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“你们看,这就是一种你们不知道的金属,叫做钠,其实它就在盐中存在,咱们的盐,也叫做氯化钠。”
“如果把高浓度的盐水进行一次电解,就会得到氢气,氯气和氢氧化钠。然后对氢氧化钠进行电解,就可以得到氧气,氢气,和钠。”
“你们可能要问了,这钠有什么作用?我告诉你们,除了可以形成盐之外,它不能添加进钢铁,不能熔炼合金。”
“唯一可以形成合金的,就是和金属钾形成钾钠合金,并且在常温下是液态的,看去没什么更大的作用。”
“但是它是最好的还原剂之一,可以用它可以把钛、钴、铌等金属从它们的卤化物里还原出来。”
“并且,在电解盐的过程中生产的氯气,氢气,也都是很优秀的还原剂,可以将很多金属的氧化物,氢氧化物进行还原。”
“比如说氧化钨,就可以用氢气的气流,在真空炉中还原。同时,还可以烧碱,氧气,这些东西可以帮助咱们将不能直接熔炼的一些金属,从矿石中富集出来。”
“比如说将我刚才说的那些金属先变成以氯气为主的卤化物,以氧气为主的氧化物,以烧碱为主的氢氧化物。”
“然后进行还原,这样就可以得到需要的金属,你们不知道如何找到其它金属,那是因为你们不知道如何去找。”
“物质元素可分为纯净物和混合物。纯净物分为单质和化合物。化合物按组成可分为无机化合物和有机化合物。”
“化合物如果按溶解或熔化状态能否电离可分为电解质和非电解质。而酸、碱、盐是常见的电解质,也就是说,它们的水溶液,或者融化之后的液体能导电,并且能电分解。”
“但这个世界的很多物质是不导电的,因为它们不属于酸、碱、盐这三个大类,而是氧化物等等。”
“那么要取得它们,就要把它们先变成酸、碱、盐然后电解,或者变成氧化物,然后还原,才能得到。”
“而咱们现在的冶炼其实准确说,也就是用碳散发的一氧化碳将铁的氧化物进行还原而已。”
“你们明白了吗?”
“先生,也明白,也不明白。”
“哦?说说看,你明白了什么,有什么不明白的?”
雷云看了一眼卢末。
“先生,明白的是刚才的电解过程,也知道了先生所说的物质,单质,化合物。但是如何把这些变成酸碱盐?”
“这个问题首先牵扯咱们工学中的冶金化学,以后的课程中会逐步展开,不过今天我先给你们说一下。”
“在冶金化学中,是根据矿的性质来确定使用什么方法最划算,最经济。比如说那边的红土,也就是铝土。”
“但那里边含有的不只是一种物质,他往往有很多物质形成了混合物,比如说咱们用来做坩埚和耐火砖的这种红土。”
“其实它在自然界有两种形态铝土,铝矾土或者叫做三水铝石,一水硬铝石,一水软铝石。咱们先说铝土。”
“他其中就含有铁矿和硫铁矿,可能还含有镓、钒、锂、铌、钽、钛、这些东西,也就是说,他是一种混合物。”
“这个时候,咱们首先要粉碎它,然后用磁石吸出铁和硫铁,氧化铁这些东西。然后用烧碱和红土搅拌,然后加水溶解。”
“沉淀之后得清液,此时的清液中便含有,四羟基合铝酸钠。然后去清液,再将煅烧石灰得到的二氧化碳气体注入清液酸化沉淀,形成氢氧化铝和碳酸氢钠的水溶液。”
“最后过滤得到氢氧化铝,然后加温溶解氢氧化铝,通电进行电解,即可得到纯铝。”
“但也可以在得到氢氧化铝之后,在950-1200c的温度下煅烧,就得到氧化铝粉末,而氧化铝粉的耐高温很好,差不多能达到两千多度。”
“用来做坩埚是非常好的材料,也可以在得到氧化铝之后加入硫酸得到硫酸铝,然后在升温电解,但这样明显就浪费钱了。”
“当然,也可以直接铝矾土、木炭、食盐混合,通入氯气后加热得到氯化钠,氯化铝。然后在给氯化铝加入过量的钠,这样也可以得到铝。”
“不过以当今的盐价格来说,这样做明显有点疯了,因为制造氯气需要盐的电解,钠也需要对盐电解,得到烧碱,再将烧碱电解得到钠,这样要费多少盐?”
“即便盐便宜,电解出来的钠,再用作铝的生产也是不划算的,这样会造成很大的成本问题。”
“而当下最实惠的办法就是,直接将铝矾土和冰晶石混合,这样可以降低熔炼温度,然后加温让铝矾土溶解,铝矾土溶解之后直接电解。”
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