Ο ρόλος του φθοριούχου αλουμινίου στην ηλεκτρόλυση του αλουμινίου

Ο καθαρός κρυολίτης έχει σημείο τήξης περίπου 1010 °C.Η προσθήκη κατάλληλης ποσότητας AlF3 μπορεί να μειώσει την θερμοκρασία πρωτογενούς κρυστάλλωσης του ηλεκτρολύτη σε περίπου 930~960°C (συνήθως ελέγχεται σε περίπου 950°C).

Αυτό φέρνει άμεσα δύο σημαντικά οικονομικά οφέλη: Σημαντική μείωση της θερμοκρασίας ηλεκτρόλυσης → Μειωμένη απώλεια θερμότητας και κατανάλωση ενέργειας
Επιτρέπει στο ηλεκτρολυτικό κύτταρο να λειτουργεί σταθερά σε χαμηλότερες θερμοκρασίες.

Τα σύγχρονα προψημένα κύτταρα χρησιμοποιούν γενικά όξινα ηλεκτρολύτα (μοριακή αναλογία 2.2 ̇ 2.2).5, ή ακόμη χαμηλότερη, τόσο χαμηλή όσο 2.1 ̇ 2.3).

Το AlF3 είναι το κύριο μέσο μείωσης της μοριακής αναλογίας: Υπερβολικά υψηλή μοριακή αναλογία (αλκαλική) → Μειωμένη διαλυτότητα αλουμινίου, μειωμένη απόδοση ρεύματος και αυξημένη ανοδική επίδραση.Η τακτική προσθήκη του AlF3 για τον έλεγχο της μοριακής αναλογίας εντός του απαιτούμενου εύρους της διαδικασίας είναι ο πυρήνας της εκλεπτυσμένης λειτουργίας του ηλεκτρολυτικού κυψελού.

Στα όξινους ηλεκτρολύτες, η αύξηση της συγκέντρωσης AlF3 βελτιώνει σημαντικά την αγωγιμότητα (συνήθως κατά 3%·8%), με αποτέλεσμα:
Μείωση της τάσης των κυψελών (ειδικά η πτώση τάσης στο κενό των ηλεκτροδίων)
Αύξηση της απόδοσης του ρεύματος (τα σύγχρονα κύτταρα μπορούν να επιτύχουν 92,5%·94%+)

Κατά την ηλεκτρόλυση, το φθόριο χάνεται μέσω της πτητικοποίησης του HF, του NaF και του AlF3, σχηματισμού λάσπης κρυολίτη και προσρόφησης από αλουμίνη.

Για την αντιστάθμιση των απωλειών αυτών απαιτείται περίπου 15-30 kg φθοριούχου αλουμινίου ανά τόνο αλουμινίου που παράγεται (ανάλογα με το επίπεδο ελέγχου της μοριακής αναλογίας και τις συνθήκες των κυττάρων).