铝电解不能在水溶液中进行，因为在水溶液中电解时，阴极上只能析出氢而不能析出铝。因此，必须采用熔融盐电解质。铝电解质中的氧化铝是电解的原料，熔点为2323K。生产lt铝理论上需要1.89t氧化铝，实际上由于有飞扬等损失，一般需要1.92~1.94t。冰晶石是溶解氧化铝的溶剂，其熔点为1282K。天然冰晶石的分子式为Na3AlF6，储量很少，铝电解工业用的冰晶石是人工合成的，其分子通式为nNaF·AlF3(n一般为2~3)。冰晶石中NaF与A1F3的摩尔比称为冰晶石比或冰晶石摩尔比，以CR表示。CR=3的冰晶石呈中性，CR>3者呈碱性，CR<3者呈酸性。冰晶石比是铝电解生产中的一个重要技术参数，在生产过程中必须保持在一定范围内。

采用计算机控制的自动半连续加料大型电解槽，所用的冰晶石比一般为2.2左右。采用机械加料的中型电解槽，冰晶石比一般为2.6~2.8。在铝电解过程中，冰晶石比不断变化。电解槽启动初期，由于阴极炭素内衬选择性地吸收NaF，NaF的损失速度大于AlF。挥发和被Na20、Ca0、H20分解的损失速度，冰晶石比会自动降低。

因此，需添加NaF加以调整，使冰晶石比保持在一定范围。也可以用Na2CO3代替NaF。但在铝电解正常生产期间，NaF的损失速度小于A1F3的损失速度，冰晶石比则会自动升高，必须添加AlF。加以调整。电解质中的其他盐类添加物在电解过程中损失很少，只需要定期加以补充。电解质中的氧化铝含量一般保持在3%~5%左右，在电解过程中需要定期补充。

1886年，埃鲁(LT.Heroult)和霍尔(c.M.Hall)发明电解冰晶石一氧化铝熔融盐的炼铝方法，并于1887年实现了小规模工业生产。初期所用的电解质体系为简单的Na3AlF6-Al203二元系，Al2O3。的含量为14%~16%。为了降低电解温度，向电解质中添加了CaF2，其含量为5%左右。于是电解质变成为Na3AlF6-Al203多元系。这种三元体系的铝电解质一直用到20世纪50年代。以后开始向电解质中添加MgF，其含量为3%~4%，并同时采用CR为2.7左右的冰晶石。这时的铝电解质发展成为NaAlF-A1F、3CaF2MgF2-A120。多元系。20世纪60年代后部分铝电解工厂向电解质中添加LIF，以此来提高电解质的导电度。

中国抚顺铝厂第一系列投产时，所用的电解质为Na3A1F6-A1203-CaF2系，A1203含量为8%左右，CaF2含量为5%左右，采用效应加工制度。1960年以后采用酸性电解质，CR=2.3~2.5，同时向电解质中添加3%~4%.MgFz，实行无效应操作制度。80年代开始，中国部分铝厂向电解质中添加2%~3%LiF，或以Lizcos代替LiF。因此，20世纪80年代中国所用的铝电解质体系有表中所列的几种。

中国所用的铝电解质体系

铝电解生产用的电解质称为铝电解质(electrolyte used for aluminium electrolysis)，由冰晶石(Na3AlF6)、氧化铝(Al2O3)和其他盐类添加物(如AlF3、CaF2、MgF2、LiF)组成。

绪论

第一篇 氧化铝生产

第一章 氧化铝生产概况

第二章 铝酸钠溶液

第三章 拜耳法生产氧化铝

第四章 碱石灰烧结生产氧化铝

第五章 生产氧化铝的联合法流程

第六章 生产氧化铝的其它方法

第七章 铝土矿的综合利用

第二篇 铝冶金

第八章 铝电解生产概论

第九章 铝电解质的物理化学性质

第十章 铝电解过程的机理

第十一章 铝电解生产中的电流效率

第十二章 铝电解生产的电能效率和能量平衡

第十三章 铝电解的正常生产工艺

第十四章 原铝的精炼

第十五章 新法炼铝

第十六章 再生铝的生产

第三篇 镁冶金

第十七章 概论

第十八章 氧化镁生产及其氧化过程

第十九章 从氯化镁溶液制取无水氯化镁

第二十章 氯化镁电解

第二十一章 热还原法炼镁

第二十二章 精镁精炼

第二十三章 镁生产中的安全技术和三废处理

第四篇 稀有轻金属冶炼

第二十四章 铍的冶炼

第二十五章 锂的冶炼

第二十六章 碱土金属的冶炼

参考文献