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·冰晶石 |
[時間：2022-09-20 16:05:49] [點擊：1419] [分類：公司新聞]
冰晶石又稱六氟鋁酸鈉，是一種無色化合物，由鋁 3+ 陽離子與六個氟化物 F- 陰離子結合，形成類似 AlF 6 3-的八面體組成的立方體狀晶體，具有較小的鈉 + 離子以平衡電荷。
也許你猜對了，冰晶石的重要性與鋁有關，而二戰與飛機制造有關。但如果您認為冰晶石是鋁的重要來源，請再想一想。冰晶石的鋁含量僅為 13%，而鋁土礦中的鋁含量約為 50%，而鋁土礦是自 19 世紀后期開始工業生產以來鋁的主要來源。除了低鋁含量外，冰晶石極為稀有，可能是地球上唯一被開采滅絕的礦物。
另一方面，鋁土礦相對常見，但要在工業規模上將金屬從礦物中引出來卻很棘手。需要向 Al 3+離子添加三個電子以使其呈中性和金屬性，盡管很早就認識到這樣做的方法是讓電流通過離子溶液 - 我們稱之為電解 -花了大約 50 年的試驗才實現這一目標。
問題是你不能在水中電解鋁，因為電子會與 H +離子結合，產生氫氣。如果我們通過直接熔化氧化鋁來規避這個問題，那么極高的熔點（2072°C）會變得非常昂貴。這就是冰晶石的用武之地。1886年，美國俄亥俄州的查爾斯·霍爾和法國諾曼底的保羅·埃魯特都發現，熔融的冰晶石，熔化溫度適中，只有1012ºC，很容易溶解氧化鋁。因此，Hall-Héroult 工藝誕生了，至今仍在使用。
冰晶石這個名字源于希臘語中的冷“cryo”和石頭“lithos”，這讓我們想到了極地英雄亨利·拉森在這個故事中的角色。鋁在 1930 年代開始成為飛機制造的主要材料，而 1940 年德國對丹麥的占領讓英國及其盟國感到緊張，因為冰晶石僅在地球上的一個地方——格陵蘭島南部的伊維圖 (Ivittuu) 礦中發現。在西北航道的掩護下，唯一能夠在冰冷的格陵蘭水域航行的加拿大政府船只，由加拿大皇家騎警亨利拉森指揮的圣羅克號，從溫哥華出發調查情況，因為有害怕德國入侵。
隨著美國參戰，格陵蘭暫時成為美國的保護國解決了冰晶石問題，伊維圖礦的產量大幅增加。是否有真正的德國計劃來奪取冰晶石礦，正如彼得·赫格的小說中暗示的那樣，我不知道，但納粹對格陵蘭島的唯一記錄嘗試是建立一個氣象站，并進行了一次卑微的入侵丹麥獵犬雪橇巡邏隊很快發現了 17 人的部隊。
相反，德國人在挪威南部 Her?ya 的鋁廠旁邊建立了一家生產合成冰晶石的工廠。這個過程在當時是相當新的，但 Nordische Aluminium 從未看到全面生產，因為它是成功轟炸任務的目標。不僅工廠被毀：在 1943 年 7 月 24 日上午派出的 180 架 B17 中，只有一架丟失。然而，受損飛機喬治亞叛軍的熟練導航和駕駛使第一飛行員瓊斯和他的機組人員安全降落在中立地面。這是二戰期間美國空軍在瑞典進行的 200 多次此類緊急降落中的第一次。
Ivittuu 礦于 1987 年枯竭，如今只有合成冰晶石用于生產鋁。最常見的這種人造冰晶石是通過多步工藝從氟化鈣（也稱為礦物螢石、碳酸鈉和氫氧化鋁）中獲得的。
一個奇跡，如果這個礦和稀有礦物沒有被發現，化學家會足夠聰明地準備它并設計霍爾-埃魯特工藝，或者在法國國宴上仍然有鋁盤和餐具，就像在那個時代一樣拿破侖三世的時候，鋁的價值超過了黃金的重量。