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炼铝

炼铝

炼铝是通过电解从矾土中提取铝的过程。

化学

关键词

铝产量, 铝, 铝冶炼厂, 电解, 矾土, 原料, 冰晶石, 氧化铝, 减少, 氧化, 阳极, 阴极, 直流电, 碳阳极, 二氧化碳, 一氧化碳, 赤泥, 轻金属, 铝箔, 制造, 人文地理, 行业, 化学

相关附加项

场景

反应

是世界上使用范围最广的轻金属。几十年来,铝的用途越来越多,因为它产量丰富、密度低、易于加工以及阻抗性能。

铝是地壳中含量第三丰富的元素,仅次于氧和硅;然而,它并不是以自然元素的形式存在的。它只能从铝土矿中提取出来,十分经济。

首先,从铝土矿中提取氧化铝,然后将氧化铝转化成液态的原铝,再将原铝铸成:铸块、圆锭、板材。然后再将它们加工成成品

在发达国家,大量废弃的铝制品,比如软饮料罐和啤酒罐被回收。这些罐子的回收节约了用铝土矿制造同等数量的铝制品所需的95%的能源。

炼铝要消耗大量的能源,因此炼铝厂大多都建在电力和能源资源丰富的国家。一半以上的炼铝厂使用水力发电站产生的电力,只有一小部分使用燃煤发电厂或者其他化石燃料发电厂产生的电力。

总的说来,四吨铝土矿可以提炼出两吨氧化铝,而两吨氧化铝只能产出一吨铝。液态的原铝由氧化铝通过电解产生,电解是一种电流引发的化学反应。阳极,也就是正电极,和阴极,也就是负电极,被浸泡在电解质溶液中,并接上直流电源,从而发生电解。

铝的生产是在内衬石墨块的钢槽中进行的。这层石墨内衬起着阴极的作用。氧化铝的熔点超过2000℃,因此它在熔融冰晶石中溶解,冰晶石的熔点低一些。产生的电解质溶液温度约为1000℃。然后将碳素阳极浸入溶液中。

氧化铝中的氧原子碳素阳极释放出来,然后这些原子和碳发生反应,形成一氧化碳二氧化碳

熔融铝在电解槽底部的石墨内衬,也就是阴极上沉积,并且起到了阴极的作用。熔融铝每天或者每隔一天被分接到一个铸桶里面。

由于在阳极汇集的氧不断氧化碳素阳极,碳素阳极需要不断补充。电解质溶液的表面形成一层固体外壳,并在固体外壳上添加氧化铝。这层外壳帮助加热氧化铝,并防止电解质溶液的热量流失。在外壳上添加氧化铝之后,定期在其上挖洞来替换分解的氧化铝

炼铝厂的上百个电解槽一年365天,一天24小时都在运行。由于电解提取的铝的量与这个过程所用的电流量成正比,炼铝厂所用的电流非常强,但电压很低,这样做是为了保持成本经济。

阳极

阴极

设施

  • 铝土矿
  • 氧化铝车间
  • 炼铝厂
  • 红色污泥储层
  • 最终产品制造商
  • 铝废料

反应

  • 炭阳极
  • 阴极

产物

  • 铝坯
  • 铝铸棒
  • 铝线圈
  • 铝锭

动画

  • 炭阳极
  • 阴极
  • 在冰晶石中熔化的 熔融氧化铝
  • 二氧化碳和 一氧化碳烟雾
  • 变压器 - 它为阴极和阳极供电。
  • 钢水包 - 熔融铝被抽入其中。
  • 铝土矿
  • 氧化铝车间
  • 炼铝厂
  • 红色污泥储层
  • 最终产品制造商
  • 铝废料
  • 铝坯
  • 铝铸棒
  • 铝线圈
  • 铝锭

旁白

是世界上使用范围最广的轻金属。几十年来,铝的用途越来越多,因为它产量丰富、密度低、易于加工以及阻抗性能。

铝是地壳中含量第三丰富的元素,仅次于氧和硅;然而,它并不是以自然元素的形式存在的。它只能从铝土矿中提取出来,十分经济。

首先,从铝土矿中提取氧化铝,然后将氧化铝转化成液态的原铝,再将原铝铸成:铸块、圆锭、板材。然后再将它们加工成成品

在发达国家,大量废弃的铝制品,比如软饮料罐和啤酒罐被回收。这些罐子的回收节约了用铝土矿制造同等数量的铝制品所需的95%的能源。

炼铝要消耗大量的能源,因此炼铝厂大多都建在电力和能源资源丰富的国家。一半以上的炼铝厂使用水力发电站产生的电力,只有一小部分使用燃煤发电厂或者其他化石燃料发电厂产生的电力。

总的说来,四吨铝土矿可以提炼出两吨氧化铝,而两吨氧化铝只能产出一吨铝。液态的原铝由氧化铝通过电解产生,电解是一种电流引发的化学反应。阳极,也就是正电极,和阴极,也就是负电极,被浸泡在电解质溶液中,并接上直流电源,从而发生电解。

铝的生产是在内衬石墨块的钢槽中进行的。这层石墨内衬起着阴极的作用。氧化铝的熔点超过2000℃,因此它在熔融冰晶石中溶解,冰晶石的熔点低一些。产生的电解质溶液温度约为1000℃。然后将碳素阳极浸入溶液中。

氧化铝中的氧原子碳素阳极释放出来,然后这些原子和碳发生反应,形成一氧化碳二氧化碳

熔融铝在电解槽底部的石墨内衬,也就是阴极上沉积,并且起到了阴极的作用。熔融铝每天或者每隔一天被分接到一个铸桶里面。

由于在阳极汇集的氧不断氧化碳素阳极,碳素阳极需要不断补充。电解质溶液的表面形成一层固体外壳,并在固体外壳上添加氧化铝。这层外壳帮助加热氧化铝,并防止电解质溶液的热量流失。在外壳上添加氧化铝之后,定期在其上挖洞来替换分解的氧化铝

炼铝厂的上百个电解槽一年365天,一天24小时都在运行。由于电解提取的铝的量与这个过程所用的电流量成正比,炼铝厂所用的电流非常强,但电压很低,这样做是为了保持成本经济。

相关附加项

黑色冶金(中级)

生铁是用铁矿石在铁熔炉里冶炼而成的。

六边形金属晶格

形成六角形金属晶格的金属是坚硬的,很难加工。

体心立方晶格

最不紧密堆集的结晶结构。

面心立方金属晶格

面心立方金属晶格允许金属原子最近的匹配。

氯化钠的溶解

食盐溶于水:极性水分子在离子周围形成一层膜。

露天矿

与地下矿截然相反,露天矿的煤矿覆盖层被去掉,煤矿在地表上开采。

铅酸蓄电池

铅酸蓄电池里的电化过程会产生电流。

金属

金属原子会形成一个规则的晶格结构。

地下煤矿

与露天煤矿截然相反,地下煤矿的煤炭覆盖层不去掉,煤炭通过矿井开采。

水泥的制造

这个3D场景介绍了水泥制造过程的步骤。

碱性电池

碱性电池里的电流是通过电化学反应产生的。

炼油厂

石油炼制的产品包括柴油、汽油和润滑油。

有色冶金(基础)

生铁是在冶炼厂由铁矿石冶炼生成的。

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