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为什么冰晶石可以降低氧化铝熔融温度?

来源:未知作者:化学自习室 点击:所属专题: 铝的冶炼 电冶铝

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电解熔融AlO时加入冰晶石(NaAlF)能降低其熔化温度,主要原理如下: ①从晶体结构来看,氧化铝是离子晶体,其熔点很高(2054℃)。在氧化铝中加入冰晶石后,冰晶石中的氟离子(F)会与氧化铝中的铝离子(Al)发生相互作用。氟离子体积较小,可以填充在氧化铝晶体的空隙

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加入冰晶石后,氧化铝的熔点显著降低,通常在900到1000摄氏度左右即可进行电解‌。冰晶石(Na₃AlF₆)通过与氧化铝(Al₂O₃)混合,形成一种低熔点的共熔物,从而降低了氧化铝的熔点‌。

冰晶石降低氧化铝熔点的具体机制包括以下几个方面:

1.‌形成低熔点共熔物‌:冰晶石与氧化铝混合时,可以形成一种低熔点的共熔物。这种共熔物的熔点低于纯氧化铝,从而降低了氧化铝的熔点‌。

2.‌离子键的削弱‌:冰晶石中的氟离子(F⁻)具有很高的电负性,能够与氧化铝中的铝离子(Al³⁺)形成较弱的离子键,这使得材料在较低的能量下即可熔化‌。

3.结构变化‌:冰晶石的加入导致氧化铝的结构发生变化,氟离子的介入破坏了氧化铝的晶格结构,使得熔盐体系的熔点降低‌。

4.电化学作用‌:在电解过程中,冰晶石中的氟离子参与电化学反应,有助于降低电解过程中的能量需求‌。

5.‌物理溶解作用‌:冰晶石在熔融状态下可以溶解一部分氧化铝,形成一种熔融的盐溶液,这种溶液的熔点通常低于纯氧化铝‌。

(责任编辑:化学自习室)
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