Hall Héroult Prosesi ilə Hoopes prosesi arasındakı əsas fərq ondan ibarətdir ki, Hall Héroult prosesi 99.5% saflıqda alüminium metal əmələ gətirir, Hoopes prosesi isə təxminən 99.99% saflıqda alüminium metal istehsal edir.
Hall Héroult prosesi və Hoopes prosesi təmiz alüminium metal istehsalında vacibdir. Bu proseslərin hər ikisi elektrolitik proseslərdir. Hər bir proseslə əldə edilən alüminium metalın saflığı bir-birindən fərqlidir.
Hall Héroult Prosesi nədir?
Hall Héroult prosesi alüminium metalın əridilməsi üçün əsas sənaye yoludur. Bu proses boksit mineralından (Bayer prosesi vasitəsilə) əldə edilən alüminium oksidinin və ya alüminium oksidinin əridilmiş kriolitdə həll edilməsini, ardınca ərimiş duz banyosunun məqsədyönlü şəkildə qurulmuş hüceyrədə elektroliz edilməsini əhatə edir. Tipik olaraq, bu proses sənaye miqyaslı tətbiqlərdə 940-980 Selsi dərəcəsində baş verir. Daha da əhəmiyyətlisi, bu proses təxminən 99,5% saf alüminium metal istehsal edir. Bununla belə, biz bu prosesdə təkrar emal edilmiş alüminiumdan istifadə etmirik, çünki bu tip alüminium elektroliz tələb etmir. Hall Héroult prosesi elektrolitik reaksiya zamanı karbon qazı emissiyası səbəbindən iqlim dəyişikliyinə töhfə verməyə meyllidir.
Bu proses vacibdir, çünki elementar alüminium sulu alüminium duzunun elektrolizi ilə əldə edilə bilməz, çünki hidronium ionu elementar alüminiumu asanlıqla oksidləşdirir. Adətən, alüminium oksid çox yüksək ərimə nöqtəsinə malikdir; buna görə də ərimə nöqtəsini aşağı salmaq üçün onu kriolitdə həll etmək lazımdır. Bu, elektroliz prosesini asanlaşdırır. Bu proses çox vaxt koks olan karbon mənbəyi tələb edir.
Bu bir elektroliz prosesi olduğundan katod və anoddan istifadə etməliyik. Adətən, elektrodlar təmizlənmiş koksdan hazırlanır. Katodda alüminium ionları elektron götürərək alüminium metalını əmələ gətirir. Anodda oksid ionları koksun karbon atomları ilə birləşərək karbonmonoksit qazını əmələ gətirir. Ancaq reallıqda karbonmonoksit qazından daha çox karbon qazı əmələ gəlir. Bu prosesdə kriolit alüminium oksidinin ərimə nöqtəsini aşağı salmaq üçün istifadə olunur, çünki o, alüminium oksidini yaxşı həll edə bilir. Kriolit həm də elektrik cərəyanını keçirməyə qadirdir; Beləliklə, biz onu elektrolitik mühit kimi istifadə edə bilərik. Bundan əlavə, kriolit alüminium metalla müqayisədə aşağı sıxlığa malikdir və bu, elektroliz prosesi üçün tələb olunur.
Hoopes Prosesi nədir?
Hoopes prosesi çox yüksək təmizlikdə alüminium metal əldə etmək üçün faydalı olan sənaye prosesidir. Proses alim Uilyam Hupsun adını daşıyır. Hall Héroult prosesindən əldə edə biləcəyimiz alüminium metal təxminən 99% təmizliyə malikdir. Əksər tətbiqlər üçün bu miqdarda təmizlik saf alüminium kimi qəbul edilir. Ancaq son dərəcə həssas məqsədlər üçün bu saflıq kifayət deyil. Buna görə də alüminiumun sonrakı təmizlənməsi Hoopes prosesi ilə həyata keçirilə bilər ki, bu da elektrolitik prosesdir.
Hoopes prosesi altında karbon olan dəmir çəni olan elektrolitik hüceyrədən istifadə edir. Bu hüceyrənin anodu üçün mis, xam alüminium və ya silikonun əridilmiş ərintisi istifadə edilə bilər. Bu anod bu elektrolitik hüceyrənin ən aşağı təbəqəsini təşkil edir. Natrium, alüminium və bariumun ərimiş ftorid qarışığını ehtiva edən orta təbəqə var. Növbəti təbəqə ərinmiş alüminiumdan ibarət ən yuxarı təbəqədir. Hüceyrənin katodu ərimiş alüminiuma batırılmış iki qrafit çubuqdur.
Elektroliz prosesi zamanı hüceyrənin orta təbəqəsindən olan alüminium ionları bu ionların azaldığı yuxarı təbəqəyə doğru miqrasiya edir və katodlardan üç elektron əldə edərək alüminium metalı əmələ gətirir. Burada eyni zamanda (anodda) aşağı təbəqədə bərabər sayda alüminium ionları əmələ gəlir. Bu alüminium ionları daha sonra orta təbəqəyə köçür. Zaman zaman üst təbəqədən təmizlənmiş alüminium əldə edə bilərik. Bu alüminiumun təmizliyi təxminən 99,99% təşkil edir.
Hall Héroult Prosesi ilə Hoopes Prosesi Arasındakı Fərq Nədir?
Həm Hall Héroult prosesi, həm də Hoopes prosesi yüksək təmizliyə malik alüminium metal istehsal edən elektrolitik proseslərdir. Bununla belə, Hall Héroult Prosesi ilə Hoopes prosesi arasındakı əsas fərq Hall Héroult prosesinin 99,5% saflıqda alüminium metal əmələ gətirməsidir, Hoopes prosesi isə təxminən 99,99% saflıqda alüminium metal istehsal edir.
Aşağıda infoqrafika cədvəl şəklində Hall Héroult Prosesi və Hoopes prosesi arasında daha çox fərqləri sadalayır.
Xülasə – Hall Héroult Prosesi və Hoopes Prosesi
Əksər tətbiqlər üçün Hall Héroult prosesi ilə əldə edilən alüminiumun saflığı saf alüminium kimi qəbul edilir. Ancaq son dərəcə həssas məqsədlər üçün bu saflıq kifayət deyil. Belə hallarda, Hoopes prosesi ilə edilən əlavə təmizlənməyə ehtiyacımız var. Hall Héroult Prosesi ilə Hoopes prosesi arasındakı əsas fərq ondan ibarətdir ki, Hall Héroult prosesi 99,5% saflıqda alüminium metal əmələ gətirir, Hoopes prosesi isə təxminən 99,99% saflıqda alüminium metal istehsal edir.
