Алюминотермия


Алюминотермия (алюмотермия; от лат. Aluminium и греч. therme — тепло, жар) — способ получения металлов, неметаллов (а также сплавов) восстановлением их оксидов металлическим алюминием. Например, в случае хрома:

При подобных реакциях выделяется большое количество теплоты, а температура смеси может достигать 3000 °C.

Метод алюминотермии был изобретён Н. Н. Бекетовым в 1859 году и предложен для промышленного использования Гансом Гольдшмидтом  (нем.) в 1894 году.

В Советском Союзе электропечная алюминотермия была широко распространена. Алюминотермию применяют для получения низкоуглеродистых легирующих сплавов трудновосстановимых металлов — титана, ниобия, циркония, бора, хрома и др., для сварки рельсов и деталей стального литья; для получения огнеупора — термиткорунда. В зависимости от метода различают печную и внепечную алюминотермию.

Алюминотермическая реакция объясняется тем, что из нескольких возможных химических реакций, как правило, идёт та реакция, при которой выделяется наибольшее количество теплоты. При окислении алюминия кислородом в Al₂O₃ выделяется порядка 30 кДж/моль, что превосходит теплоту сгорания (окисления) других металлов.

На практике для протекания реакции восстановления оксидов алюминием требуется также создание определённых условий. Например, для получения удовлетворительного результата необходимо добавить вещества, вызывающие усиление реакции, или прибавить флюсы, такие, как плавиковый шпат CaF₂, или сплавить восстановляемые окислы с энергично действующими металлами, или, как при восстановлении хрома, прибавлять хромовокислые соли. Для ускорения реакции прибавляют также бертолетовую соль KClO₃ (при получении B, Be, Cr, Se, Ti, Th). Большое значение для правильного протекания реакции имеет выбор соответствующего металлического окисла и его количество: MnO₂, напр., реагирует с алюминием очень энергично, MnO — слишком слабо; наилучшим образом реакция восстановления марганца из его окислов протекает при смеси обоих окислов.