化學史上的今天 | 12月27日——工業制鋁的先驅馬丁·霍爾

2021-02-18 金普化學之家

鋁是地殼中含量最多的金屬,但100多年前,鋁是極其昂貴的金屬,甚至比白銀、黃金都要貴。拿破崙為顯示自己的富有和尊貴竟然戴上一頂鋁王冠。原因很簡單,那時候鋁的冶煉十分困難。

1914年12月27日,美國發明家、工程師和企業家查爾斯·馬丁·霍爾在於佛羅裡達逝世馬丁·霍爾曾是美國鋁業副總裁。因發現了價格低廉的霍爾-埃魯法制鋁方法而知名。1911年,霍爾的輝煌成就為他贏得了美國化學工業最高獎——珀金獎章。
Charles Martin Hall(1863-1914)

【人物簡介】

查爾斯·馬丁·霍爾於1863年出生在俄亥俄州。1885年,霍爾從奧柏林學院畢業,獲得化學學士學位,當時他發明了製造純鋁的方法,但產量很低。1886年,23歲的霍爾用電解熔融的鋁礬土和冰晶石(Na3AlF6)混合物的方法製得了金屬鋁,奠定了日後大規模生產鋁的基礎。

1889年,霍爾獲得了提取過程的專利,並和一群商人成立了匹茲堡還原公司,工廠設在賓夕法尼亞州。

1890年,霍爾成為該公司的副總裁,該公司於1907年更名,成為美國鋁業公司。從此鋁成為廉價金屬之一。

1910年,第一家鋁箔軋制廠在瑞士開業,錫箔紙逐漸被鋁箔紙取代。

鋁是地殼上含量最多的金屬元素,但由於其活潑性,鋁並不以純物質存在。1808年戴維曾經進行過電解鋁的研究工作,但最終失敗告終。十多年後奧斯特和維勒分別從氧化鋁中成功分離了少量鋁,但純度都很低。

由於冶煉難度大,這種金屬在當時的價格超過了黃金。這樣的價值喚醒了貴族們對鋁的佔有欲望。
1854年法國人德維爾發明了大量生產鋁的方法,並受到拿破崙的鼓勵。但年產量僅有750KG,且只有法國可以生產。

霍爾讓鋁價從每磅90美元降至18滿分

霍爾始終圍繞著戴維提出的熔融解析法進行思考。熔融法需要在較高的溫度下把氧化鋁融化並從中分離純鋁。霍爾嘗試用更簡單的方法融化氧化鋁。

大學畢業後霍爾在姐姐尤利婭的資助下繼續研究。霍爾發現向氧化鋁中添加冰晶石,可以將純氧化鋁熔點的2050°C降低到950°C。再通過電解的方法即可大量獲取金屬鋁。霍爾的發現使大規模工業制鋁成為現實,所以他是名副其實的鋁業先驅。

在我國,上世紀70~80年代,因為供電緊張,我國鋁生產受到限制,鋁的價格一度超過銅的價格。

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