1。 準備:
* cryolite(na₃alf₆): al₂o₃は溶融凍結岩に溶解します。 cryoliteは溶媒として機能し、al₂o₃の融点を下げ、プロセスをよりエネルギー効率の高いものにします。
* 電解細胞: 混合物は、炭素ゾードと炭素または特別なアルミニウム合金のいずれかで作られたカソードを備えた電解セルに入れられます。
2。 電気分解プロセス:
* アノード: アノードでは、Al₂o₃の酸素イオン(O²⁻)が酸化され、酸素ガスが放出されます。
*反応:2o²⁻→o₂ +4e⁻
* カソード: カソードでは、アルミニウムイオン(al³⁺)が減少し、液体アルミニウムを形成します。
*反応:al³⁺ +3e⁻→al
3。 製品コレクション:
*溶融アルミニウムは細胞の底に収集され、インゴットに投げ込まれるか、さらに処理されます。
全体的な反応:
2AL₂O₃→4AL +3O₂
キーポイント:
* 高エネルギー要件: 電気分解は、al₂o₃を溶かし、化学反応を促進する必要があるため、エネルギー集約的なプロセスです。
* 環境上の考慮事項: このプロセスは、アノードから二酸化炭素を生成し、フッ化物化合物を放出することができます。これは、適切に制御されないと有害です。
単純化された類推:
塩水で満たされた瓶があると想像してみてください(al₂o₃を表しています)。 2つの電極(アノードとカソード)で瓶に電気を塗布します。電気により、塩がナトリウム(Na)と塩素(Cl)に分離されます。同様に、電気分解では、電気がアルミニウムと酸素に分解されます。
重要な注意: Al₂o₃をAlに変換することは、複雑な産業プロセスです。この説明は、関連する原則の基本的な理解を提供します。