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家庭规模的霍尔-埃鲁法

Posted on 2025-07-23
图片中央是一个圆柱形的红色熔炉。熔炉左侧是一个黑色电源。熔炉前方有一个支架,支架的臂架延伸至熔炉上方。熔炉右侧,一对绿色手柄的坩埚钳放在一个铝盘上。

尽管查尔斯·霍尔(Charles Hall)在自家后院的柴棚里首次成功进行了霍尔-埃鲁铝冶炼工艺,但自那以后,这项工艺基本上一直是家庭化学家们无法企及的。它确实需要在1000℃以上的温度下进行电解,并且可能涉及一些毒性极强的化学物质,但正如[Maurycy Z]所演示的那样,现在业余爱好者也能比霍尔更轻松地进行这项工艺。

[莫里西] 首先找到了一种天然的铝源,也就是硅铝酸盐粘土。他清洗粘土,并将其浸泡在温盐酸中两天,以氯化物的形式提取铝。同时,这也提取出了相当多的铁,于是[莫里西] 向溶液中加入氢氧化钠,直到铝和铁都以氢氧化物的形式沉淀出来,然后再加入更多的氢氧化钠,直到氢氧化铝重新溶解,过滤溶液以去除氢氧化铁,最后向溶液中加入盐酸,使氢氧化铝沉淀出来。他将氢氧化铝加热至约 800 ℃,使其分解成氧化铝,即电解的起始原料。

为了将其转化为铝金属,[Maurycy] 使用了熔盐电解法。氧化铝的熔点远高于[Maurycy]熔炉所能达到的温度,因此他使用冰晶石作为助熔剂。他将冰晶石与氧化铝混合,然后用电炉在石墨坩埚中熔化。他使用坩埚本身作为阴极,石墨棒作为阳极。他警告说,这个过程会产生少量的氟化氢和碳氟化合物,因此“在没有通风的情况下进行电解是一种以新奇刺激的方式毒害自己的好方法。” 第一次运行没有产生任何东西,但在第二次尝试使用更大的阳极时,经过20分钟的电解,产生了0.29克铝金属。

[Maurycy] 的工艺与工业化的霍尔-埃鲁法非常相似,尽管他使用了不同的方法来净化原材料。如果你对熔炼铝不感兴趣,你仍然可以用微波炉铸造。

原文: https://hackaday.com/2025/07/22/the-hall-heroult-process-on-a-home-scale/

本站文章系自动翻译,站长会周期检查,如果有不当内容,请点此留言,非常感谢。
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