ذوب آلومینیوم: تفاوت میان نسخه‌ها

این فرایند یک فرایند الکترولیز است و بسیار پر مصرف می‌باشد و برای استخراج آلمینیوم، مقدار قابل توجهی برق مصرف می‌شود بنابراین این واحدهای صنعتی تمایل دارند که بسیار نزدیک به نیروگاه‌های بزرگ، اغلب آبی-الکتریکی و در نزدیکی بنادر واقع شوند، زیرا تقریباً همه آنهاآن‌ها از آلومینا وارداتی استفاده می‌کنند که نیازمند حمل نقل گسترده می‌باشد و با واقع شدن در کنار بنادر می‌توان حجم انبوه نقل و انتقالات را کاهش داد. مقادیر زیادی از کربن نیز در این فرایند مورد استفاده قرار می‌گیرد که در خروجی میزان قابل توجهی از گازهای گلخانه ای را به وجود می‌آورد.

یک واحد ذوب آلمینیوم شامل تعداد زیادی سلول‌های ذوب (گلدان) است که در آن‌ها عملیات الکترولیز اتفاق می‌افتد. یک واحد متداول و معمولی حاوی ۳۰۰ تا ۷۲۰ گلدان می‌باشد که هر کدام حدود یک تن آلومینیم در روز تولید می‌کنند، هرچند که بزرگترین تولیدکنندگان مطرح در این صنعت، بیش از پنج برابر این ظرفیت تولید دارند. این فرایند ذوب به عنوان یک فرایند دسته ای (به انگلیسی: Batch) اجرا می‌شود و فلز آلومینیوم جمع شده در پایین گلدان‌ها به صورت دوره ای خالی می‌شود. در کشورهای زیادی به ویژه استرالیا، این واحدهای ذوب اکثراً برای کنترل تقاضای شبکه برق مورد استفاده قرار می‌گیرند و درنتیجهدر نتیجه برق می‌تواند با قیمت بسیار مناسبی در اختیار آنهاآن‌ها قرار بگیرد. با این حال، قدرت مصرفی را نباید بیش از ۴–۵ ساعت قطع کرد، زیرا اگر مایع داخل گلدان‌ها جامد شود، گلدان باید با هزینه قابل توجهی تعمیر شوند.

آندهای Prebaked به انواع گرافیتی و کک تقسیم می‌شوند. برای تولید آندهای گرافیتی، آنتراسیت و کک نفتی کلسینه شده و طبقه‌بندی می‌شوند. سپس آنهاآن‌ها را با قطران زغال سنگ مخلوط می‌کنند و فشرده می‌سازند. آنودهای فشرده شده سپس در دمای ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد پخته شده و گرافیتی می‌شود. آندهای «کک» از کک نفتی کلسینه شده، بوته‌ها و اندهای بازیافت شده و قطران زغال سنگ ساخته می‌شوند. آندها با مخلوط کردن مواد فوق در زمینه قطران زغال سنگ تولید می‌شوند تا خمیر باقوامی تشکیل دهند. این مواد اغلب با ارتعاش فشرده می‌گردند اما در برخی از کارخانجات پرس می‌شوند. این آندها نیز سپس در مدت ۳۰۰–۴۰۰ ساعت در دمای ۱۱۰۰–۱۲۰۰ درجه سانتیگراد، بدون گرافیتی سازی، زینتر می‌گردند. دمای بالاتر پخت باعث افزایش خواص مکانیکی و هدایت حرارتی می‌شود و واکنش پذیری هوا و CO2 را کاهش می‌دهد.<ref>W. K. Fischer, et al. , "Baking parameters and the resulting anode quality," in TMS Annual Meeting, Denver, CO, USA, 1993, pp. 683–689</ref> مقاومت الکتریکی ویژه آندهای کک از گرافیتی‌ها بالاتر است، اما آنهاآن‌ها دارای مقاومت فشاری بالاتر و تخلخل پایین‌تر هستند.<ref>M. M. Gasik and M. L. Gasik, "Smelting of aluminum," in Handbook of Aluminum: Volume 2: Alloy production and materials manufacturing. vol. 2, G. E. Totten and D. S. MacKenzie, Eds. , ed: Marcel Dekker, 2003, pp. 47–79</ref>

الکترودهای Soderberg (پخت در محل)، که برای اولین بار در سال ۱۹۲۳ در نروژ مورد استفاده قرار گرفت، شامل یک پوسته فولادی و یک توده کربن دار است که توسط گرمای متصاعد شد از سلول الکترولیزی پخته می‌شود. مواد کربن دار مورد استفاده در الکترودهای سادربرگ موادی از قبیل کک و آنتراسیت خرد شده هستند، که حرارت دیده و طبقه‌بندی می‌شوند. این مصالح با قیر یا روغن به عنوان اتصال دهنده ترکیب و سپس بریکت شده و در محفظه‌ها بارگیری می‌شوند. دمای محفظه‌ها در کنار سلول‌ها افزایش یافته و آندها در محل پخت می‌شوند. در این روش مقادیر زیادی از ترکیبات هیدروکربن دار آزاد می‌شود که از جمله معایب این روش نسبت به روش Prebaked می‌باشد. امروزه در سلول‌های مدرن معمولاً از الکترودهای پیش پخته استفاده می‌شود زیرا کنترل عملیات در آنهاآن‌ها راحت ترراحت‌تر است و راندمان انرژی بالاتر نسبت به روش سادربرگ دارند.