概念范畴
冰晶石:是一种特定的化合物,化学名为氟铝酸钠,化学式为\(Na_3AlF_6\)123。
电解质:是一个更宽泛的概念,在电解铝中,是以冰晶石为主体,再混合氧化铝以及其他一些添加剂(如氟化铝、氟化镁、氟化锂等)形成的熔融体。
作用侧重
冰晶石
1、降低熔点:能使氧化铝在较低温度下熔化,纯氧化铝熔点约 2050℃,加入冰晶石后,可使电解质体系的熔点降低至 950-970℃左右,大大降低了电解所需能耗。
2、提高导电性:冰晶石在熔融状态下能电离出可自由移动的离子,从而提高整个体系的导电性能,有利于电解过程中电流的传输,提高电解效率。
3、保护铝液:可以在铝液表面形成一层保护膜,减少铝与空气的接触,防止铝的氧化,保证铝的质量15。
电解质
1、提供反应环境:为电解铝过程中的电极反应提供一个稳定的场所,使铝离子能够在其中得到电子被还原成铝单质,氧离子等在阳极发生氧化反应。
2、综合性能调节:通过调整各组成成分的比例,可以调节电解质的初晶温度、密度、粘度、导电性等一系列物理化学性质,以适应电解槽不同运行阶段和生产条件的要求。
分子比含义
冰晶石:分子比是指其中氟化钠与氟化铝的摩尔比,根据分子比不同,冰晶石可分为高分子比、中分子比和低分子比三种,电解铝生产中常使用分子比为 1.8-2.2 的低分子比冰晶石。
电解质:分子比是指氧化铝与冰晶石的摩尔比,其大小直接影响电解质的性能,如导电性、粘度等,生产中需根据具体情况调整。
添加剂使用
冰晶石:一般作为基础物质直接使用,自身通常不需要添加其他物质来辅助其在电解铝中的作用。不过,为了调整冰晶石的某些性能或满足特殊生产需求,可能会在冰晶石生产过程中添加少量其他物质,但这与电解铝中电解质的添加剂概念不同。
电解质:为了进一步改善性能,通常会添加多种添加剂。例如氟化铝可提高电解质导电率、分离碳渣;氟化镁能降低电解质初晶温度;氟化锂可提高电解质稳定性、降低腐蚀性。