工业制铝

Question

至少请说明 原料 设备 流程 结论

Answer 1

原料：氧化铝
铝以化合态的形式存在于各种岩石或矿石里，如长石、云母、高岭石、铝土矿、明矾时，等等。有铝的氧化物与冰晶石（3NaF·AlF₃）共熔电解制得。
从铝土矿中提取铝反应过程
①溶解：将铝土矿溶于NaOH（aq)
Al₂O₃+ 2NaOH ==== 2NaAlO₂（偏铝酸钠）+ H₂O
②过滤：除去残渣氧化亚铁(FeO)、硅铝酸钠等
③酸化：向滤液中通入过量CO₂.
NaAlO₂+ CO₂+ 2H₂O ==== Al(OH)₃↓+ NaHCO₃
④过滤、灼烧 Al(OH)₃ 2Al(OH)₃==高温== Al₂O₃+ 3H₂O
注：电解时为使氧化铝熔融温度降低，在Al₂O₃ 中添加冰晶石(3NaF·AlF₃)
⑤电解：2Al₂O₃(l)==通电== 4Al + 3O₂↑
注：不电解熔融AlCl₃炼Al 原因：AlCl₃是共价化合物，其熔融态不导电。
结论：
1、从整个工艺流程看，可分成提纯和冶炼两个阶段
2、NaOH溶解铝土矿的目的是溶解氧化铝
3、两次过滤的作用是除去杂质和分离Al（OH）3
4、把滤液酸化的作用是生成Al（OH）3
5、流程中用二氧化碳而不用盐酸的原因是Al（OH）3可溶解在过量的HCl中
6、将过滤后的白色固体灼烧，生成了Al2O3 2Al（OH）3 Al2O3+3H2O

Answer 2

以纯净的氧化铝为原料采用电解制铝 ，因纯净的氧化铝熔点高（约2045℃），很难熔化，所以工业上都用熔化的冰晶石(Na3AlF6)作熔剂,使氧化铝在1000℃左右溶解在液态的冰晶石中，成为冰晶石和氧化铝的熔融体，然后在电解槽中，用碳块作阴阳两极，进行电解．

Answer 3

NaAlO₂+ CO₂+ 2H₂O ==== Al(OH)₃↓+ NaHCO₃