In het proces van het extraheren van aluminium door elektrolyse, wat cruciaal is voor de industriële productie, is de verzameling aluminium een belangrijke link. En de elektrode die verantwoordelijk is voor het verzamelen van aluminium is de kathode.
Om beter te begrijpen waarom de kathode de elektrode is waar aluminium wordt verzameld, moeten we het specifieke proces van aluminium elektrolyse combineren. Zoals we weten, is het Hall - Héroult -proces de mainstream -methode voor aluminium elektrolyse. In dit proces is de elektrolytische cel een kernapparaat en heeft het twee hoofdelektroden: de kathode en de anode.
De kathode in de hal - Héroult -proces is meestal gemaakt van koolstofstenen. Deze koolstofstrikjes lopen de bodem en zijkanten van de elektrolytische cel. Dit ontwerp is niet toevallig. Koolstofstenen hebben een goede elektrische geleidbaarheid, die de gladde stroomstroom in de elektrolytische cel kunnen garanderen. Tegelijkertijd kunnen ze de hoge temperatuuromgeving (ongeveer 950 - 970 graad) in de elektrolytische cel weerstaan, waardoor hun structurele stabiliteit wordt gehandhaafd.
Tijdens het elektrolyseproces, nadat de elektrische stroom is uitgeoefend, treden chemische reacties op bij beide elektroden. Bij de anode, die is gemaakt van pre -gebakken koolstofblokken, verliezen oxide -ionen elektronen en reageren met koolstof om koolstofdioxide te vormen. Bij de kathode vindt een reductiereactie plaats. Aluminiumionen in de gesmolten elektrolyt (voornamelijk samengesteld uit cryoliet en aluminiumoxide) worden aangetrokken door de negatief geladen kathode. Ze krijgen elektronen en worden gereduceerd tot metalen aluminium.
Omdat de dichtheid van gesmolten aluminium groter is dan die van de gesmolten elektrolyt, zal het gegenereerde gesmolten aluminium zinken naar de bodem van de elektrolytische cel. En de onderkant van de elektrolytische cel is precies waar de kathode (koolstofstenen) zich bevindt. Het gesmolten aluminium accumuleert dus op het oppervlak van de kathode en realiseert het de verzameling aluminium.
Bovendien speelt de kathode niet alleen de rol van het verzamelen van aluminium, maar biedt het ook een stabiele omgeving voor de elektrolysereactie. De koolstofstenen van de kathode reageren niet met het gesmolten aluminium onder normale elektrolyseomstandigheden, zodat het verzamelde aluminium niet vervuild wordt en zijn zuiverheid behoudt. Dit is erg belangrijk voor de kwaliteit van het uiteindelijke aluminiumproduct.
Opgemerkt moet worden dat hoewel de anode ook een belangrijk onderdeel van de elektrolytische cel is, deze niet betrokken is bij de verzameling aluminium. De belangrijkste functie ervan is om deel te nemen aan de oxidatiereactie en elektriciteit te leiden. Het aluminium verzamelproces is nauw verwant aan de kathode vanwege de richting van ionenbeweging en de kenmerken van de reductiereactie in het elektrolyseproces.
Samenvattend, in het aluminium elektrolyseproces is de elektrode waar aluminium wordt verzameld de kathode. Het unieke materiaal (koolstofstenen), positie (aan de onderkant van de elektrolytische cel) en de chemische reacties die daar optreden, maken het de belangrijkste elektrode voor aluminiumverzameling, waardoor een betrouwbare garantie is voor de soepele voortgang van de industriële aluminiumproductie.
