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1.2.3酸法

生产氧化铝的方法分为碱法(如拜耳法、拜耳

烧结联合法）、酸法和电热法。工业应用的只

有碱法。

用各种无机酸（硫酸、盐酸、硝酸）处理含

铝原料时，原料中的氧化硅基本上不与酸起反

应而残留在渣中。得到的含铁铝盐酸性水溶液

经除铁净化后，可通过不同的方法得到铝盐水

合物结晶或氢氧化铝结晶，煅烧这些结晶得到

氧化铝。酸法分为硫酸法和盐酸法。设备腐蚀、

能耗高，尚未工业应用。

电热法也尚未工业应用。

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1.2.4炼铝用氧化铝的质量

要求：纯度高、-氧化铝含量低、

小于40m的粒度比例小，并且比表

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面积大于50m/g。

主要杂质：氧化钠、氧化钙、氧化

硅、氧化钛、铁、磷、钒、硅等。

粒度要求：限制大于200m和小于44

m的比例。

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1.3铝电解

1.3.1熔融电解质体系的导电机理及铝电解原理

熔融电解质体系的构成：电极、电

解质、盛置电解质的容器。

电极：分为阴极(C)和阳极(A)两种，

它们分别与直流电源的负极(-)和正

极(+)连接。

电极表面附近双电层是电化学反应

发生的场所，一、二类导体的界面

电极可由惰性材料或活性材料构成，

属于第一类导体（电子导电）。

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电解质：熔融盐电解质直接同电极

接触，构成双电层。熔融电解质属

于第二类导体（离子导电）

由离子构成，除双电层区域外，整

体呈电中性

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铝电解原理：熔融铝电解质温度高达

950-970℃。在铝电解中，含氧阴离子在

阳极上失去电子后，生成气体O或CO和

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CO，视电极材料而异：如果阳极并不参

与电化学反应，则属于惰性阳极，生成

氧气；如果阳极参与了电化学反应，则

属于活性阳极，例如炭阳极，生成气体

CO和CO。

2

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铝离子在阴极上获得电子之后生成铝。

冰晶石是一种天然的矿物，由于

储量少，现代铝工业只能用人工合成

冰晶石。

高温的冰晶石熔液具有很大的腐

蚀性，所以盛置电解质的容器用内部

铺砌炭素材料的钢壳构成。

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1.3.2NaF-AlF3二元系

工业铝电解质中冰晶石和氟化铝是

熔剂，氧化铝是炼铝原料，另外有

的还添氟化钙、氟化镁和氟化锂。

因为冰晶石是由NaF和AlF3合成

的，故NaF-AlF3二元系、Na3AlF6-

Al2O3二元系和Na3AlF6-AlF3-Al2O3

三元系是铝电解质的基本体系。

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在NaF-AlF二元系中，有两种化合物：

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冰晶石（NaAlF）、亚冰晶石（

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NaAlF），还可能有单冰晶石（

5314

NaAlF）。

4

冰晶石熔点1009℃，相图上它占显峰位

置，但峰的陡度不太尖锐，表示它在熔

化时发生一定程度的热分解。根据计算，

其热分解率约30%。

冰晶石在固态下有三种变体：单斜晶系、立方晶

系、六方晶系。其相变温度分别为565℃和880℃

即单