3. Получение
Получение. Впервые алюминий был получен восстановлением из хлорида алюминия металлическим натрием:
АlСl3 + 3 Nа = 3 NаСl + Аl.
В настоящее время его получают электролизом расплавленных солей в электролитических ваннах. В качестве электролита служит расплав, содержащий 85-90 % криолита — комплексной соли 3NаF * АlF3 (или Nа3АlF6) и 10-15 % глинозема — оксида алюминия (Аl2O3). Такая смесь плавится при температуре около 1000 град. С.
При растворении в расплавленном криолите глинозем ведет себя как соль алюминия и алюминиевой кислоты и диссоциирует на катионы алюминия и анионы кислотного остатка алюминиевой кислоты:
АlAlО3 Y Аl3+ + АlO33-.
Криолит также диссоциирует:
Na3AlF6 Y 3 Nа+ + АlF63-.
При пропускании через расплав электрического тока катионы алюминия и натрия движутся к катоду — графитовому корпусу ванны, покрытому на дне слоем расплавленного алюминия, получаемого в процессе электролиза.
Так как алюминий менее активен, чем натрий, он восстанавливается в первую очередь. Восстановленный алюминий в расплавленном состоянии собирается на дне ванны, откуда его периодически выводят.
Анионы AlO33- и АlF63- движутся к аноду — графитовым стержням или болванкам. На аноде в первую очередь разряжается анион АlO33-.
4 АlО33- — 12 е- = 2 Аl2О3 + 3 O2.
Расход глинозема все время восполняется. Количество криолита практически не меняется, лишь незначительные его потери происходят вследствие образования на аноде тетрафторида углерода (СF4).
Электролитическое производство алюминия требует больших затрат электроэнергии (на получение 1 т алюминия расходуется около 20 тыс. кВт * ч электроэнергии), поэтому алюминиевые заводы строят вблизи электростанций.
