Dallimi kryesor midis procesit Hall Héroult dhe procesit Hoopes është se procesi Hall Héroult formon metal alumini me pastërti 99,5%, ndërsa procesi Hoopes prodhon metal alumini me rreth 99,99% pastërti.
Procesi Hall Héroult dhe procesi Hoopes janë të rëndësishëm në prodhimin e metalit të pastër alumini. Të dy këto procese janë procese elektrolitike. Pastërtia e metalit të aluminit të prodhuar nga secili proces është e ndryshme nga njëri-tjetri.
Çfarë është Procesi Hall Héroult?
Procesi Hall Héroult është rruga kryesore industriale për shkrirjen e metalit të aluminit. Ky proces përfshin tretjen e oksidit të aluminit ose aluminit që përftohet nga minerali boksitit (përmes procesit Bayer) në kriolitin e shkrirë, i ndjekur nga elektroliza e banjës së kripës së shkrirë në një qelizë të ndërtuar për qëllime. Në mënyrë tipike, ky proces zhvillohet në 940-980 gradë Celsius në aplikimet në shkallë industriale. Më e rëndësishmja, ky proces prodhon rreth 99.5% metal të pastër alumini. Megjithatë, ne nuk përdorim alumin të ricikluar në këtë proces, sepse ai lloj alumini nuk kërkon elektrolizë. Procesi Hall Héroult tenton të kontribuojë në ndryshimin e klimës për shkak të emetimit të dioksidit të karbonit gjatë reaksionit elektrolitik.
Ky proces është i rëndësishëm sepse alumini elementar nuk mund të prodhohet nga elektroliza e një kripe ujore alumini pasi joni i hidroniumit oksidon lehtësisht aluminin elementar. Zakonisht, oksidi i aluminit ka një pikë shkrirjeje shumë të lartë; prandaj duhet tretur në kriolit për të ulur pikën e shkrirjes. Kjo e bën më të lehtë procesin e elektrolizës. Ky proces kërkon një burim karboni, i cili shpesh është koksi.
Meqenëse ky është një proces elektrolize, ne duhet të përdorim një katodë dhe një anodë. Zakonisht, elektrodat janë bërë nga koksi i pastruar. Në katodë, jonet e aluminit marrin elektrone, duke formuar metal alumini. Në anodë, jonet e oksidit kombinohen me atomet e karbonit nga koksi për të formuar gaz monoksid karboni. Sidoqoftë, në realitet, formohet shumë më tepër gaz dioksid karboni sesa gazi monoksid karboni. Në këtë proces, krioliti përdoret për të ulur pikën e shkrirjes së aluminit sepse mund të shpërndajë mirë aluminin. Krioliti është gjithashtu në gjendje të përçojë energjinë elektrike; kështu, ne mund ta përdorim atë si medium elektrolitik. Për më tepër, krioliti ka një densitet të ulët në krahasim me metalin e aluminit, gjë që është një kërkesë për procesin e elektrolizës.
Çfarë është Procesi Hoopes?
Procesi Hoopes është një proces industrial i dobishëm për marrjen e metalit të aluminit me pastërti shumë të lartë. Procesi mori emrin e shkencëtarit William Hoopes. Metali i aluminit që mund të marrim nga procesi Hall Héroult ka një pastërti prej rreth 99%. Për shumicën e aplikimeve, ajo sasi e pastërtisë merret si alumin i pastër. Por për qëllime jashtëzakonisht të ndjeshme, kjo pastërti nuk mjafton. Prandaj, pastrimi i mëtejshëm i aluminit mund të kryhet nga procesi Hoopes, i cili është gjithashtu një proces elektrolitik.
Procesi Hoopes përdor një qelizë elektrolitike e cila përmban një rezervuar hekuri me karbon në fund. Për anodën e kësaj qelize, mund të përdoret një aliazh i shkrirë i bakrit, aluminit të papërpunuar ose silikonit. Kjo anodë formon shtresën më të ulët të kësaj qelize elektrolitike. Ekziston një shtresë e mesme e cila përmban një përzierje të shkrirë të fluorideve të natriumit, aluminit dhe bariumit. Shtresa tjetër është shtresa më e sipërme e cila përmban alumin të shkrirë. Katoda e qelizës është dy shufra grafiti që janë zhytur në alumin të shkrirë.
Gjatë procesit të elektrolizës, jonet e aluminit nga shtresa e mesme e qelizës priren të migrojnë drejt shtresës së sipërme ku këto jone reduktohen, duke formuar metal alumini duke fituar tre elektrone nga katoda. Këtu, një numër i barabartë i joneve të aluminit formohen në shtresën e poshtme në të njëjtën kohë (në anodë). Këto jone alumini më pas migrojnë në shtresën e mesme. Mund të marrim herë pas here aluminin e pastër të nxjerrë nga shtresa e sipërme. Pastërtia e këtij alumini është rreth 99,99%.
Cili është ndryshimi midis procesit Hall Héroult dhe Procesit Hoopes?
Si procesi Hall Héroult dhe procesi Hoopes janë procese elektrolitike që prodhojnë metal alumini me pastërti të lartë. Sidoqoftë, ndryshimi kryesor midis procesit Hall Héroult dhe procesit Hoopes është se procesi Hall Héroult formon metal alumini me pastërti 99,5%, ndërsa procesi Hoopes prodhon metal alumini me rreth 99,99% pastërti.
Më poshtë infografik liston më shumë ndryshime midis Procesit Hall Héroult dhe procesit Hoopes në formë tabelare.
Përmbledhje – Procesi Hall Héroult vs Procesi Hoopes
Për shumicën e aplikimeve, pastërtia e aluminit e marrë përmes procesit Hall Héroult konsiderohet si alumini i pastër. Por për qëllime jashtëzakonisht të ndjeshme, kjo pastërti nuk mjafton. Në raste të tilla, ne kemi nevojë për pastrim të mëtejshëm, i cili bëhet me procesin Hoopes. Dallimi kryesor midis procesit Hall Héroult dhe procesit Hoopes është se procesi Hall Héroult formon metal alumini me pastërti 99,5%, ndërsa procesi Hoopes prodhon metal alumini me rreth 99,99% pastërti.
