阅读说明：本技术 常温电解铝工艺 (Normal temperature aluminum electrolysis process ) 是由 曹大平 于 2019-11-11 设计创作，主要内容包括：本发明提出的常温电解铝工艺属电化学与有色金属冶金技术领域,其特点在于：以乙醇钠、乙二醇溶液为电解质,加入适量氧化钠、三氧化二铝粉末,在40摄氏度强力搅拌,混合体通过以石墨为阳极,铝板为阴极的电解槽,控制电极间距与混合体流速,于0中40摄氏度电解,得氧气与金属铝,密封石墨阳极区,氧气分离微量介质后导出,定期更换阴极板得电解铝。(The invention provides a normal temperature electrolytic aluminum process, belonging to the technical field of electrochemistry and nonferrous metallurgy, which is characterized in that: the method comprises the steps of taking sodium ethoxide and ethylene glycol solution as electrolytes, adding a proper amount of sodium oxide and aluminum oxide powder, stirring strongly at 40 ℃, electrolyzing the mixture at 40 ℃ in 0 by using graphite as an anode and an aluminum plate as a cathode in an electrolytic cell, sealing a graphite anode area, separating trace media from oxygen, then leading out, and periodically replacing a cathode plate to obtain electrolytic aluminum.)

常温电解铝工艺

技术领域

本发明提出的常温电解铝工艺技术属电化学与有色金属湿法冶金技术领域。

背景技术

传统高温电解铝工艺，历史悠久，但能耗高，污染严重。由于铝矿资源丰富，铝及铝合金是现代最重要的轻金属，广泛应用于国防、工业与生活。研究开发全新的常温低能耗铝电解技术可大大降低铝冶金能耗，降低环境污染，对保护生态环境实现可持续发展伟大战略意义重大。

本发明提出的常温电解铝工艺，其基本特点如下：

阴极反应： 4NaAlO₂+12e=2Na₂O+4Al+6O^-2

阳极反应： 2O^-2=O₂+4e

总反应： 4NaAlO₂=2Na₂O+4Al+3O₂

预溶反应： Na₂O+Al₂O₃=2NaAlO₂ 。

本工艺以乙醇钠乙二醇溶液为电解质，含乙醇钠1%~10% ，兼作导电与氧化钠、三氧化二铝转化溶溶剂。

电解温度0~40摄氏度，电解混合液进槽温度0~10摄氏度，出槽温度30~40摄氏度，调节极间距离与电流密度及电解液循环速度或增设散热装置，保持体系温度不高于40摄氏度，防止溶剂氧化。

定期清除体系内的氧化产物，采用碱性离子交换树脂或三氧化二铝吸附柱除去酸性氧化产物，维持体系正常运转。

以石墨板为阳极，金属铝板为阴极。阴、阳极间隔10~50mm, Al₂O₃粉末经预溶处理后，混合电解液横向流过极板间，完成电解。

电解前， 预溶过程为：乙醇钠乙二醇溶液中加入1%~10%Na₂O，按比例加入Al₂O₃粉末，于30~40摄氏度，强力搅拌15~120分钟；电解过程中，乙醇钠、氧化钠循环，只需向出槽电解液定量加入三氧化二铝，并于30~40摄氏度，强力搅拌15~120分钟；乙醇钠与氧化钠根据检测量补充。

电解槽阳极区隔离密封，氧气经静电分离或分子筛吸附分离回收乙二醇溶剂后导出储用。分子筛吸附的溶剂，用无水乙醇洗脱，回收无水乙醇后加入体系使用，分子筛脱出无水乙醇后循环使用。

定期换取阴极铝板，保持体系全密封保持无水状态。