Электролитическое получение металлического алюминия

Алюминий получают путем электролиза глинозема, растворенного в криолите. Для снижения температуры плавления вводят специальные добавки: фториды кальция и магния и хлорид натрия – общее количество добавок не более 8%. Содержание глинозема в электролите - 12%.

Такой состав позволяет вести процесс при 950-970 ⁰С.

Электролиз ведут в алюминиевой ванне глубиной 400-600 мм. Катодом служит поверхность жидкого алюминия, соприкасающаяся с электролитом. Анод используется угольный, самоспекающийся.

Глинозем поступает в ванну сверху. При этом вследствие охлаждения наружным воздухом на поверхности возникает корочка электролита. На боковой поверхности ванны образуется слой застывшего электролита – гарниссаж. Он предохраняет футеровку от разрушения и утепляет ванну. Алюминий накапливается на подине под слоем электролита. Его извлекают раз в трое суток с помощью вакуумного ковша или сифона.

На катоде выделяется алюминий, так как он является самым электроположительным из всех катионов. На аноде выделяется кислород, который взаимодействует с углеродом анода с образованием СО и СО₂.

Отходящие газы направляются на очистку.

Самоспекающиеся аноды изготавливают из остатков после крекинга нефти и перегонки каменноугольной смолы, которые характеризуется малой зольностью и представляют собой вязкую массу. Связующим служит пек – это промежуточный продукт перегонки каменноугольной смолы, имеющий температуру размягчения 45-80 ⁰С. Полученную после смешения массу загружают в специальный каркас, и постепенно вся эта органическая масса из каркаса опускается вниз в электролизную ванну. При нагревании этой массы происходит коксование, затвердевание ее, в результате чего анод в своей нижней части приобретает твердость, прочность и повышенную электропроводность.