전기 분해를 통해 알루미늄을 얻습니다. 알루미늄 구하기

알루미늄은 야금 공정을 통해 얻습니다. 야금은 광석이 금속 또는 금속 합금으로 변환되는 것을 연구하는 분야입니다. 이 방법으로 구리, 티타늄, 철 및 망간과 같은 여러 금속을 얻습니다.

알루미늄의 경우 사용되는 주요 광석은 보크 사이트 (그림), 수화 된 산화 알루미늄 (Aℓ₂영형₃. x H₂O) 및 다양한 불순물.

알루미늄 야금에서는 다음 네 단계가 발생합니다.

산화 알루미늄 (Aℓ₂영형_{3 (들)})는 보크 사이트와 분리되며 그 이름은 알루미나.

이전에는 다음이 수행되었습니다. 알루미나를 염산으로 처리하여 염화 알루미늄을 생성했습니다. 금속 칼륨 또는 나트륨과 반응하도록 배치되어 화합물을 환원시키고 금속 알루미늄을 생성합니다.

Aℓ₂영형_{3 (들)}+ 6HCℓ_(여기)→ 4 AℓCℓ_{3 (수성)} + 3 시간₂영형_(ℓ)
ACℓ_{3 (수성)}+ 3K_(에스)→ 3 KCℓ_(에스) + Aℓ_(에스)

그러나이 방법은 매우 비싸고 비효율적이어서 알루미늄은 희귀 한 금속으로 간주되었습니다.

그러나 1886 년에 두 명의 과학자가 화성 전기 분해가 사용 된 위에서 언급 한 방법을 따로 개발했습니다. 이 과학자들은 미국의 Charles M. Hall과 프랑스 인 Paul Héroult, 그래서이 방법은 Hall-Héroult 프로세스 또는 간단히홀 프로세스, Charles M. 홀이 특허를 냈습니다.

그들이 발견 한 핵심은 산화 알루미늄 액체를 만드는 방법이었습니다. 화성 전기 분해를 수행 할 수 있습니다. 문제는 융점이 이상이라는 것입니다. 2000 ° C. 그들은 플럭스, 빙정석 광석 (Na₃AℓF₆), 산화 알루미늄의 용융 온도를 약 1000 ° C로 낮출 수있었습니다.

따라서 아래 그림과 같이 산화 알루미늄과 빙정석의 혼합물을 탄소 라이닝 강철 전해조에 넣었습니다. 이 용융 된 혼합물에는 전류가 흐릅니다. 혼합물과 접촉하는 용기의 벽은 알루미늄 양이온의 환원이 발생하는 음극 (음극)의 전기 분해 역할을합니다. 양극 (양극)은 흑연 또는 탄소로 만들어진 실린더입니다. 즉, 둘 다 탄소로 만들어져 산소 음이온의 산화가 발생합니다.

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음극 반 반응: 4 Aℓ³⁺_(ℓ) + 12 및^-→ 4 Aℓ_(ℓ)
양극 반 반응: 6 O^2-_(ℓ)→ 12 및^- + 3O_{2 (g)}

형성된 산소는 양극의 탄소와 반응하고 이산화탄소도 생성합니다.

3 O_{2 (g)}+ 3C_(에스) → 3 CO_{2 (g)}

따라서 알루미늄을 생성하는이 화성 전기 분해의 전체적인 반응과 계획은 다음과 같습니다.