전기 분해 :알루미늄 생산의 열쇠
전기 분해는 전류를 사용하여 자발적인 화학 반응을 유도하는 화학 공정입니다. 알루미늄 생산을 포함하여 다양한 산업에서 사용되는 강력한 도구입니다.
알루미늄 생산의 맥락에서 전기 분해가 작동하는 방법은 다음과 같습니다.
1. 시작 재료 : 알루미늄은 다른 불순물과 혼합 된 산화 알루미늄 (AL2O3)을 함유하는 보크 사이트 광석으로 자연적으로 존재합니다.
2. 바이엘 과정 : 보크 사이트 광석은 바이어 과정을 통해 먼저 정제됩니다. 이 과정은 강력한 알칼리 용액에 산화 알루미늄을 용해시켜 불순물로부터 분리 한 다음 수산화 알루미늄 (Al (OH) 3)으로 침전시키는 것을 포함합니다. 이 알루미늄 수산화 알루미늄은 가열되어 알루미나 (AL2O3)로도 알려진 순수한 알루미늄 산화물을 생성합니다.
3. 전해질 감소 : 이어서 정제 된 알루미나는 용융 냉동암 욕조에 용해되어 전해질로서 작용한다. Cryolite (NA3ALF6)는 낮은 용융점이있는 미네랄로, 자연 용융점보다 훨씬 낮은 온도에서 알루미나를 용해시키는 데 도움이됩니다. 이 용융 혼합물을 전해 세포에 넣습니다.
4. 전기 분해 셀 : 전해 세포는 탄소가 늘어서있는 철강으로 구성됩니다. 탄소 양극은 용융 욕조에 침수되는 반면, 탄소 캐소드는 세포의 바닥에 줄을 긋는다.
5. 반응 : 직류가 셀을 통과하면 다음 반응이 발생합니다.
* 양극 (양의 전극) : 알루미나로부터의 산소 이온은 양극에서 산화되어 산소 가스 (O2)를 형성하여 부산물로 방출된다.
음극에서 * (음성 전극) : 알루미나로부터의 알루미늄 이온은 음극에서 감소하여 용융 알루미늄 금속을 형성한다.
6. 용융 알루미늄 수집 : 전해질보다 밀도가 높은 용융 알루미늄은 세포의 바닥에 침전되어 주기적으로 도청됩니다.
7. 정제 : 추출 된 알루미늄은 원하는 순도와 품질을 달성하기 위해 추가 정제 과정을 겪을 수 있습니다.
왜 알루미늄의 전기 분해?
알루미늄은 매우 반응성이 높은 금속으로 전통적인 제련 기술을 사용하여 추출하기가 어렵습니다. 전기 분해는 알루미늄을 생성하는 화학 반응을 강제하기 위해 필요한 에너지를 공급함으로써이를 극복 할 수있는 방법을 제공합니다.
기억해야 할 핵심 사항 :
* 전기 분해는 알루미늄 생산에서 중요한 단계입니다.
*이 과정은 용융 냉동암 욕조에 알루미나를 용해시키고 전류를 사용하여 알루미늄을 산소와 분리하는 것과 관련이 있습니다.
* 공정에 필요한 에너지는 알루미늄 생산 에너지 집약적으로 사용됩니다.
알루미늄 생산의 맥락에서 전기 분해가 어떻게 작동하는지 이해함으로써, 우리는이 중요한 금속을 만드는 것과 관련된 복잡하고 매혹적인 공정에 대해 더 깊이 인식합니다.
