Возможен ли электролиз Al2O3 с выделением кислорода ?

обсуждение теоретических и практических вопросов неорганической химии

Возможен ли электролиз Al2O3 с выделением кислорода ?

Сообщение san822 » 22 сен 2013, 09:38

Компания "Русал" в последнее время пиарит так называемый "инертный анод" как "революцию в алюминиевой промышленности".

Подается это примерно так:

Код: Выделить всё
http://www.youtube.com/watch?v=URBhwzmasPg


Идея этого пиара в том, что якобы если заменить угольные аноды на "инертные" (под "уникальным инертным анодом" скорее всего подразумевается медно-никелевый сплав в ячеистом керамическом корпусе), то тот кислород который раньше вступал в реакцию с углеродом, теперь будет выделятся в атмосферу.

Возможно ли это хотя бы теоретически ?

Для этого можно посмотреть неангажированное видео по процессу производству алюминия:

Код: Выделить всё
https://www.youtube.com/watch?v=YFoUqQtTvOs


Итак, электролит состоит на 80-90% из криолита Na3AlF6 и только на 5-8% из Al203.

6-10% электролита - это добавки AlF3, CaF2, MgF2, NaCl и LiF.

Процесс осаждения алюминия происходит на дне ванны.

В случае угольных анодов на их поверхности происходит примерно такая реакция:
(3O2-) - 6e + 1,5C - > 1,5CO2
(2Al3+) + 6e - > 2Al

Al2O3 + 1,5C - > 2Al + 1,5CO2

Также в ванне происходят следующие реакции:

3NaF + Al <-> AlF3 + 3Na

AlF3 + 2Al - > 3AlF

3AlF + 2CO2 -> Al2O3 + AlF3 + CO

Всё это происходит при температуре 950-965 С градусов !

(см. ролик c 6:18 до 11:25).

Теперь представим, что углерода нет.

Есть ли хоть малейшие шансы у кислорода выбраться из ванны, не втупив в рекцию с другими элементами ?

Если да, то может кто-то пояснить - как это возможно ?
san822
 
Сообщения: 3
Зарегистрирован: 22 сен 2013, 09:36

Re: Возможен ли электролиз Al2O3 с выделением кислорода ?

Сообщение Sitalin » 22 сен 2013, 10:03

Например вот: Новая технология выплавки стали исключает выбросы диоксида углерода в атмосферу, разработана в Массачусетском технологическом институте MIT news (08.05.2013)
Ясно, что над подобными технологиями работают.

Уверен что есть шансы выбраться из ванны.
Решение проблемы может скрываться в чисто технологической изоляции кислорода выделяющегося на электроде + система очистки.
Аватара пользователя
Sitalin
 
Сообщения: 867
Зарегистрирован: 04 окт 2009, 15:55
Откуда: Україна

Re: Возможен ли электролиз Al2O3 с выделением кислорода ?

Сообщение san822 » 22 сен 2013, 12:58



Не могу ничего сказать про ту статью, там не описан подробно электролит.

Sitalin писал(а):Уверен что есть шансы выбраться из ванны.
Решение проблемы может скрываться в чисто технологической изоляции кислорода выделяющегося на электроде + система очистки.



Как в таких условиях технологически изолировать кислород ?
Я очень сомневаюсь, что кислород не вступит в реакцию такими активнейшими элементами как Na, F, Ca, Li, Mg при температуре около 1000 С.
Это будет просто чудо за пределами понятий классической химии.
san822
 
Сообщения: 3
Зарегистрирован: 22 сен 2013, 09:36

Re: Возможен ли электролиз Al2O3 с выделением кислорода ?

Сообщение Sitalin » 22 сен 2013, 13:21

С новыми электродами, сам процесс производства алюминия изменится, состав электролита так же изменится однозначно. Вы ведь не думаете, что можно просто впихнуть новые аноды вместо графитовых не изменив технологию и на выходе получать кислород? Старый электролит и химические процессы станут неприемлемы.

В той статье температура электролита 1600˚С - как раз плавление Fe2O3.
Аватара пользователя
Sitalin
 
Сообщения: 867
Зарегистрирован: 04 окт 2009, 15:55
Откуда: Україна

Re: Возможен ли электролиз Al2O3 с выделением кислорода ?

Сообщение san822 » 22 сен 2013, 15:18

Sitalin писал(а):С новыми электродами, сам процесс производства алюминия изменится, состав электролита так же изменится однозначно. Вы ведь не думаете, что можно просто впихнуть новые аноды вместо графитовых не изменив технологию и на выходе получать кислород? Старый электролит и химические процессы станут неприемлемы.


Почему же старый состав электролита будет неприемлем ? И чем теоретически можно заменить криолит ?
san822
 
Сообщения: 3
Зарегистрирован: 22 сен 2013, 09:36

Re: Возможен ли электролиз Al2O3 с выделением кислорода ?

Сообщение Sitalin » 22 сен 2013, 22:22

Не нужно менять криолит. В состав растворов входит еще куча других компонентов.
Я ведь не отношусь к Русалу, не ведаю, что они там разработали.
Я вам просто говорю по опыту:
- описанный процесс возможен, потому, что нет ничего невозможного для человека (история имеет много примеров этому);
- несмотря на кажущуюся простоту ("Взять да заменить графитовые электроды на инертные, оставив все остальное как есть."), любое изменение в поставленных целях (например добиться экономически выгодного и экологически безопасного производства алюминия с выделением кислорода) и технологические новшества (типа инертных электродов), как правило влечет за собой существенные изменения и в аппаратном оформлении и в химических процессах - т.е. существенные изменения технологии в целом.

Существенные изменения не означают, что станет сложнее технологически, просто будет по другому, не так как было. Сам процесс разработки технологии сложное дело, требующее идей, их проверки на практике, лабораторных экспериментов. Часто думаешь, что вот должно быть вот так, а на практике - не идет, ищешь причины, другие пути, другие идеи, другую химию. Поэтому, зная сложности связанные с разработкой, обсуждать какую либо конкретику относительно этой технологии - это гадание на картах. :drink:

Например, вот недавно, имел дело с карбидом кремния. Достаточно инертное вещество, проводит электрический ток. Почему бы его не попробовать в качестве инертных электродов или его в составе керамики?
Аватара пользователя
Sitalin
 
Сообщения: 867
Зарегистрирован: 04 окт 2009, 15:55
Откуда: Україна


Вернуться в Неорганическая химия

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1

cron