СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ Советский патент 1934 года по МПК C25C1/02 

До сих пор получение алюминия происходит электролизом алюминия в расплавленном криолите. Электролиз в водной среде не может быть осуществлен, так как алюминий при своем сродстве к кислороду не может быть выделен из водного раствора; вместо алюминия на катоде будет выделяться окись алюминия Al₂O₃, так как алюминий в момент выделения отнимает из воды кислород и садится на катоде в виде окиси алюминия. По предлагаемому способу электролиз производят в водном растворе одной из алюминиевых солей, причем катод защищен от проникновения растворителя (воды) диафрагмой, пропускающей ток, но не пропускающей воду. В качестве диафрагмы применяются нерастворимые в воде и не смешивающиеся с ней органические вещества большего удельного веса, чем вода. Жидкость эта покрывает катод слоем от 1 до 3 см. В качестве диафрагменных жидкостей применяется йодистый метил CH₃I, имеющий удельный вес 2,3346, или хлороформ CHCl₃, обладающий удельным весом 1,5. Обе эти жидкости с водой не смешиваются и хорошо проводят ток. Напряжение на электродах 4V; так как ампер-час выделяет 0,337 г Al, то kW выделит из раствора:

0,337×250=84,150 г Al.

Изображенная на чертеже в схематическом виде, предназначенная для проведения предлагаемого способа электролитического получения алюминия, ванна состоит из железного прямоугольного бака, на дне которого на изоляторах 1,1 помещен катод 2. Ванна до уровня 3 наполнена иодистым метилом или хлороформом; выше ванна наполнена электролитом, состоящим из насыщенного раствора сернокислого алюминия Al₂(SO₄)₃: на крючках 4 подвешивается сетчатый анод. При электролизе осаждается на катоде металлический алюминий, где он защищен от воды слоем органического соединения и потому не разлагается; образующийся анион SO₄, на катоде с водой дает серную кислоту

2Al₂(SO₄)₃+6H₂O→4Al+6H₄SO₄+3O₂.

Применение жидких диафрагм позволяет вести электролиз с более дешевым сырьем, чем Al₂O₃ и уменьшает расход энергии.

По наблюдениям изобретателя, когда в качестве электролита брался раствор сернокислого алюминия, а катодной диафрагмой служил слой анилина, последний частично растворялся в электролите, а избыток анилина образовал слой, не смешивающийся с водой. В слое анилина помещается катод. Во время электролиза на катоде выделяется водород и алюминий (при опытах алюминий полностью покрыл ровным слоем катодную пластину).

Способ электролитического получения алюминия из водных растворов его солей, отличающийся тем, что, с целью воспрепятствования обратному, растворению осаждаемого алюминия, горизонтально на дне ванны расположенный катод диафрагмируют не смешивающимся с водой слоем электропроводной органической жидкости, напр. анилина, хлороформа и т.п.