Diferenta cheie dintre Procesul Hall Héroult și procesul Hoopes este că procesul Hall Héroult formează metal aluminiu cu o puritate de 99,5%, în timp ce procesul Hoopes produce metal aluminiu cu o puritate de aproximativ 99,99%.
Procesul Hall Héroult și procesul Hoopes sunt importante în producerea metalului de aluminiu pur. Ambele procese sunt procese electrolitice. Puritatea metalului aluminiu produs de fiecare proces este diferită una de alta.
Ce este Procesul Hall Héroult?
Procesul Hall Héroult este principala cale industrială de topire a aluminiului metalic. Acest proces implică dizolvarea oxidului de aluminiu sau a aluminei care este obținută din mineralul bauxită (prin procesul Bayer) în criolitul topit, urmată de electroliza băii de sare topită într-o celulă special construită. De obicei, acest proces are loc la 940-980 de grade Celsius în aplicații la scară industrială. Mai important, acest proces produce aproximativ 99,5% metal aluminiu pur. Cu toate acestea, nu folosim aluminiu reciclat în acest proces, deoarece acest tip de aluminiu nu necesită electroliză. Procesul Hall Héroult tinde să contribuie la schimbările climatice datorită emisiei de dioxid de carbon în timpul reacției electrolitice.
Acest proces este important deoarece aluminiul elementar nu poate fi produs prin electroliza unei sări apoase de aluminiu, deoarece ionul de hidroniu oxidează ușor aluminiul elementar. De obicei, oxidul de aluminiu are un punct de topire foarte ridicat; prin urmare, trebuie dizolvat în criolit pentru a scădea punctul de topire. Acest lucru facilitează procesul de electroliză. Acest proces necesită o sursă de carbon, care este adesea cocs.
Deoarece acesta este un proces de electroliză, trebuie să folosim un catod și un anod. De obicei, electrozii sunt fabricați din cocs purificat. La catod, ionii de aluminiu preiau electroni, formând metalul aluminiu. La anod, ionii de oxid se combină cu atomii de carbon din cocs pentru a forma monoxid de carbon gazos. Cu toate acestea, în realitate, se formează mult mai mult dioxid de carbon decât gazul de monoxid de carbon. În acest proces, criolitul este folosit pentru a scădea punctul de topire al aluminei, deoarece poate dizolva bine alumina. Criolitul este, de asemenea, capabil să conducă electricitatea; astfel, îl putem folosi ca mediu electrolitic. În plus, criolitul are o densitate scăzută în comparație cu aluminiul metal, ceea ce este o cerință pentru procesul de electroliză.
Ce este procesul Hoopes?
Procedeul Hoopes este un proces industrial util pentru obtinerea de aluminiu metalic de foarte mare puritate. Procesul a fost numit după omul de știință William Hoopes. Metalul aluminiu pe care îl putem obține prin procedeul Hall Héroult are o puritate de aproximativ 99%. Pentru majoritatea aplicațiilor, această cantitate de puritate este considerată ca aluminiu pur. Dar pentru scopuri extrem de sensibile, această puritate nu este suficientă. Prin urmare, purificarea ulterioară a aluminiului poate fi efectuată prin procesul Hoopes, care este, de asemenea, un proces electrolitic.
Procesul Hoopes folosește o celulă electrolitică care conține un rezervor de fier cu carbon în partea de jos. Pentru anodul acestei celule se poate folosi un aliaj topit de cupru, aluminiu brut sau siliciu. Acest anod formează cel mai de jos strat al acestei celule electrolitice. Există un strat mijlociu care conține un amestec topit de fluoruri de sodiu, aluminiu și bariu. Următorul strat este stratul superior care conține aluminiu topit. Catodul celulei este format din două tije de grafit care sunt scufundate în aluminiu topit.
În timpul procesului de electroliză, ionii de aluminiu din stratul mijlociu al celulei tind să migreze spre stratul superior unde acești ioni se reduc, formând aluminiu metal prin câștigarea a trei electroni din catozi. Aici se formează un număr egal de ioni de aluminiu în stratul inferior în același timp (la anod). Acești ioni de aluminiu migrează apoi către stratul mijlociu. Putem obține din când în când aluminiu pur tăiat din stratul superior. Puritatea acestui aluminiu este de aproximativ 99,99%.
Care este diferența dintre procesul Hall Héroult și procesul Hoopes?
Atât procesul Hall Héroult, cât și procesul Hoopes sunt procese electrolitice care produc aluminiu metal cu puritate ridicată. Cu toate acestea, diferența cheie dintre procesul Hall Héroult și procesul Hoopes este că procesul Hall Héroult formează metal aluminiu cu o puritate de 99,5%, în timp ce procesul Hoopes produce aluminiu metal cu o puritate de aproximativ 99,99%.
Mai jos infograficul listează mai multe diferențe între procesul Hall Héroult și procesul Hoopes în formă tabelară.
Rezumat – Procesul Hall Héroult vs Procesul Hoopes
Pentru majoritatea aplicațiilor, puritatea aluminiului obținută prin procedeul Hall Héroult este considerată aluminiu pur. Dar pentru scopuri extrem de sensibile, această puritate nu este suficientă. În astfel de cazuri, avem nevoie de o purificare suplimentară, care se face prin procesul Hoopes. Diferența cheie dintre procesul Hall Héroult și procesul Hoopes este că procesul Hall Héroult formează metal aluminiu cu o puritate de 99,5%, în timp ce procesul Hoopes produce aluminiu metal cu o puritate de aproximativ 99,99%.
