მთავარი განსხვავება Hall Héroult Process-სა და Hoopes-ის პროცესს შორის არის ის, რომ Hall Héroult პროცესი აყალიბებს ალუმინის ლითონს 99,5% სიწმინდით, ხოლო Hoopes პროცესი აწარმოებს ალუმინის მეტალს დაახლოებით 99,99% სისუფთავით.
Hall Héroult პროცესი და Hoopes პროცესი მნიშვნელოვანია სუფთა ალუმინის ლითონის წარმოებაში. ორივე ეს პროცესი ელექტროლიტური პროცესებია. თითოეული პროცესის შედეგად წარმოებული ალუმინის ლითონის სისუფთავე განსხვავდება ერთმანეთისგან.
რა არის Hall Héroult Process?
Hall Héroult პროცესი არის მთავარი სამრეწველო მარშრუტი ალუმინის ლითონის დნობისთვის. ეს პროცესი მოიცავს ალუმინის ოქსიდის ან ალუმინის დაშლას, რომელიც მიიღება ბოქსიტის მინერალიდან (ბაიერის პროცესის მეშვეობით) გამდნარ კრიოლიტში, რასაც მოჰყვება გამდნარი მარილის აბაზანის ელექტროლიზირება სპეციალურად აშენებულ უჯრედში.როგორც წესი, ეს პროცესი ხდება 940-980 ცელსიუს გრადუსზე სამრეწველო მასშტაბის აპლიკაციებში. რაც მთავარია, ეს პროცესი აწარმოებს დაახლოებით 99.5% სუფთა ალუმინის ლითონს. თუმცა, ჩვენ არ ვიყენებთ გადამუშავებულ ალუმინს ამ პროცესში, რადგან ამ ტიპის ალუმინის არ საჭიროებს ელექტროლიზს. Hall Héroult პროცესი ხელს უწყობს კლიმატის ცვლილებას ელექტროლიტური რეაქციის დროს ნახშირორჟანგის გამოყოფის გამო.
ეს პროცესი მნიშვნელოვანია, რადგან ელემენტარული ალუმინი ვერ წარმოიქმნება წყალხსნარში ალუმინის მარილის ელექტროლიზით, რადგან ჰიდრონიუმის იონი ადვილად აჟანგებს ელემენტარულ ალუმინს. ჩვეულებრივ, ალუმინის ოქსიდს აქვს ძალიან მაღალი დნობის წერტილი; ამიტომ დნობის წერტილის შესამცირებლად საჭიროა მისი გახსნა კრიოლიტში. ეს აადვილებს ელექტროლიზის პროცესს.ამ პროცესს სჭირდება ნახშირბადის წყარო, რომელიც ხშირად კოქსია.
რადგან ეს ელექტროლიზის პროცესია, ჩვენ უნდა გამოვიყენოთ კათოდი და ანოდი. ჩვეულებრივ, ელექტროდები მზადდება გაწმენდილი კოქსისგან. კათოდზე ალუმინის იონები იღებენ ელექტრონებს და ქმნიან ალუმინის ლითონს. ანოდზე ოქსიდის იონები ერწყმის კოქსის ნახშირბადის ატომებს ნახშირბადის მონოქსიდის გაზის წარმოქმნით. თუმცა, სინამდვილეში, გაცილებით მეტი ნახშირორჟანგი წარმოიქმნება, ვიდრე ნახშირორჟანგი. ამ პროცესში, კრიოლიტი გამოიყენება ალუმინის დნობის წერტილის ჩამოსაშლელად, რადგან მას შეუძლია ალუმინის კარგად დაშლა. კრიოლიტს ასევე შეუძლია ელექტროენერგიის გატარება; ამრიგად, ჩვენ შეგვიძლია გამოვიყენოთ იგი როგორც ელექტროლიტური საშუალება. გარდა ამისა, კრიოლიტს აქვს დაბალი სიმკვრივე ალუმინის მეტალთან შედარებით, რაც ელექტროლიზის პროცესის მოთხოვნაა.
რა არის Hoopes Process?
Hoopes პროცესი არის სამრეწველო პროცესი, რომელიც სასარგებლოა ძალიან მაღალი სისუფთავის ალუმინის ლითონის მისაღებად. პროცესს მეცნიერის უილიამ ჰოოპსის სახელი ეწოდა.ალუმინის ლითონი, რომელიც შეგვიძლია მივიღოთ Hall Héroult-ის პროცესიდან, აქვს დაახლოებით 99% სისუფთავე. აპლიკაციების უმეტესობისთვის, სისუფთავის ეს რაოდენობა აღებულია როგორც სუფთა ალუმინი. მაგრამ უკიდურესად მგრძნობიარე მიზნებისთვის, ეს სისუფთავე საკმარისი არ არის. ამიტომ, ალუმინის შემდგომი გაწმენდა შეიძლება განხორციელდეს ჰოოპის პროცესით, რომელიც ასევე ელექტროლიტური პროცესია.
ჰოოპსის პროცესი იყენებს ელექტროლიტურ უჯრედს, რომელიც შეიცავს რკინის ავზს ნახშირბადით ბოლოში. ამ უჯრედის ანოდისთვის შეიძლება გამოყენებულ იქნას სპილენძის, ნედლი ალუმინის ან სილიკონის მდნარი შენადნობი. ეს ანოდი ქმნის ამ ელექტროლიტური უჯრედის ყველაზე ქვედა ფენას. არის შუა ფენა, რომელიც შეიცავს ნატრიუმის, ალუმინის და ბარიუმის ფტორიდების მდნარ ნარევს. შემდეგი ფენა არის ყველაზე ზედა ფენა, რომელიც შეიცავს გამდნარ ალუმინს. უჯრედის კათოდი არის ორი გრაფიტის ღერო, რომლებიც ჩაძირულია გამდნარ ალუმინში.
ელექტროლიზის პროცესის დროს, ალუმინის იონები უჯრედის შუა ფენიდან მიისწრაფვიან ზედა შრისკენ, სადაც ეს იონები მცირდება, ქმნიან ალუმინის ლითონს კათოდებიდან სამი ელექტრონის მოპოვებით.აქ ქვედა ფენაში ერთდროულად (ანოდზე) წარმოიქმნება ალუმინის იონების თანაბარი რაოდენობა. ეს ალუმინის იონები შემდეგ გადადიან შუა ფენაში. ჩვენ შეგვიძლია მივიღოთ დროდადრო ზედა ფენიდან ამოღებული სუფთა ალუმინი. ამ ალუმინის სისუფთავე არის დაახლოებით 99,99%.
რა განსხვავებაა Hall Héroult პროცესსა და Hoopes პროცესს შორის?
როგორც Hall Héroult პროცესი და Hoopes პროცესი არის ელექტროლიტური პროცესები, რომლებიც აწარმოებენ ალუმინის ლითონს მაღალი სისუფთავით. თუმცა, მთავარი განსხვავება Hall Héroult Process-სა და Hoopes-ის პროცესს შორის არის ის, რომ Hall Héroult პროცესი აყალიბებს ალუმინის ლითონს 99,5% სისუფთავით, ხოლო Hoopes პროცესი აწარმოებს ალუმინის ლითონს დაახლოებით 99,99% სისუფთავით.
ქვემოთ ინფოგრაფიკაში მოცემულია მეტი განსხვავება Hall Héroult Process-სა და Hoopes-ის პროცესს შორის ცხრილის სახით.
შეჯამება – Hall Héroult Process vs Hoopes Process
აპლიკაციების უმეტესობისთვის, Hall Héroult-ის პროცესით მიღებული ალუმინის სისუფთავე განიხილება, როგორც სუფთა ალუმინი. მაგრამ უკიდურესად მგრძნობიარე მიზნებისთვის, ეს სისუფთავე საკმარისი არ არის. ასეთ შემთხვევებში ჩვენ გვჭირდება შემდგომი გაწმენდა, რაც ხდება Hoopes-ის პროცესით. მთავარი განსხვავება Hall Héroult Process-სა და Hoopes-ის პროცესს შორის არის ის, რომ Hall Héroult პროცესი აყალიბებს ალუმინის ლითონს 99,5% სისუფთავით, ხოლო Hoopes პროცესი აწარმოებს ალუმინის ლითონს დაახლოებით 99,99% სისუფთავით.
