VIII.8.4. Electroliza topiturii de alumină (oxid de aluminiu).

Aluminiul se obţine industrial prin electroliza oxidului de aluminiu topit.

Punctul de topire al oxidului de aluminiu este 2045°C, o temperatură extrem de ridicată pentru instalaţiile de electroliză.

Pe de altă parte, topitura de oxid de aluminiu nu prezintă conductibilitate electrică ridicată și de aceea, se adaugă Al₂O₃ criolit - Na₃(AlF₆)-. Acest amestec de criolit şi oxid de aluminiu are conductibilitate electrică mare şi se menţine în stare topită la o temperatură mai joasă, de aproximativ 960°C.

În celula de electroliză se utilizează drept catod oţel carbon laminat, iar drept anod solubil (care se consumă în timpul procesului datorită participării la reacţii), grafitul pastă sau calcinat.

Oxidul de aluminiu se introduce continuu în electrolizor, iar aluminiul lichid se depune la partea inferioară.

Ecuaţiile proceselor electrochimice care se desfăşoară la electrozi sunt complexe, dar se pot schematiza astfel :
La catod C(–) : Al³⁺ + 3ē → Al
La anod A(+) : C + 2O^-2 → CO₂ + 4ē

Ecuaţia reacţiei globale:
3C + 4Al³⁺ + 6O^-2 → 4Al + 3CO₂

Producerea pe cale electrochimică a aluminiului reprezintă un proces energofag și necesită cantităţi foarte mari de energie electrică, în special la încălzirea topiturii din electrolizoare la 940 – 980°C.

De aceea, aluminiul este un metal care trebuie recuperat şi reciclat.

De exemplu, pentru obținerea unei tone de Al se folosesc 4 t de bauxită (minereu din care se obține alumina, Al₂O₃), 70 kg criolit, 450 kg grafit pentru anodul consumabil și o energie cu valoarea de 56 ∙ 10⁹ J.