Unterschied zwischen Hall Héroult -Prozess und Hoopes -Prozess

Der Schlüsselunterschied Zwischen Hall Héroult Prozess und Hoopes -Prozess ist das Hall Héroult Prozess bildet Aluminiummetall mit 99.5% Reinheit, während Hoopes -Prozess Aluminiummetall mit etwa 99 produziert.99% Reinheit.

Hall Héroult -Prozess und Hoopes -Prozess sind wichtig für die Herstellung von reinem Aluminiummetall. Beide Prozesse sind elektrolytische Prozesse. Die Reinheit des von jedem Prozess erzeugten Aluminiummetalls unterscheidet sich voneinander.

INHALT

1. Überblick und wichtiger Unterschied
2. Was ist Hall Héroult -Prozess
3. Was ist Hoopes -Prozess
4. Seite an Seite Vergleich - Hall Héroult -Prozess gegen Hoopes -Prozess in tabellarischer Form
5. Zusammenfassung

Was ist Hall Héroult -Prozess?

Hall Héroultprozess ist die wichtigste industrielle Route für das Schmelzen von Aluminiummetall. Dieses Verfahren beinhaltet das Auflösen von Aluminiumoxid oder Aluminiumoxid, das aus dem Bauxit-Mineral (durch Bayer-Prozess) in geschmolzenem Kryolith erhalten wird, gefolgt von Elektrolyzieren des geschmolzenen Salzbades in einer speziell gebauten Zelle. In der Regel erfolgt dieser Prozess bei 940-980 Celsius-Abschlüssen in Anwendungen im Industriemaßstab. Noch wichtiger ist, dass dieser Prozess etwa 99 produziert.5% reines Aluminiummetall. In diesem Prozess verwenden wir jedoch kein recyceltes Aluminium, da diese Art von Aluminium keine Elektrolyse erfordert. Hall Héroultprozess trägt tendenziell zum Klimawandel aufgrund der Emission von Kohlendioxid während der elektrolytischen Reaktion bei.

Dieser Prozess ist wichtig, da elementares Aluminium nicht durch die Elektrolyse eines wässrigen Aluminiumsalzes erzeugt werden kann. Normalerweise hat Aluminiumoxid einen sehr hohen Schmelzpunkt; Daher muss es in Kryolith gelöst werden, um den Schmelzpunkt zu senken. Dies erleichtert den Elektrolyseprozess. Dieser Prozess erfordert eine Kohlenstoffquelle, die oft Koks ist.

Da dies ein Elektrolyseprozess ist, müssen wir eine Kathode und eine Anode verwenden. Normalerweise bestehen die Elektroden aus gereinigter Koks. In der Kathode nehmen Aluminiumionen Elektronen und bilden Aluminiummetall. An der Anode verbinden sich Oxidionen mit Kohlenstoffatomen von Koks, um Kohlenmonoxidgas zu bilden. In der Realität wird jedoch viel mehr Kohlendioxidgas gebildet als Kohlenmonoxidgas. In diesem Prozess wird Kryolith verwendet, um den Schmelzpunkt von Aluminiumoxid fallen zu lassen. Kryolith ist auch in der Lage, Strom zu leiten; Somit können wir es als elektrolytisches Medium verwenden. Darüber hinaus hat Kryolith eine geringe Dichte im Vergleich zu Aluminiummetall, was eine Voraussetzung für den Elektrolyseprozess ist.

Was ist Hoopes -Prozess?

Hoopes -Prozess ist ein industrielles Prozess, der nützlich ist, um Aluminiummetall mit sehr hoher Reinheit zu erhalten. Der Prozess wurde nach dem Wissenschaftler William Hoopes benannt. Das Aluminiummetall, das wir von Hall Héroult Process erhalten können, hat eine Reinheit von etwa 99%. Für die meisten Anwendungen wird diese Reinheit als reines Aluminium angesehen. Für extrem empfindliche Zwecke reicht diese Reinheit jedoch nicht aus. Daher kann eine weitere Reinigung von Aluminium durch den Hoopes -Prozess durchgeführt werden, der auch ein elektrolytischer Prozess ist.

Hoopes -Prozess verwendet eine elektrolytische Zelle, die einen Eisentank mit Kohlenstoff am Boden enthält. Für die Anode dieser Zelle kann eine geschmolzene Legierung von Kupfer, Rohaluminium oder Silizium verwendet werden. Dieser Anode bildet die unterste Schicht dieser elektrolytischen Zelle. Es gibt eine mittlere Schicht, die eine geschmolzene Mischung aus Fluoriden aus Natrium, Aluminium und Barium enthält. Die nächste Schicht ist die oberste Schicht, die geschmolzenes Aluminium enthält. Die Kathode der Zelle besteht aus zwei Graphitstäben, die in geschmolzenem Aluminium getaucht sind.

Während des Elektrolyseprozesses wandern Aluminiumionen aus der mittleren Schicht der Zelle dazu, in Richtung der oberen Schicht zu wandern, wo diese Ionen reduziert werden, wodurch Aluminiummetall bildet, indem drei Elektronen aus den Kathen gewonnen werden. Hier bilden sich eine gleiche Anzahl von Aluminiumionen gleichzeitig in der unteren Schicht (an der Anode). Diese Aluminiumionen wandern dann zur mittleren Schicht. Von Zeit zu Zeit können wir reines Aluminium erhalten. Die Reinheit dieses Aluminiums beträgt ungefähr 99.99%.

Was ist der Unterschied zwischen Hall Héroult -Prozess und Hoopes -Prozess?

Sowohl Hall Héroult -Prozess als auch Hoopes -Prozess sind elektrolytische Prozesse, die Aluminiummetall mit hoher Reinheit erzeugen. Der Hauptunterschied zwischen Hall Héroult -Prozess und Hoopes -Prozess besteht jedoch darin, dass Hall Héroult -Prozess Aluminiummetall mit 99 bildet.5% Reinheit, während Hoopes -Prozess Aluminiummetall mit etwa 99 produziert.99% Reinheit.

Nachfolgend Infografik listet mehr Unterschiede zwischen Hall Héroultprozess und Hoopes -Prozess in tabellarischer Form auf.

Zusammenfassung -Hall Héroult -Prozess gegen Hoopes -Prozess

Für die meisten Anwendungen wird die Reinheit des durch Hall Héroult -Prozesses erhaltenen Aluminiums als reines Aluminium angesehen. Für extrem empfindliche Zwecke reicht diese Reinheit jedoch nicht aus. In solchen Fällen benötigen wir eine weitere Reinigung, was durch Hoopes -Prozess durchgeführt wird. Der Hauptunterschied zwischen Hall Héroult -Prozess und Hoopes -Prozess besteht darin, dass Hall Héroult -Prozess Aluminiummetall mit 99 bildet.5% Reinheit, während Hoopes -Prozess Aluminiummetall mit etwa 99 produziert.99% Reinheit.

Referenz:

1. Hall-Héroult-Prozess. (2020, 21. September). Abgerufen am 15. Oktober 2020, hier erhältlich.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. "Hall-Heroult-KK-2008-12-31" von Kashkhan in englischer Wikipedia (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia