Hall Héroult процесі мен Hoopes процесінің негізгі айырмашылығы мынада: Hall Héroult процесі 99,5% тазалықтағы алюминий металын құрайды, ал Хоопс процесі шамамен 99,99% тазалықпен алюминий металын шығарады.
Hall Héroult процесі және Hoopes процесі таза алюминий металын өндіруде маңызды. Бұл процестердің екеуі де электролиттік процестер. Әр процесте өндірілген алюминий металының тазалығы бір-бірінен ерекшеленеді.
Hall Héroult процесі дегеніміз не?
Hall Héroult процесі алюминий металын балқытудың негізгі өнеркәсіптік жолы болып табылады. Бұл процесс боксит минералынан (Байер процесі арқылы) алынған алюминий оксидін немесе алюминий тотығын балқытылған криолитте ерітуді, содан кейін арнайы жасалған ұяшықта балқытылған тұз ваннасын электролиздеуді қамтиды. Әдетте, бұл процесс өнеркәсіптік ауқымдағы қолданбаларда 940-980 Цельсий градусында орын алады. Ең бастысы, бұл процесс шамамен 99,5% таза алюминий металын шығарады. Дегенмен, біз бұл процесте қайта өңделген алюминийді пайдаланбаймыз, өйткені алюминийдің бұл түрі электролизді қажет етпейді. Холл Хероулт процесі электролиттік реакция кезінде көмірқышқыл газының бөлінуіне байланысты климаттың өзгеруіне ықпал етеді.
Бұл процесс маңызды, себебі гидроний ионы элементтік алюминийді оңай тотықтыратындықтан, элементар алюминийді сулы алюминий тұзының электролизі арқылы алу мүмкін емес. Әдетте алюминий оксидінің балқу температурасы өте жоғары; сондықтан балқу температурасын төмендету үшін оны криолитте еріту керек. Бұл электролиз процесін жеңілдетеді. Бұл процесс көбінесе кокс болып табылатын көміртегі көзін қажет етеді.
Бұл электролиз процесі болғандықтан, бізге катод пен анодты пайдалану керек. Әдетте электродтар тазартылған кокстан жасалған. Катодта алюминий иондары электрондарды алып, алюминий металын құрайды. Анодта оксид иондары кокстың көміртегі атомдарымен қосылып, көміртегі тотығы газын түзеді. Алайда, шын мәнінде, көміртегі тотығы газына қарағанда көмірқышқыл газы әлдеқайда көп пайда болады. Бұл процесте криолит глиноземнің балқу температурасын төмендету үшін қолданылады, өйткені ол алюминий тотығын жақсы еріте алады. Криолит сонымен қатар электр тогын өткізуге қабілетті; осылайша біз оны электролиттік орта ретінде пайдалана аламыз. Сонымен қатар, криолит алюминий металымен салыстырғанда төмен тығыздыққа ие, бұл электролиз процесі үшін талап болып табылады.
Құрсау процесі дегеніміз не?
Құрса процесі - өте жоғары тазалықтағы алюминий металын алу үшін пайдалы өнеркәсіптік процесс. Процесс ғалым Уильям Гупстың атымен аталды. Hall Héroult процесінде алуға болатын алюминий металының тазалығы шамамен 99% құрайды. Көптеген қолданбалар үшін бұл тазалық мөлшері таза алюминий ретінде қабылданады. Бірақ өте сезімтал мақсаттар үшін бұл тазалық жеткіліксіз. Сондықтан алюминийді одан әрі тазартуды Hoopes процесі арқылы жүзеге асыруға болады, бұл да электролиттік процесс.
Құрмақ процесі төменгі жағында көміртегі бар темір резервуары бар электролиттік ұяшықты пайдаланады. Бұл ұяшықтың аноды үшін мыс, шикі алюминий немесе кремнийдің балқытылған қорытпасын пайдалануға болады. Бұл анод осы электролиттік ұяшықтың ең төменгі қабатын құрайды. Натрий, алюминий және барий фторидтерінің балқытылған қоспасы бар ортаңғы қабат бар. Келесі қабат - балқытылған алюминийді қамтитын ең жоғарғы қабат. Ұяшықтың катоды балқытылған алюминийге батырылған екі графит таяқшасы.
Электролиз процесі кезінде жасушаның ортаңғы қабатындағы алюминий иондары осы иондар азайған жоғарғы қабатқа қарай жылжиды, катодтардан үш электрон алу арқылы алюминий металын түзеді. Мұнда алюминий иондарының бірдей саны бір уақытта төменгі қабатта (анодта) түзіледі. Содан кейін бұл алюминий иондары ортаңғы қабатқа ауысады. Біз мезгіл-мезгіл үстіңгі қабаттан тазартылған таза алюминийді аламыз. Бұл алюминийдің тазалығы шамамен 99,99%.
Hall Héroult процесі мен Hoopes процесінің айырмашылығы неде?
Hall Héroult процесі де, Hoopes процесі де жоғары тазалықтағы алюминий металын өндіретін электролиттік процестер болып табылады. Дегенмен, Hall Héroult процесі мен Hoopes процесінің негізгі айырмашылығы мынада: Холл Херульт процесі 99,5% тазалықтағы алюминий металын құрайды, ал Хоопс процесі шамамен 99,99% тазалықпен алюминий металын шығарады.
Төменде инфографика кесте түрінде Hall Héroult процесі мен Hoopes процесі арасындағы көбірек айырмашылықтар тізімі берілген.
Қорытынды – Холл Хероулт процесі және Хоопс процесі
Көптеген қолданбалар үшін Hall Héroult процесі арқылы алынған алюминийдің тазалығы таза алюминий ретінде қарастырылады. Бірақ өте сезімтал мақсаттар үшін бұл тазалық жеткіліксіз. Мұндай жағдайларда бізге Hoopes процесі арқылы жасалатын қосымша тазарту қажет. Hall Héroult процесі мен Hoopes процесінің негізгі айырмашылығы мынада: Hall Héroult процесі 99,5% тазалықтағы алюминий металын құрайды, ал Hoopes процесі шамамен 99,99% тазалықпен алюминий металын шығарады.
