成熟的铝精炼技术是谁发明的?

1827年,德国化学家维勒通过金属钾与三氯化铝的反应制造了铝。但是钾太贵了,不允许批量生产。27年后,法国化学家德维尔将三氯化铝与金属钠加热,得到了具有闪亮金属光泽的小铝球。改用金属钠大大降低了铝的生产成本,但显然还没有达到能让人们广泛使用铝的程度。1884,奥柏林学院化学系有一个名叫查尔斯·马丁·霍尔的年轻学生。那时他只有21岁。有一次,他听到一位教授(这位教授是惠勒的学生)说:“谁能发明一种低成本的炼铝方法,谁就能出人头地。”这让霍尔意识到,只有探索廉价的炼铝方法,铝才能得到广泛应用。霍尔决定在他自己的木棚里建立一个家庭实验室。他打算应用大卫早期的一项发明:向熔融金属盐中通入电流,可以使金属离子沉积在阴极上,从而分离金属离子。因为氧化铝的熔点很高(2050℃),他不得不寻找一种可以溶解氧化铝,降低其熔点的材料,他偶然发现了冰晶石(Na3AlF6)。冰晶石-氧化铝熔盐的熔点仅在930℃~ 1000℃之间,冰晶石在电解温度下不分解,具有足够的流动性。这有利于电解。霍尔用瓷坩埚、碳棒(阳极)和自制电池电解氧化铝,即精制氧化铝矿。将氧化铝溶解在10% ~ 15%的熔融冰晶石中,然后施加电流。结果,观察到气泡,但没有金属铝沉淀。他推测坩埚中的二氧化硅被电流分解,因此硅被释放出来。于是他对电池进行了改造,用碳做坩埚内衬,碳做阴极,从而解决了这个问题。1886年2月的一天,他终于看到了小球状的铝聚集在阴极上。霍尔此时非常兴奋,拿着一把他第一次获得的金属铝球去见他的教授。后来,这些铝球被证明是“皇冠上的宝石”,至今仍珍藏在美国铝业公司的展厅里。廉价的炼铝方法的发明,使占地壳8%的铝成为一种为人类提供许多重要用途的材料。发明者霍尔,当时还不到23岁,65438年2月6日是他的23岁生日。另外值得一提的是,无独有偶,与霍尔同龄的一位年轻的法国化学家埃鲁也在今年晚些时候发明了同样的炼铝方法。

霍尔和埃卢在同一年(1863)来到两个遥远大陆的世界,并在同一年(1886)发明了电解铝冶炼法。虽然他们之间曾经有过专利纠纷,但后来他们成了最好的朋友。1911年,美国化学工业协会授予霍尔著名的佩亨奖章时,埃卢特地漂洋过海来到美国参加颁奖仪式,并亲自向霍尔表示祝贺。也许这是上帝的旨意。1914年,这两位科学家相继去世。难怪人们一提到电解铝冶炼,总会联想到霍尔和埃卢的名字。

参考资料:

铝冶炼的历史