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    鋁制備方法

    發布時間:2020-04-16 09:55:28點擊:314

      含量分布地殼中含量豐富的金屬元素,含量8.3%。主要以鋁硅酸鹽礦石存在,還有鋁土礦和冰晶石。氧化鋁為一種白色無定形粉末,它有多種變體,為人們所熟悉的是α-Al?O?和β-Al?O?。自然界存在的剛玉即屬于α一Al?O?,它的硬度僅次于金剛石,熔點高、耐酸堿,常用來制作一些軸承,制造磨料、耐火材料。如剛玉坩堝,可耐1800℃的高溫。Al?O?由于含有不同的雜質而有多種顏色。例如含微量Cr(III)的呈紅色,稱為紅寶石;含有Fe(II),Fe(III)或Ti(IV)的稱為藍寶石。

    鋁是一種輕金屬,化學符號為Al,原子序數:13。鋁元素在地殼中的含量僅次于氧和硅,居第三位,是地殼中含量豐富的金屬元素,其蘊藏量在金屬中居第2位。在金屬品種中,僅次于鋼鐵

    制備方法

    1854年,法國化學家德維爾把鋁礬土、木炭、食鹽混合,通入氯氣后加熱得到NaCl,AlCl?復鹽,再將此復鹽與過量的鈉熔融,得到了金屬鋁。1886年,豪爾和法國的海朗特,分別獨立地電解熔融的鋁礬土和冰晶石(Na3AlF6)的混合物制得了金屬鋁,奠定了今后大規模生產鋁的基礎。

    鋁以化合態的形式存在于各種巖石或礦石里,如長石、云母、高嶺石、鋁土礦、明礬時,等等。由鋁的氧化物與冰晶石(Na3AlF6)共熔電解可制得鋁,其主要反應過程如下:

    從鋁土礦中提取鋁反應過程

    溶解:將鋁土礦溶于NaOH(aq):Al?O?+ 2NaOH+3H?O= 2NaAl(OH)4(四羥基合鋁酸鈉)

    過濾:除去殘渣氧化亞鐵(FeO)、硅鋁酸鈉等

    酸化:向濾液中通入過量CO?:NaAl(OH)4+ CO? = Al(OH)?↓+ NaHCO?

    過濾、灼燒 Al(OH)?:2Al(OH)? =高溫= Al?O?+ 3H?O

    電解:2Al?O?(l) =通電= 4Al + 3O?↑

    注:電解時為使氧化鋁熔融溫度降低,在Al?O? 中添加冰晶石(Na?AlF?)。不電解熔融AlCl?煉Al;原因:AlCl?是共價化合物,其熔融態導電性很差。


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