AI(0H)3+6HF=H3A1F6+3H20
2H3AlF6+3Na2C03-2Na3AlF6+3H20+3C02
Kriolit I000°C ga yaqin haroratda suyuqlanadi. Unda 8-10 % aluminiy oksidi eriydi. Nazariy jihatdan ularning evtektik aralashmasi tarkibi 10 % A1203 va 90 % Na3AlF6 bo‘lib, bunday aralashma 962°C da suyuqlanadi. Ishlab chiqarish sharoitida esa shixta, ya’ni aralashma tarkibi 8-10 % A1203 va 90-92 % Na3AlF6 dan iborat bo'ladi. Shixtaning suyuqlanish harorati 980°-1000°C. Bunday aralashmaning elektr o‘tkazuvchanligini oshirish hamda kriolit tarkibidagi dissotsiyalangan A1F3 ning o‘rnini to'ldirish, ya’ni kompensatsiyalash uchun elektrolitga A1F3, SaF2 va MgF2 lar qo‘shiladi.
Suyuqlanmada kriolit ionlariga dissotsiyalanadi. Shuning uchun ham u elektmi yaxshi o‘tkazadi:
Na3AlF6^3Na++ A1F63-
Hosil bo'lgan A1F63_ ioni Al3+va F ionlariga qisman ajraladi. Elektroliz inert elektrodlarda (uglerodli) olib boriladi. Elektrolizyor- ning ostida presslangan ko‘mir bloklar qo‘yilgan bo‘lib, katod vazifasini bajaradi. Aluminiydan yasalgan ichi ko‘mir briketi bilan to'latilgan karkaslar eletrolizyoming yuqori qismiga o‘rnatilgan bo‘lib, anod vazifasini bajaradi. Suyuq A1203 ionlarga ajaraladi.
A1203 ^ Al3+ + AIO33-
Katodda birinchi navbatda Al3+ qaytariladi (normal potensiali - 1,66 V):
Al3++3e->Al°
Anoda esa A102 va A103 ionlari zaryadsizlanadi.
2A10]- -6e--*Al203 +1,5 02 2A102 -2e-^A1203 +0,5 02
Ajralgan 02 anod ko'miri bilan birikib qo'shimcha reaksiyalarga sabab bo‘ladi. Natijada anoddan chiqadigan gaz tarkibida 02 dan tashqari CO va C02 ham bo‘ladi. Katodda ajralgan A1 metalining zichligi (p=2,73g/sm3)suyuqlanmanikidan (p=2.35g/sm3) katta bo‘lganligi uchun elektrolizyoming ostida to‘planadi.
Ishlab chiqarishda kuydirilgan yoki o‘zi kuyuvchi anodli elek- trolizyorlar qo‘llaniladi (89- rasm). Eni 3 m, qalinligi 1 m bo‘lgan po‘lat kojux (qoplama)ga o‘rnatilgan, anod (1) yuqori qismi anod ramasiga (2) mahkamlangan. Kojux ko‘targichga (3) ulangan, uning yordamida yuqoriga ko‘tarish yoki pastga tushish mumkin. Kojuxga cho‘yan qo‘ng‘iroq (4) ham o'matilgan. Elektroliz paytida ajralib chiqqan gazlar glinozyom va kriolit changlari ventilyatsiya qurilmasi yordamida unda yig‘iladi. So‘ngra CO garelkada (5) yoqiladi.
Anodli kojuxga yuqori qismiga yarim suyuq holdagi plastik anod massasi (6) solinadi ( anod massasi kulsiz neft koksi yoki pyok koksiga pyok qo‘shib tayyorlanadi). Anodning ostki qismi yonib kamayishi bilan u pastga tushaveradi va yarim suyuq massa yuqori harorat ta’sirida kokslanib, elektrni yaxshi o'tkazuvchi qattiq uglerodli anod massasiga (7) aylanadi. Tok o‘tkazish uchun anodga po‘lat steijen (8) qoqiladi. Anod pastga tushgach, steijin sug'urib olinadi va yana qaytadan qoqiladi. Elektrolizyor tashqi tomoni po‘lat bilan qoplangan g‘ilofdan (11), uning ustiga chidamli g‘ishtdan qilingan devorlardan (10) iborat. Elektrolizyoming ostki va yon tomonlari ko‘mir bloklar va plitalardan (9) iborat.
89- rasm. Anodga yuqoridan tok beruvchi uzluksiz o‘zi quyuchi aluminiy suyuqlantirish uchun anodli elektrolizyor.
1 — anod g‘ilofi; 2 — anod ramasi; 3 — ko‘targichlar; 4 — gaz yig‘gich; 5 — uglerod(ll) oksidini yoqish uchun gorelka; 6 — yarim suyuq anod massasi; 7 — qattiq anod massasi; 8 — po‘lat shtir(mixlar); 9 — ko'mir blok va plitalar; 10 — o‘tga chidamli g‘isht; 11 — elektrolizyor g'ilofi; 12 — po‘lat sterjen;
13 — elektrolitning qotgan po‘stlog‘i.
Tok berish uchun bloklar orasiga po‘lat steijin o‘rnatiladi. Elektrolizyor devori yaqinida va elektrolit ustida elektrolitning qotgan po‘slog‘i (13) hosil bo'ladi. Bu po'sloq ham issiqlikni izolyatsiyalaydi (o'tkazmaydi) va devomi elektrolitning yemirilishdan himoya qiladi. Aluminiy oksidi har ikki daqiqada solinib turiladi. Buning uchun po‘stloq teshiladi va qo‘ng‘iroq (4) ostidan tamov orqali A1203 solinadi.
Zaharli gazlar atmosferaga chiqarib yuborishdan ilgari tozalanadi, ftor birikmalari esa ushlab qolinadi. Suyuq aluminiy sutkada bir marta elektrolizyordan olinadi. Buning uchun po'stloq teshilib, u teshikka quvur tushuriladi va mana shu quvur orqali tortib olinadi va turli shakllarda qoliplarga quyulib, quymalari olinadi.
Shunday elektrolizyorlarda tok kuchi 150 ming Abo'lib, 1 sutkada 1100 kg aluminiy ishlab chiqariladi. 1 tonna aluminiy ishlab chiqarish uchun 16—20 ming kVt/s. elektr energiyasi sarflanadi. Kuchlanish 4,2—4,5 V. Tok bo'yicha unumi 85-90 %. Olingan aluminiy 99,5— 99,8 % li bo‘ladi, uning tarkibida asosiy begona qo‘shimcha temir va kremniydir. Zamonaviy aluminiy zavodlarida elektrolizyorlar seriyalar shaklida o'matiladi. Har bir seriya 150 ta elektrolizyordan iborat bo'ladi.
|