[科普中国]-霍尔赫劳尔特电解炼铝法

霍尔赫劳尔特电解炼铝法是电解炼铝的方法。英文名为hall heroult process。

简介霍尔赫劳尔特电解炼铝法的英文名为hall heroult process。是一种点解炼铝的方法。最初铝是用化学法制备，用钾钠之类来还原，所以非常昂贵原因是氧化铝熔点非常的高，无法用常规电解还原钾钠盐制备钾钠的方法来制备铝，后来科学家发现氧化铝可以在较低的温度下溶解于熔融的冰晶石，后拉就发展了电解法制铝的技术。
在铝土矿中制备氧化铝粉，然后把氧化铝溶解在熔融的，包含冰晶石以及如氟化钠等的一些添加剂的溶液中，用碳作为电极通直流电，这样单质铝就会在阴极被还原出来，碳阳极氧化，产生二氧化碳。

与铁、铜等其他历史悠久的金属不同，铝是一种相对比较年轻的金属，直至19世纪初才为人们所知。1886年，人们发明了一种仍在使用的铝生产法：霍尔-赫劳尔特电解炼铝法。金相制备的难点-纯铝非常软，并且很容易发生机械变形和划伤-碳化硅和金刚石颗粒可能会被压入到试样表面中-大量变形后的锻造合金难以显示组织结构

在物理学中，载流子指可以自由移动的带有电荷的物质微粒，如电子和离子。在半导体物理学中，电子流失导致共价键上留下的空位（空穴）被视为载流子。

在电解质溶液中，载流子是已溶解的阳离子和阴离子。类似地，游离液体中的阳离子和阴离子在液体和熔融态固体电解质中也是载流子。霍尔-赫劳尔特电解炼铝法（Hall-Héroultprocess）就是一个熔融电解的例子。

在等离子体，如电弧中，电离气体和汽化的电极材料中的电子和阳离子是载流子（电极汽化在真空中也可以发生，但技术上电弧在真空中不能发生，而是发生在低压电气中。)

在真空中，如真空电弧或真空管中，自由电子是载流子。

在金属中，金属晶格中形成费米气体的电子是载流子。在半导体中，电子和空穴作为载流子。数目较多的载流子称为多数载流子；在N型半导体中多数载流子是电子，而在P型半导体中多数载流子是空穴。数目较少的载流子称为少数载流子；在N型半导体中多数载流子是空穴，而在P型半导体中多数载流子是电子。

少数载流子在双极性晶体管和太阳能电池中起重要作用。不过，此种载流子在场效应管（FET）中的作用是有些复杂的：例如，MOSFET兼有P型和N型。晶体管酌涉及到源漏区，但这些少数载流子横穿多数载流子体。不过在传送区内，横穿的载流子比其相反类型载流子的数目多得多（实际上，相反类型的载流子会被外加电场移除而形成耗尽层），因此按惯例为源漏选定的载流子是被采纳的，而FET被称为“多数载流子”设备。

当电子遇到空穴时，二者复合后自由载流子就很快消失了。释放的能量可以是热，会加热半导体（热复合，半导体中废热的一个来源），或者释放光子（光复合，用于LED和半导体激光中）。

规定根据巴特尔(1973年)提供的资料以及工业界和公共机构对这些资料的意见，美国环境保护局为霍尔赫劳尔特电解炼铝法颁布了以下规定。特殊情况例外。

排放限值准则——采用现行最佳实用控制技术能达到的排放物减少程度
在采用现行最佳实用控制技术以后， 由点污染源排放出来的污染物数量或质量，或者污染物的特性，应下图所列限度为准。

排放限值准则——采用经济上能办到的最佳可行技术能达到的排放物减少程度。

在采用经济上能办到的最佳可行技术以后，由点污染源排放出来的污染物数量或质量，或者污染物的特性，应以下图所列限度为准。

本词条内容贡献者为:

刘军 - 副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所