铝电解研究方法

A. 电解铝是什么原理

原理是：

通过熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950℃-970℃下，在电解槽内的两极上进行电化学反应，即电解。

阳极产物主要是二氧化碳和一氧化碳气体，其中含有一定量的氟化氢等有害气体和固体粉尘。为保护环境和人类健康需对阳极气体进行净化处理，除去有害气体和粉尘后排入大气。

阴极产物是铝液，铝液通过真空抬包从槽内抽出，送往铸造车间，在保温炉内经净化澄清后，浇铸成铝锭或直接加工成线坯型材等。

(1)铝电解研究方法扩展阅读

根据电解铝的生产工艺流程，电解铝的生产成本大致由下面几部分构成：

1、原材料：氧化铝、冰晶石、氟化铝、添加剂(氟化钙、氟化镁等)、阳极材料。

2、能源成本：电力（直流电和交流电）、燃料油。

3、人力成本：工资及其他管理费用。

4、其他费用：设备损耗及折旧、财务费用、运输费用、税收等。

B. 工业上炼铝通常采用的方法

主要原理是霍尔-埃鲁铝电解法：以纯净的氧化铝为原料采用电解制铝 ，因纯净的氧化铝熔点高（约2045℃），很难熔化，所以工业上都用熔化的冰晶石(Na3AlF6)作熔剂,使氧化铝在1000℃左右溶解在液态的冰晶石中，成为冰晶石和氧化铝的熔融体，然后在电解槽中，用碳块作阴阳两极，进行电解。

全面介绍如下：
《铝的生产加工》
铝在生产过程中有四个环节构成一个完整的产业链：铝矿石开采－氧化铝制取－电解铝冶炼－铝加工生产。
一般而言，两吨铝矿石生产一吨氧化铝；两吨氧化铝生产一吨电解铝。
（一）氧化铝的生产方法
迄今为止，已经提出了很多从铝矿石或其它含铝原料中提取氧化铝的方法。由于技术和经济方面的原因，有些方法已被淘汰，有些还处于试验研究阶段。已提出的氧化铝生产方法可归纳为四类，即碱法、酸法、酸碱联合法与热法。目前用于大规模工业生产的只有碱法。

铝土矿是世界上最重要的铝矿资源，其次是明矾石、霞石、粘土等。目前世界氧化铝工业，除俄罗斯利用霞石生产部分氧化铝外，几乎世界上所有的氧化铝都是用铝土矿为原料生产的。

铝土矿是一种主要由三水铝石、一水软铝石或一水硬铝石组成的矿石。到目前为止，我国可用于氧化铝生产的铝土矿资源全部为一水硬铝石型铝土矿。

铝土矿中氧化铝的含量变化很大，低的仅约30％，高的可达70％以上。铝土矿中所含的化学成分除氧化铝外，主要杂质是氧化硅、氧化铁和氧化钛。此外，还 含有少量或微量的钙和镁的碳酸盐、钾、钠、钒、铬、锌、磷、镓、钪、硫等元素的化合物及有机物等。其中镓在铝土矿中含量虽少，但在氧化铝生产过程中会逐渐 在循环母液中积累，从而可以有效地回收，成为生产镓的主要来源。

衡量铝土矿优劣的主要指标之一是铝土矿中氧化铝含量和氧化硅含量的比值，俗称铝硅比。

用碱法生产氧化铝时，是用碱（NaOH或Na2CO3）处理铝矿石，使矿石中的氧化铝转变成铝酸钠溶液。矿石中的铁、钛等杂质和绝大部分的硅则成为不溶 解的化合物。将不溶解的残渣（赤泥）与溶液分离，经洗涤后弃去或进行综合处理，以回收其中的有用组分。纯净的铝酸钠溶液即可分解析出氢氧化铝，经分离、洗 涤后进行煅烧，便获得氧化铝产品。分解母液则循环使用来处理另一批矿石。碱法生产氧化铝有拜耳法、烧结法以及拜耳--烧结联合法等多种流程。 拜耳法是由奥地利化学家拜耳（K·J·Bayer）于1889～1892年发明的一种从铝土矿中提取氧化铝的方法。一百多年来在工艺技术方面已经有了 许多改进，但基本原理并未发生变化。为纪念拜耳这一伟大贡献，该方法一直沿用拜耳法这一名称。

拜耳法包括两个主要过程。首 先是在一定条件下氧化铝自铝土矿中的溶出（氧化铝工业习惯使用的术语，即浸出。以下同）过程，然后是氢氧化铝自过饱和的铝酸钠溶中水解析出的过程，这就是 拜耳提出的两项专利。拜耳法的实质就是以湿法冶金的方法，从铝土矿中提取氧化铝。在拜耳法氧化铝生产过程中，含硅矿物会引起Al2O3和Na2O的损失。

在拜耳法流程中，铝土矿经破碎后，和石灰、循环母液一起进入湿磨，制成合格矿浆。矿浆经预脱硅之后预热至溶出温度进行溶出。 溶出后的矿浆再经过自蒸发降温后进入稀释及赤泥（溶出后的固相残渣）的沉降分离工序。自蒸发过程产生的二次汽用于矿浆的前期预热。沉降分离后，赤泥经洗涤 进入赤泥堆场，而分离出的粗液（含有固体浮游物的铝酸钠溶液，以下同）送往叶滤。粗液通过叶滤除去绝大部分浮游物后称为精液。精液进入分解工序经晶种分解 得到氢氧化铝。分解出的氢氧化铝经分级和分离洗涤后，一部分作为晶种返回晶种分解工序，另一部分经焙烧得到氧化铝产品。晶种分解后分离出的分解母液经蒸发 返回溶出工序，形成闭路循环。氢氧化铝经焙烧后得到氧化铝。

不同类型的铝土矿所需要的溶出条件差别很大。三水铝石型铝土矿 在105℃的条件下就可以较好地溶出，一水软铝石型铝土矿在200℃的溶出温度下就可以有较快的溶出速度，而一水硬铝石型铝土矿必须在高于240℃的温度 下进行溶出，其典型的工业溶出温度为260℃。溶出时间不低于60分钟。

拜耳法用于处理高铝硅比的铝土矿，流程简单，产品 质量高，其经济效果远比其它方法为好。用于处理易溶出的三水铝石型铝土矿时，优点更是突出。目前，全世界生产的氧化铝和氢氧化铝，90%以上是用拜耳法生 产的。由于中国铝土矿资源的特殊性，目前中国大约50%的氧化铝是由拜耳法生产的。

将拜耳法和烧结法二者联合起来的流程称 之为联合法生产工艺流程。联合法又可分为并联联合法、串联联合法与混联联合法。采用什么方法生产氧化铝，主要是由铝土矿的品位（即矿石的铝硅比）来决定 的。从一般技术和经济的观点看，矿石铝硅比为3左右通常选用烧结法；铝硅比高于10的矿石可以采用拜耳法；当铝土矿的品位处于二者之间时，可采用联合法处 理，以充分发挥拜耳法和烧结法各自的优点，达到较好的技术经济指标。

目前全球氧化铝年产量在5500万吨左右，我国的氧化铝产量约为680万吨。

（二）原铝、铝合金及铝材的生产方法

目前工业生产原铝的唯一方法是霍尔－埃鲁铝电解法。由美国的霍尔和法国的埃鲁于1886年发明。霍尔－埃鲁铝电解法是以氧化铝为原料、冰晶石 （Na3AlF6）为熔剂组成的电解质，在950－970℃的条件下通过电解的方法使电解质熔体中的氧化铝分解为铝和氧，铝在碳阴极以液相形式析出，氧在 碳阳极上以二氧化碳气体的形式逸出。每生产一吨原铝，可产生1.5吨的二氧化碳，综合耗电在15000kwh左右。

工业铝电解槽大体上可以分为侧插阳极自焙槽、上插阳极自焙槽和预焙阳极槽三类。由于自焙槽技术在电解过程中电耗高、并且不利于对环境的保护，所以自焙槽技术正在被逐渐淘汰。目前全球原铝年产量约为2800万吨，我国的原铝年产量约为700万吨。

必要时可以对电解得到的原铝进行精炼得到高纯铝。目前的铝合金生产方法主要以熔配法为主。由于铝及其合金具有优良的可加工性能，所以通过锻、铸、轧、冲、压等方法生产板、带、箔、管、线等型材。

C. 什么是电解法炼铝它的定义是什么

电解法炼铝就是冰晶石一氧化铝融盐电解法，它是以冰晶石作为溶剂，
氧化铝为熔质，强大的直流电通入电解槽内，在阴极和阳极上
起电化学反应。电解产物，阴极上是铝液，阳极上是CO2和CO气体(炭素作阳极)，这种方法就是电解法炼铝。
炼铝的方法,但只有电解熔融的冰晶石-氧化铝这一方法才适于工艺制造。学生讨论过铝的物理性质、化学性质和铝的化合物之后,一般都能推断氧化铝在高温时能
被碳还原成铝。教师指出氧化铝是一种极其稳定的化合物,只有加热到2000°才能被碳还原,同时在这种条件下一部分铝和碳化合成碳化铝,一部分铝气化和一
氧化碳作用,结果生成的是氧化铝,碳化铝和金属铝的混合物,

D. 电解铝的最新技术

电解铝节能新技术问世，行业年节电275亿度。
2012年3月17日，我国电解铝工业节能减排取得新突破，“低温低电压铝电解新技术”当日在中孚实业林丰铝电公司顺利通过国家科技部验收，吨铝直流电耗由2008年的13235度降低到了11819度，降幅达10.7%，多项技术达到国际领先水平。如果全行业推广后，可实现我国电解铝工业年节电275亿千瓦时。
电解铝工业历经30多年发展，逐步成为中国重要的基础产业，但由于生产过程中耗电高，历来被称为“高耗能产业”，也是国家重点调控的产业之一。研究开发低温、低电压新技术是电解铝工业节能降耗的发展方向，也是世界铝工业共同面对的重大技术难题。
2009年，“低温低电压铝电解新技术”列入国家科技支撑计划项目。项目负责人梁学民等项目组专家坚持不懈努力，在世界上首次开发成功电磁及磁流体稳定技术，低温低电压电解槽结构，低温低电压工艺运行技术，并在中孚实业林丰铝电公司首创世界领先的400KA“静流式”铝电解槽，实现了规模化工业生产及系列高电流密度下的低温、低电压长周期高效稳定运行。
据介绍，按预计2012年国内电解铝产量2000万吨计算，此项技术全行业推广后，可实现我国电解铝工业年节电275亿千瓦时，相当于河南省2011年用电量2659亿千瓦时的一成以上，按每千瓦时0.53元计算，直接创造经济效益145.75亿元，折合标准煤880万吨，同时减少二氧化碳等温室气体排放1566万吨，将为推动铝工业及我国的节能减排工作起到良好的示范带动作用。

E. 电解法制铝是如何发明的

史前时代，人类已经会使用含铝化合物的黏土（Al2O3·2SiO2·2H2O）制作陶器。铝在地壳中的分布量在所有化学元素中仅次于氧和硅，占第3位，在全部金属元素中占第1位。但是由于铝化合物的氧化性弱，铝不易从其他化合物中被还原出来，因而迟迟不能分离出金属铝。

最早认识铝从17世纪开始，德国化学家施塔尔首先察觉到明矾［K2SO4·Al2（SO4）3·24H2O］里含有一种与普通金属迥然不同的物质。他的学生马格拉夫（A.S.Marggraf，1709～1782）在1754年从明矾中分离出矾土，即氧化铝，确定它和氧化钙不同。

意大利物理学家伏打创造电池后，1808～1810年间英国化学家戴维和瑞典化学家贝齐里乌斯都曾试图利用电流从矾土中分离出金属铝，但没有成功。贝齐里乌斯却给这个未能取得的金属先起了一个名字叫alumien。这是从拉丁文alumen而来的。在中世纪的欧洲，这个词是对具有收敛性的矾的总称。铝今天的拉丁名称aluminium正是从贝齐里乌斯的命名转变而来的。我们从它的第二音节音译为铝。

到1825年，丹麦化学家厄斯泰兹（H.C.Oersted，1777～1851）利用钾的化学活动性比铝强，试图将铝从它的氯化物中置换出来。他将氯气通过烧红的木炭和氧化铝的混合物，获得无水氯化铝（AlCl3），然后将氯化铝与钾汞齐（合金）混合加热，得到氯化钾（KCl）和铝汞齐。再将铝汞齐在隔绝空气的情况下蒸馏，除去汞，得到具有金属光泽的、与锡相似的金属。尽管产物中含有杂质，但是金属铝毕竟诞生了。

1827年，德国化学家韦勒（F.W?hler，1800～1882）重复了厄斯泰兹的实验，制得无水氯化铝后将氯化铝和金属钾混合放在铂制的坩埚中，严密封盖后加热，发生激烈反应，获得灰色粉末状的铝。

1854年，法国化学家德维尔（H.S.C.Deville，1818～1881）利用钠代替钾还原氯化铝，制得金属铝并铸成铝锭。

在这以后的一段时期里，铝是珠宝店里的名贵商品，是帝王贵族们享用的珍宝。法国皇帝拿破仑三世在宴会上用过铝制的叉子；泰国国王用过铝制的表链。1855年在巴黎举行的世界商品展览会上，有一小块铝放在最珍贵的珠宝旁边，它的标签上注明：来自黏土的白银。直到1884年，美国第一任总统华盛顿（G.Washington，1732～1799）的纪念碑建立完成，碑的顶端竖立一个6磅重的装饰用的角锥体，就是用铝制成的。1889年，俄罗斯化学家门捷列夫还曾得到伦敦化学会赠送的铝和金制成的花瓶和杯子。

1886年，两位青年化学家，美国的霍尔（C.M.Hall，1863～1914）和法国的埃鲁（P.L.T.Héroult，1863～1914）分别独立发明电解熔融的冰晶石（Na3AlF6）和铝矾土（Al2O3）的混合物而制得铝，使铝得以大规模生产，奠定了今天世界各国电解铝的工业方法。

冰晶石学名氟铝酸钠，存在自然界中，但通常用氢氧化铝［Al（OH）3］、碳酸钠（Na2CO3）和氢氟酸（HF）制取。它在电解氧化铝中起、作用。由于氧化铝很稳定，直接熔融电解需要2050℃以上的高温，但在氧化铝中加入冰晶石后，只要在950℃左右就能熔化电解。

霍尔进行的实验是在1884～1886年间。当时他是美国俄亥俄（Ohio）州奥柏林城（Oberlin）奥伯林学院化学系的学生。

霍尔的成功得到他的老师、化学和矿物学教授朱伊特（F.F.Jewett）和他的姐姐朱莉亚·霍尔（Julia Hall）的鼓励和帮助。朱伊特曾赴德国跟从韦勒学习化学，韦勒在讲课时提到制取铝的试验，鼓励学生们寻找一种廉价的还原铝的方法，并指导霍尔进行化学试验。朱莉亚·霍尔先她的弟弟毕业于奥柏林学院化学系，协助霍尔在他们的家中建立起简陋的实验室，帮助霍尔进行化学实验，还保存了霍尔的实验笔记。显然，霍尔坚持不懈地进行试验和不屈不挠的精神是他取得成功的关键。

霍尔最初也曾重复试验了前人制取铝的方法，失败后才考虑到利用电使铝从它的化合物中被还原出来。他没有选用氧化铝，他知道它很难熔融。

在电解实验中，首先需要电池。19世纪80年代，在美国奥柏林这样的小城市中也不得不自己动手组装电池。他首先电解氟化铝（AlF3）的水溶液，得到的是氢气和氢氧化铝，没有任何铝的踪迹。他选择氟化铝，不用前人所用的氯化铝，是一种创新。制取氟化铝要比制取氯化铝困难，要用氢氟酸，这是一种剧毒并具有强烈腐蚀性的酸，能腐蚀玻璃，不能像盐酸、硫酸那样盛在玻璃瓶里，而要盛在用铅制成的容器里。他制取氟化铝获得成功，闯过了实验中的一道难关，也给了他继续进行实验的勇气。

霍尔在电解氟化铝的水溶液失败后，遂考虑电解熔融的氟化铝。他考虑到这样必须具备高温，普通的煤炭炉不能满足这种要求，于是不得不组装一个燃烧汽油的炉子。但是即使如此，他也未能维持氟化铝在熔融状态，原来氟化铝的凝固点在1 291℃。

要解决维持电解物质熔融状态的难题，这就迫使他找到冰晶石助熔，于是又动手制取它。1886年2月9日，他进行了电解氧化铝和冰晶石的混合熔融体的第一次实验，第二天又进行了一次实验，没有见到效果。6天后，2月16日他再次实验，他的姐姐也在场。他用石墨棒作为电极，浸入盛有熔融氧化铝和冰晶石混合物的黏土坩埚中，接通电流后，在阴极出现灰色的沉积物，而不是闪光的金属铝。霍尔认为这种灰色沉积物是来自黏土硅酸盐中的硅。于是霍尔改用了石墨坩埚，在1886年2月23日再次实验。当电流接通数小时后，在阴极出现银色的小珠球，用盐酸检验后确认是铝。他立即将产品送给他的老师朱伊特，证实是铝，霍尔获得了成功。

霍尔在取得成功后立即给他的哥哥、一位官员乔治·霍尔（George Hall）寄去一封信，报告他的发现。2月24日又寄去第二封信，详细叙述了他所发现的有关的技术资料。这些信件后来成为他优先发现电解铝在法律上获得承认的证明。

霍尔设法把他的发现投入工业生产中，一开始又遇到困难。直到1888年夏天，得到匹兹堡（Pittsburgh）还原公司创建人、工程师亨特（A.Hunt）的一笔资金，又得到工程师戴维斯（A.V.Davis）在生产技术上的帮助，更得到一座蒸汽机驱动的发电机，终于在1888年11月最后一个星期四开始了小规模的工业生产。1889年4月2日匹兹堡还原公司更名为美国制铝公司。到1907年，美国制铝公司已拥有几座生产氧化铝的矿场和三座铝厂。铝产品不断增加，铝的价格也随之不断下降。

霍尔在1885年大学毕业。1890年成为美国矿业、冶金和石油工程学会会员。1911年美国化学会和化学工程学会等团体联合授予他奖章，表彰他在应用化学方面作出有价值的贡献。不幸他在1914年12月27日因白血病逝世，享年51岁。他终身未结婚，留下500万美元捐赠给他的母校奥柏林学院，用这笔捐款在校园内建立一座礼堂，纪念他的母亲。现在，用铝铸成的年青的霍尔全身塑像仍竖立在奥柏林学院的校园内，留给后人景仰。

在霍尔获得成功的同时，埃鲁也获得同样的成功。当时埃鲁是法国巴黎矿业学院的学生，也从事制铝的研究，同样得到他的老师、法国化学家勒沙特列（H.L.Le Chatelier，1850～1936）的鼓励和指导。埃鲁在1886年4月23日取得法国批准的关于制铝的专利，于是引起霍尔与埃鲁关于铝的发明专利的冲突。美国法院在1893年判决霍尔优先，因为他是在1886年2月23日发现的，比埃鲁早两个月。埃鲁旅行到美国时，适逢霍尔接受美国化学会等团体授予的奖章，应邀参加了典礼，两人相遇，互相祝贺。这是一次很值得的祝贺，正是他们两人，把这个来自黏土的“白银”从帝王贵族们的手中传到世界各地千万人的手中。

在第一次世界大战期间，出现铝和铜、锰、镁的合金，应用在各种工业生产中，到1930年，飞机制造中应用了铝合金。至今各种铝壶、铝锅等铝制品已广泛地进入千家万户。据国外的统计资料表明，1995年美国人均消费铝达19.2千克，中国人均消费1.5千克，印度人均消费0.6千克。

F. 电解铝的原理

解铝的原理实际就是通过电解铝这个过程来电解出原铝。而电解铝就是通过电解得到的铝。现代电解铝工业生产采用冰晶石-氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950℃-970℃下，在电解槽内的两极上进行电化学反应，既电解。这个电解铝的原理的问题也就迎刃而解了。
现代铝工业生产采用冰晶石—氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950℃—970℃下，在电解槽内的两极上进行电化学反应，既电解。阳极产物主要是二氧化碳和一氧化碳气体，其中含有一定量的氟化氢等有害气体和固体粉尘。为保护环境和人类健康需对阳极气体进行净化处理，除去有害气体和粉尘后排入大气。阴极产物是铝液，铝液通过真空抬包从槽内抽出，送往铸造车间，在保温炉内经净化澄清后，浇铸成铝锭或直接加工成线坯.型材等。重要通过这个方程进行：2al2o3==4al+3o2。阳极：2o2ˉ-4eˉ=o2↑阴极:al3+
+3eˉ=al

G. 铝电解原理是什么

固体氧化铝溶解在熔融冰晶石熔体中，形成具有良好导电性的均匀熔体，采用炭素材料做阴阳两阳，当通入直流电以后，即在两极发生电化学反应，在阳极得到气态物质，阴极得到液态铝，其过程简单的描述为：溶解的氧化铝——液态铝（阴极）+气态物质（阳极） 铝的工业生产全部采用活性阳极（炭阳极）。采用炭阳极生产时，随着电解过程的进行，阳极炭参与电化学反应，生成碳的化合物—二氧化碳。

H. 霍尔和埃鲁各自创电解法制铝

现代制铝法出现史前时代，人们已经使用含铝的粘土烧制陶器。铝在地壳中的分布量在所有化学元素中仅次于氧和硅，在所有金属元素中居第一位，但由于铝的氧化能力强，不易还原，因而发现得较晚，制造得也较迟。

在西方，认识铝是从17世纪开始的。德国化学家施塔尔（George Ernst Stahl,1660-1734）首先察觉到明矾（K2SO4?Al2（SO4）3?24H2O）中含有一种与普通金属迥然不同的物质。他的学生马格拉夫（Andreas Sigismund Marggraf,1709-1782）在1754年从明矾中分离出矾土，即氧化铝（Al2O3），并确定它与氧化钙不同。

1800年，意大利物理学家伏打发明电池后，英国化学家戴维和瑞典化学家贝采利乌斯都曾试图利用电解法从铝矾土中分离出铝，但都没有成功。戴维却给这个未能取得的金属起了一个名字aluminium，是从拉丁文alumen来的。这个名词在中世纪的欧洲是对具有收敛性矾的总称，是指染棉织性的媒染剂，我们从它的第二音节音译成铝。

1825年，丹麦药剂师奥斯特（Hans Christian Oersted，1777-1851）发表制得铝的过程：将氯气通过烧红的木炭和氧化铝的混合物，获得无水氯化铝，然后与钾汞齐混合加热，得氯化钾和铝汞齐，再将铝汞齐在隔绝空气的情况下蒸馏，除去汞，得到具有金属光泽的类似锡的金属，这是不纯的铝。

1827年德国化学家维勒（Friedrich W?hler，1800-1882）重复了奥斯特的实验。他按照奥斯特的方法制得无水氯化铝后用钾将铝置换出来，再将氯化铝和金属钾放置在坩埚中，密封后加热，发生激烈的反应，待坩埚冷却后在内容物中有灰色粉末状铝。

到1854年，法国化学家德维尔（Henri êtienne Sainte Claire Deville，1818—1881）利用金属钠代替钾还原氯化铝。他先从含铁铝土矿（bauxite）中提取出氧化铝，再将氯化铝与木炭、食盐混合后与氯气反应，生成NaCl?AlCl3的复盐，用钠还原这个复盐中的AlCl3，制得成锭的铝。

由于铝的制取成本高，抽取较麻烦，所以铝在当时比铁、铜等贵重。在一段时期里，铝是珠宝店里的商品、是帝王和贵族们的珍宝。法国皇帝拿破仑三世在宴会上用过铝制的叉子，泰国国王用过铝制的链子。1855年，在巴黎举办的世界商品展览会上展有一小块铝放置在珠宝旁边，它的标签上写着：“来自粘土的白银”。一直到1884年，美国第一任总统华盛顿（George Washington,1732-1799）纪念碑建成，碑上竖立一个6磅（约2000克）重的装饰角锥体，是用铝制的。1889年俄罗斯化学家门捷列夫（Дмитрий Иванович Мeнделeeв，1834-1907）得到英国伦敦化学会赠送的用铝和金的合金制成的花瓶和杯子。

1881年英国人威伯斯特（James Fern Webster）取得工业生产铝的专利，在伯明翰（Birminghan）附近建厂生产，每星期产量约20吨，1883年将产品送往印度加尔各答（Calcutta）国际博览会展出，获两枚金质奖章，但他一直保守着生产秘密。

在20世纪50年代里，我国出版的一些科学杂志和报刊上纷纷刊出关于我国古代劳动人民首先制得铝的文章。事情是这样，1956年我国考古工作者在江苏省宜兴县发掘晋代将军周处（242-297）的坟墓的，发现这位将军束腰大带的饰件带有20多片镂空花纹的金属片散失在淤泥里，经过南京大学化学系、中国科学院前应用物理研究所和清华大学化学工程系等单位的科学工作者的分析，其中有一两片金属片确定是铜铝合金，含铝85%、铜10%、锰5%，于是一些科学史研究者判断，在公元297年以前，或者说在公元3世纪或3世纪前，我们的祖先已经在使用铝，于是一些人士在报纸、杂志上发表这一观点的文章。

也有一些人持不同意见，为什么在已分析的饰片中只有一两片含有铝，而其他几片皆为银？如果晋代已经生产了铝，为什么在晋代以后没有发现过？更有人提出，在3世纪我国的科学技术是不可能将铝从它的化合物中还原出来的，应当实事求是地考虑问题。最后考古学家夏鼐在《考古》杂志1972年第4期中发表《晋周处墓出土的金属带饰的重新鉴定》文章作出结论：晋墓中发现的小块铝片，有后世混入物的重大嫌疑，绝不能作为晋代已有金属铝的物证。

近代铝是在1886年由两位大学生经过实验研究，各自独立创造电解法获得成功的。

两位大学生中一位是美国俄亥俄（Ohio）州奥伯林（Oberlin）大学化学系学生霍尔（Charles Martin Hall，1863-1914），他受到老师朱伊特（Frank Fanning Jewett,1844—？）教授的鼓励，寻找电解制铝的方法。朱伊特曾在德国跟从维勒学习，对制铝抱有浓厚兴趣。

霍尔从1884年开始在朱伊特的实验室中进行实验，自制电池，用具有危险性的氢氟化合物制成氟化铝，然后电解氟化铝的水溶液，得到氢气和氢氧化铝。

1885年6月，霍尔大学毕业后，继续在家里堆放柴薪的小棚屋里进行实验，得到曾学习过化学的姐姐朱莉娅（Julia Hall）的帮助，霍尔改用熔点较低的熔融的冰晶石（AlF3?3NaF）作为溶剂，溶解氧化铝，进行电解。从1886年2月9日开始，进行了多次实验，直到2月23日在阴极出现了银白色的金属球，用盐酸检验，确定是铝。

霍尔懂得一项重大发现或发明需要有记录旁证。他在1886年取得成功后立即给他的哥哥（一位政府官员）寄去一封信，叙述他所发现的科学技术资料。这封信后来在法律上证明了他优先发现电解法制铝。

Vinay Kumar，Linda Milewskl．Charles Martin Hall and the great aluminum revolution．Journal of chemical ecation,1987,64（8）。

19世纪60年代出现的发电机使铝得到电解法的大规模生产。1888年霍尔得到工业巨子亨特（Captain Alfred Hunt）的资助开始投入小规模工业生产，1889年组建美国制铝公司，1889年4月2日获铝生产过程的专利。到1907年，美国制铝公司已拥有几座生产氧化铝的矿场和三座电解铝的工厂。铝的价格从500美元／磅大幅度下降，到1884年的8美元／磅，1886年为5美元／磅，1888年为1美元／磅，1893年为0.70美元／磅，1914年为0.18美元／磅。按照霍尔创造的铝的现代工业制法已使这种金属普遍应用于家庭、工业和运输业。图25-1是现代制铝电解炉。

I. 霍尔是怎样发明出来的电解熔盐制铝法

美国化学家查尔斯·马丁·霍尔(1863～1914)从小就是一个科学迷。他在幼年还认不全书上的字母时，就曾把父亲的化学教科书翻开来放在地板上煞有介事地仔细“阅读”。青年霍尔就读于奥柏林学院时是个全面发展的学生，对化学更情有独钟。因此，他的化学教授特地为他在实验室里安排一个位置，以便更好地指导他学习化学。这时，炼铝的方法已发展到电解氯化铝的时代，但这种方法仍不能从根本上大量制铝而大幅降低成本。因此，他毕业后，就在家中布置了一个简陋的实验室，继续研究制铝的新方法。最终于1886年发明了能大量制铝且生产成本很低的炼铝法——电解熔盐制铝法。

J. 电解铝生产工艺流程是什么

电解铝生产工艺流程是采用冰晶石氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950℃-970℃下，在电解槽内的两极上进行电化学反应，既电解。

世界上所有的铝都是用电解法生产出来的。铝电解工业生产采用霍尔-埃鲁冰晶石-氧化铝融盐电解法，即以冰晶石为主的氟化盐作为熔剂，氧化铝为熔质组成。多相电解质体系。其中Na2AlF6-Al2O3二元系和Na3AlF6-AlF3-Al2O3三元系是工业电解质的基础。

电解铝工业对环境影响较大，属于高耗能，高污染行业。电解铝生产中排出的废气主要是CO2，以及以HF气体为主的气-固氟化物等。CO2是一种温室气体，是造成全球气候变暖的主要原因。并且会对臭氧层造成不同程度的影响。HF则是一种剧毒气体，通过皮肤或呼吸道进入人体。

电解铝生产工艺流程

中国现代铝电解技术发展的序幕，以铝电解槽热电磁力特性及磁流体数学模型研究为核心，在工艺、材料、过程控制及配套技术等方面展开了广泛深入的研究工作。九十年代以来，在基础理论、大型铝电解槽开发以及工程应用取得了一系列成果。

开发成功了280、320KA以上的特大型电解槽技术，使铝工业的技术进步令人注目。大容量电解槽的开发，使中国铝电解技术总体上达到了国际先进水平，电解铝工业的面貌发生了根本的改变。