Hall Héroult Process-ի և Hoopes գործընթացի հիմնական տարբերությունն այն է, որ Hall Héroult պրոցեսը ձևավորում է ալյումինե մետաղ՝ 99,5% մաքրությամբ, մինչդեռ Hoopes պրոցեսը արտադրում է ալյումինի մետաղ՝ մոտ 99,99% մաքրությամբ:
Hall Héroult գործընթացը և Hoopes գործընթացը կարևոր են մաքուր ալյումինե մետաղի արտադրության համար: Այս երկու գործընթացներն էլ էլեկտրոլիտիկ գործընթացներ են: Յուրաքանչյուր գործընթացի արդյունքում արտադրվող ալյումինե մետաղի մաքրությունը տարբերվում է միմյանցից:
Ի՞նչ է Hall Héroult Process-ը:
Hall Héroult գործընթացը ալյումինե մետաղի ձուլման հիմնական արդյունաբերական ճանապարհն է: Այս գործընթացը ներառում է ալյումինի օքսիդի կամ ալյումինի լուծարումը, որը ստացվում է բոքսիտ հանքանյութից (Բայերի գործընթացի միջոցով) հալած կրիոլիտում, որին հաջորդում է հալած աղի բաղնիքի էլեկտրոլիզացումը հատուկ կառուցված խցում:Որպես կանոն, այս գործընթացը տեղի է ունենում 940-980 Ցելսիուս աստիճանի պայմաններում արդյունաբերական մասշտաբի կիրառություններում: Ավելի կարևոր է, որ այս գործընթացում արտադրվում է մոտ 99,5% մաքուր ալյումինե մետաղ: Այնուամենայնիվ, մենք այս գործընթացում չենք օգտագործում վերամշակված ալյումին, քանի որ ալյումինի այդ տեսակը էլեկտրոլիզ չի պահանջում: Hall Héroult գործընթացը հակված է նպաստել կլիմայի փոփոխությանը էլեկտրոլիտիկ ռեակցիայի ընթացքում ածխաթթու գազի արտանետման պատճառով:
Այս գործընթացը կարևոր է, քանի որ տարրական ալյումինը չի կարող արտադրվել ջրային ալյումինի աղի էլեկտրոլիզի միջոցով, քանի որ հիդրոնիումի իոնը հեշտությամբ օքսիդացնում է տարրական ալյումինը: Սովորաբար ալյումինի օքսիդը շատ բարձր հալման կետ ունի. հետևաբար, այն պետք է լուծարվի կրիոլիտում՝ հալման ջերմաստիճանն իջեցնելու համար: Սա հեշտացնում է էլեկտրոլիզի գործընթացը:Այս գործընթացը պահանջում է ածխածնի աղբյուր, որը հաճախ կոքս է:
Քանի որ սա էլեկտրոլիզի գործընթաց է, մենք պետք է օգտագործենք կաթոդ և անոդ: Սովորաբար էլեկտրոդները պատրաստվում են մաքրված կոքսից։ Կաթոդում ալյումինի իոնները վերցնում են էլեկտրոններ՝ առաջացնելով ալյումինի մետաղ։ Անոդում օքսիդի իոնները միանում են կոքսից ածխածնի ատոմների հետ՝ առաջացնելով ածխածնի մոնօքսիդ գազ։ Այնուամենայնիվ, իրականում շատ ավելի շատ ածխաթթու գազ է ձևավորվում, քան ածխածնի երկօքսիդ գազը: Այս գործընթացում կրիոլիտը օգտագործվում է ալյումինի հալման կետը իջեցնելու համար, քանի որ այն կարող է լավ լուծել կավահողին: Կրիոլիտը կարող է նաև էլեկտրական հոսանք անցկացնել. Այսպիսով, մենք կարող ենք օգտագործել այն որպես էլեկտրոլիտիկ միջավայր: Ավելին, կրիոլիտը ունի ցածր խտություն՝ համեմատած ալյումինի մետաղի հետ, ինչը էլեկտրոլիզի գործընթացի պահանջ է։
Ի՞նչ է Hoopes գործընթացը:
Hoopes պրոցեսը արդյունաբերական գործընթաց է, որն օգտակար է շատ բարձր մաքրության ալյումինե մետաղ ստանալու համար: Գործընթացը կոչվել է գիտնական Ուիլյամ Հուփսի անունով։Ալյումինե մետաղը, որը մենք կարող ենք ձեռք բերել Hall Héroult պրոցեսից, ունի մոտ 99% մաքրություն: Ծրագրերի մեծ մասի համար մաքրության այդ քանակությունը վերցվում է որպես մաքուր ալյումին: Բայց չափազանց զգայուն նպատակների համար այս մաքրությունը բավարար չէ։ Հետևաբար, ալյումինի հետագա մաքրումը կարող է իրականացվել Հուփսի պրոցեսի միջոցով, որը նույնպես էլեկտրոլիտիկ գործընթաց է։
Hoopes պրոցեսն օգտագործում է էլեկտրոլիտիկ բջիջ, որը պարունակում է երկաթե բաք, որի ներքևում ածխածն է: Այս բջջի անոդի համար կարող է օգտագործվել պղնձի, չմշակված ալյումինի կամ սիլիցիումի հալված համաձուլվածք։ Այս անոդը կազմում է այս էլեկտրոլիտիկ բջիջի ամենացածր շերտը: Կա միջին շերտ, որը պարունակում է նատրիումի, ալյումինի և բարիումի ֆտորիդների հալված խառնուրդ։ Հաջորդ շերտը ամենավերին շերտն է, որը պարունակում է հալած ալյումին: Բջջի կաթոդը գրաֆիտի երկու ձողեր են, որոնք թաթախված են հալած ալյումինի մեջ։
Էլեկտրոլիզի գործընթացի ընթացքում բջջի միջին շերտից ալյումինի իոնները հակված են գաղթելու դեպի վերին շերտ, որտեղ այդ իոնները կրճատվում են՝ ձևավորելով ալյումինի մետաղ՝ ստանալով երեք էլեկտրոն կաթոդներից:Այստեղ ստորին շերտում միաժամանակ (անոդում) առաջանում են հավասար թվով ալյումինի իոններ։ Այս ալյումինի իոններն այնուհետև տեղափոխվում են միջին շերտ: Մենք կարող ենք ժամանակ առ ժամանակ ձեռք բերել մաքուր ալյումին, որը կտրված է վերին շերտից: Այս ալյումինի մաքրությունը մոտ 99,99% է։
Ո՞րն է տարբերությունը Hall Héroult գործընթացի և Hoopes գործընթացի միջև:
Եվ Hall Héroult գործընթացը և Hoopes գործընթացը էլեկտրոլիտիկ գործընթացներ են, որոնք արտադրում են բարձր մաքրությամբ ալյումինե մետաղ: Այնուամենայնիվ, Hall Héroult Process-ի և Hoopes գործընթացի հիմնական տարբերությունն այն է, որ Hall Héroult պրոցեսը ձևավորում է ալյումինե մետաղ 99,5% մաքրությամբ, մինչդեռ Hoopes պրոցեսը արտադրում է ալյումինի մետաղ մոտ 99,99% մաքրությամբ::
Ստորև ինֆոգրաֆիկայում ներկայացված են ավելի շատ տարբերություններ Hall Héroult Process-ի և Hoopes գործընթացների միջև աղյուսակային տեսքով:
Ամփոփում – Hall Héroult Process vs Hoopes Process
Կիրառումների մեծ մասի համար Hall Héroult պրոցեսի միջոցով ստացված ալյումինի մաքրությունը համարվում է մաքուր ալյումին: Բայց չափազանց զգայուն նպատակների համար այս մաքրությունը բավարար չէ։ Նման դեպքերում մեզ անհրաժեշտ է հետագա մաքրում, որն իրականացվում է Hoopes պրոցեսի միջոցով: Hall Héroult Process-ի և Hoopes գործընթացի հիմնական տարբերությունն այն է, որ Hall Héroult պրոցեսը ձևավորում է ալյումինե մետաղ 99,5% մաքրությամբ, մինչդեռ Hoopes պրոցեսը արտադրում է ալյումինի մետաղ մոտ 99,99% մաքրությամբ:
