ذوب آلومینیوم: تفاوت میان نسخه‌ها
محتوای حذف‌شده محتوای افزوده‌شده
جز ربات ردهٔ همسنگ (۳۰.۱) +مرتب (۱۴.۹ core): + رده:صنعت آلومینیم |
|||
خط ۵:
== طرح کلی یک واحد استخراج آلومینیوم ==
فرایند [[برق‌کافت|الکترولیز]]
یک واحد ذوب آلومینیوم 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 آلومینیوم 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 دسته‌ای {{به انگلیسی|Batch}} اجرا می‌شود و فلز آلومینیوم جمع شده در پایین گلدان‌ها به صورت دوره‌ای خالی می‌شود. در کشورهای زیادی به ویژه [[استرالیا]]، این واحدهای ذوب اکثراً برای کنترل تقاضای [[تورین برقی|شبکه برق]] مورد استفاده قرار می‌گیرند و در نتیجه برق می‌تواند با قیمت بسیار مناسبی در اختیار آن‌ها 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.
== اصول و قواعد ==
آلومینا عموماً در دمای ۹۶۰ درجه سانتی گراد در نمک [[کریولیت]] مذاب حل می‌شود. معادلات
:Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> + 3/2C = 2Al + 3/2CO<sub>2</sub>: ΔG° = 264460 + 3.75 TlogT - 92.52 T cal
خط ۱۶:
:Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> + 3C = 2Al + 3CO: ΔG° = 325660 + 3.75 TlogT - 155.07 T cal
گرچه تشکیل مونوکسید کربن(CO) در این دما از لحاظ ترمودینامیکی مطلوب می‌باشد، ولی وجود میزان قابل توجه ولتاژ موجب تغییر تعادل ترمودینامیکی و تولید مخلوط CO و CO2 می‌شود.<ref>K. Grjotheim and C. Krohn, Aluminium electrolysis: The chemistry of the Hall-Heroult process: Aluminium-Verlag GmbH, 1977.</ref><ref>F. Habashi, Handbook of Extractive Metallurgy vol. 2: Wiley-VCH, 1997.</ref> در نتیجه الکترولیز، آندهای کربنی مصرف شده و در نتیجه باعث مصرف انرژی بالا و انتشار [[گاز گلخانه‌ای|گازهای
واکنش Boudouard نیز می‌تواند به عنوان یک واکنش جانبی در این فرایند رخ دهد:
| |||