIF。因此，20世纪80年代中国所用的铝电解质体系有表中所列的几种。 中国所用的铝电解质体系下里 展望随着铝电解槽大型预焙化以及生产操作的机械化和自动化，铝电解质成分向着低冰晶石比和低氧化铝浓度方向发展，有的铝厂已采用cR二2.1~么3的冰晶石，氧化铝浓度保持在2%一3%的低浓度范围。 霍尔一埃鲁法电解质能满足铝电解的要求。电解质中溶解有一定的氧化铝而却不含有比铝更正电性杂质，因而保证了铝的质量;初晶温度不十分高，电解可在低于1273K温度下进行;不吸水、挥发性不大，易于操作;在电解温度下电解质的密度小于铝的密度，析出的铝会沉积在棺底上，使电解槽结构简化。但人们还在不断寻求新的电解质成分和新的炼铝方法，采用低温铝电解质是铝电解的发展方向。

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