冰晶石(Aluminum fluoride, AlF3)是一種電解質(zhì),常用于鋁電解過(guò)程中。在鋁電解過(guò)程中,冰晶石作為電解質(zhì)與氧化鋁(Al2O3)混合,通過(guò)電解將氧化鋁還原為鋁。冰晶石的作用是降低電解質(zhì)的熔點(diǎn),提高電解質(zhì)的電導(dǎo)率,并有助于維持電解質(zhì)的穩(wěn)定性和流動(dòng)性。
冰晶石,又稱六氟合鋁酸鈉或氟化鋁鈉,化學(xué)式為Na3AlF6,是一種白色細(xì)小的結(jié)晶體,無(wú)氣味,溶解度比天然冰晶石大,比重為3,硬度在2~3之間,熔點(diǎn)較高,易吸水受潮。它主要用作鋁電解的助熔劑,橡膠、砂輪的耐磨填充劑,搪瓷乳白劑,玻璃遮光劑和金屬熔劑,農(nóng)作物的殺蟲劑等。
在鋁電解工業(yè)中,冰晶石作為電解質(zhì)的主要成分,具有以下重要作用:
作用 | 具體表現(xiàn) |
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助熔劑 | 降低氧化鋁的熔點(diǎn),使其在較低溫度下熔化,便于電解過(guò)程進(jìn)行。 |
溶劑 | 溶解氧化鋁,形成電解質(zhì)溶液,提高電解效率。 |
導(dǎo)電性 | 提高電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性,降低電解過(guò)程中的電能消耗。 |
穩(wěn)定性 | 在電解過(guò)程中保持穩(wěn)定,不易分解、揮發(fā)和吸水。 |
冰晶石的生產(chǎn)方法主要有以下幾種:
冰晶石的物理性質(zhì)如下:
性質(zhì) | 數(shù)值 |
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理論組成(wB%) | Na 32.8,Al 12.8, F 54.4 |
結(jié)構(gòu)形態(tài) | 單斜晶系,a00.547nm,b00.562nm,c00.782nm,9011’;Z2 |
晶體結(jié)構(gòu) | 由[AlF6]、[NaF6]八面體和[NaF12]立方八面體組成,兩種八面體連接成鏈c軸延伸,鏈間為其它2/3的Na所充填 |
冰晶石在工業(yè)和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用,主要包括:
隨著鋁電解工業(yè)的快速發(fā)展,對(duì)冰晶石的需求量也在不斷增加。未來(lái),冰晶石的生產(chǎn)和應(yīng)用將呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢(shì):