El papel del fluoruro de aluminio en la electrólisis del aluminio

La criolita pura tiene un punto de fusión de aproximadamente 1010°C. La adición de una cantidad adecuada de AlF₃ puede reducir la temperatura primaria de cristalización del electrolito a aproximadamente 930–960°C (generalmente controlada alrededor de 950°C).

Esto aporta directamente dos importantes beneficios económicos: Temperatura de electrólisis significativamente reducida → Reducción de la pérdida de calor y el consumo de energía
Permite que la celda electrolítica opere de manera estable a temperaturas más bajas.

Las celdas modernas de ánodo precalcinado generalmente utilizan electrolitos ácidos (relación molecular 2.2–2.5, o incluso más baja, hasta 2.1–2.3).

El AlF₃ es el principal medio para reducir la relación molecular: Una relación molecular excesivamente alta (alcalina) → Disminución de la solubilidad de la alúmina, reducción de la eficiencia de corriente y aumento del efecto anódico. La adición regular de AlF₃ para controlar la relación molecular dentro del rango de proceso requerido es el núcleo de la operación refinada de la celda electrolítica.

En electrolitos ácidos, el aumento de la concentración de AlF₃ mejora significativamente la conductividad (típicamente entre un 3% y un 8%), lo que permite:
Reducir el voltaje de la celda (especialmente la caída de voltaje en el espacio entre electrodos)
Aumentar la eficiencia de corriente (las celdas modernas pueden alcanzar el 92.5%–94%+)

Durante la electrólisis, se pierde flúor por volatilización de HF, NaF y AlF₃, formación de lodo de criolita y adsorción por la alúmina.

Se necesitan aproximadamente entre 15 y 30 kg de fluoruro de aluminio para compensar estas pérdidas por tonelada de aluminio producida (dependiendo del nivel de control de la relación molecular y las condiciones de la celda).