* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

505 АЛЮМИНИЙ 506 II. Получение А. э л е к т р о ­ л и з о м . Электролиз раствора глинозема в криолите ведется с угольными электро­ дами. Необходимое для поддержания ванны в расплавленном состоянии тепло сообщает­ ся электрическим током. Разложению под­ вергается гл. обр. окись алюминия, к-рая обладает более низким потенциалом разло­ жения (2,8 У),чем фтористый А. (4,6 V) и фто­ ристый натр (5,9 V ) . Выделяющийся на като­ де А. накопляется на дне ванны, а кислород соединяется с углем анода в окись углерода А 1 0 + З С = 2А1+ЗСО, (1) сгорающую далее за счет кислорода воздуха в углекислоту. Из того, что расход угля при благоприятных условиях меньше вычислен­ ного по ур-ию (1), явствует, однако, что^частично процесс идет также по схеме: 2А1 0 +ЗС = 4А1+ЗС0 . (2) Содержание глинозема в растворе колеб­ лется от 10 до 20%. При обеднении рас­ твора глиноземом усиливаются побочные реакции—выделение фтористых соединений (CaF , SiF ) на аноде и натрия на катоде, что сильно понижает качество А. Чтобы дер­ жать состав смеси постоянным и избежать побочных реакций, в ванну через корот­ кие промежутки времени добавляют глино­ зем, а иногда и немного криолита. С целью понижения t°nA. ванны и уменьшения уд. в . электролита прибавляют еще различные ко­ личества нек-рых солей, гл. обр. плавиковый шпат (CaF ), фтористый А. и хлористый натр. Смесь глинозема и криолита, содер­ жащая до 20% глинозема, плавится ок. 1 000°; прибавление фтористого А. пони­ жает t°iui. до 800—850°,если же добавить еще поваренной соли, то Ь°пл. падает до 700°. Хлористый натр, однако, быстро улетучи­ вается. Поэтому с постоянным добавлением хлористого натра не работают, а пользу­ ются им часто для пуска в ход пришедшей в неисправность ванны или новой. Обычная t° ванны при нормальной работе—800—900°. При более низких t° выход А. ухудшается. Для поддержания нужной t° анодную плот­ ность тока держат в границах 70—100 А/дм . При таких условиях напряжение на клеммах, при к-ром достигается наилучший выход А., составляет 7 — 8 V . При нарушениях в электролизе вольтаж возрастает до 8—10 V . Существенную роль играет прибавление плавней также и в понижении уд. в. элек­ тролита, к-рый д. б. всегда несколько мень­ ше уд. в. расплавленного А. Разность эта, однако, невелика, а при повышении t° она становится еще меньше; благодаря этому уже при небольшом изменении состава ван­ ны или при быстром подъеме t° наблю­ дается всплывание А.; такая ванна не дает, конечно, никакого выхода А. Весьма важ­ ную роль играет чистота исходных мате­ риалов—глинозема, плавней и угольных электродов, т. к. все их загрязнения попа­ дают в А., последующая рафинировка к-рого представляет трудности. Главнейшим исход­ ным материалом служит глинозем, получен­ ный почти исключительно вышеописанными щелочными способами из боксита. Некото­ рые алюминиевые з-ды (напр. французские) готовят для себя глинозем сами; другие по­ 2 3 2 3 2 2 4 2 г лучают его от специальных з-дов по про­ изводству глиноземных препаратов; посту­ пающий на алюминиевые заводы глинозем отличается большой чистотой; содержание кремнекислоты в нем не превышает 0 , 1 % . Габер приводит следующий анализ глино­ зема одной из крупных германских фирм (в процентах): А 1 0 . . . 99,594 Na 0 . . . 0,050 Fe 0 . . . 0,032 S i 0 . . . 0,056 CaO . . . 0,018 H 0 . . . 0,250 Растворителем для глинозема служит при­ родный или искусственный криолит. В на­ стоящее время алюминиевые заводы приме­ няют б. ч. искусственный криолит, который по стоимости не выше гренландского, но от­ личается большей чистотой. Наиболее целе­ сообразными материалами д л я получения угольных электродов являются ретортный графит и нефтяной кокс от сухой перегонки нефти с содержанием золы не более 1,5%. Электролитические ванны (фиг. 2) представляют, клепаные желез­ ные ящики (из ко­ тельного железа), скрепленные уголь­ никами . Р а з м е р ы ванн различны, в зависимости от чис­ ла анодов: в сред¬ нем, 2,4 м дл., 1,3 м шир. и 0,8 м выши- . „ „ 2 3 2 2 3 2 2 гты гттобштя Ж Р п я - ф и г В 2 Н Н А Электролитиче- ны, глуоина же ра. А—угольная бочего пространства н а б о й к а , Б — э л е к т р о д ы , обычно не превы­ шает 0,3 м. Д л я уменьшения потерь теп­ ла стенки ванны облицовывают сначала огнеупорной кладкой, а затем стенки и дно выкладывают проводящей ток угольной на­ бойкой А, в которую пропущена железная шина, соединенная с отрицательным полю­ сом источника тока. В целях улучшения электропроводности набойка впоследствии была заменена угольными плитами, изго­ товленными из такого же материала, к а к и аноды (фиг. 3). Размеры и количество анодов с к а я А Ф и г . 3. Э л е к т р о л и т и ч е с к а я в а н н а с у г о л ь н ы м и п л и т а м и : Л — я щ и к и з к о т е л ь н о г о ж е л е з а , В— э л е к т р о д н ы е п л и т ы и з у г л я , С—шипы д л я п о д ­ в о д к и т о к а , Е—огнеупорная кладка, F—масса д л я т е п л о в о й и з о л я ц и и , h—балки, г—кирпичи. изменяются в широких пределах. При ано­ дах небольшого поперечного сечения (напр. 8x10 см) их располагают четырьмя рядами, по 8 шт. в ряду. В настоящее время пред­ почитают, однако, более крупные аноды, весом в 45—90 кг, число к-рых соответствен­ но уменьшают. Аноды В подвешены при по­ мощи медных стержней к плоским медным шинам, расположенным на некоторой вы­ соте над ванной (фиг. 2). Сила тока при пользовании крупными ваннами состав­ ляет 15 000—20 000 А. Анодная плотность — 7 0 — 1 0 0 A / d M . Состав применяемого 2 тока