Schmelzflusselektrolyse

Schmelzflusselektrolyse

Die Reduktion von Aluminiumoxid erfolgt in der Schmelzflusselektrolyse (kurz auch Schmelzelektrolyse). Die Elektrolysezelle besteht dabei aus einer Graphitwanne. In diese Wanne reichen von oben Graphitblöcke, die an den positiven Pol einer Spannungsquelle angeschlossen sind. Die Graphitwanne dagegen ist am negativen Pol angeschlossen.

Durch Anlegen einer Spannung von 4-6 Volt wird das geschmolzene Aluminiumoxid (Al₂O₃), dem zur Herabsetzung des Schmelzpunktes Kryolith zugegeben wird, zersetzt. In der Schmelze befinden sich die positiv geladenen Aluminiumionen Al³⁺. Sie wandern in der Schmelze zur Kathode (Minuspol). Dort nehmen sie Elektronen auf und werden zu Aluminiumatomen reduziert. Die negativen Sauerstoffionen (O^2-) wandern zur Anode (Pluspol). Dort geben sie ihre überschüssigen Elektronen ab. Sie werden zu Sauerstoffatomen. Diese Sauerstoffatome reagieren mit dem Sauerstoff der Graphitanode zu Kohlenmonoxid und Kohlendioxid, die dann als Gase entweichen.

Das reduzierte Aluminium ist schwerer als das geschmolzene Aluminiumoxid-Kryolith-Gemisch. Das Aluminium sammelt sich daher auf dem Boden der Graphitwanne. Von dort wird es mit einem Saugrohr abgezogen. Das so entstandene Reinaluminium enthält noch etwa 0,1 bis 1% Verunreinigungen. Diese sind im wesentlichen Eisen, Silizium und Titan.