Perbezaan utama antara Proses Hall Héroult dan proses Hoopes ialah proses Hall Héroult membentuk logam aluminium dengan ketulenan 99.5%, manakala proses Hoopes menghasilkan logam aluminium dengan ketulenan kira-kira 99.99%.
Proses Hall Héroult dan proses Hoopes adalah penting dalam menghasilkan logam aluminium tulen. Kedua-dua proses ini adalah proses elektrolitik. Ketulenan logam aluminium yang dihasilkan oleh setiap proses adalah berbeza antara satu sama lain.
Apakah itu Proses Hall Héroult?
Proses Hall Héroult ialah laluan perindustrian utama untuk peleburan logam aluminium. Proses ini melibatkan pelarutan aluminium oksida atau alumina yang diperoleh daripada mineral bauksit (melalui proses Bayer) dalam kriolit lebur, diikuti dengan elektrolisis mandi garam lebur dalam sel yang dibina khas. Biasanya, proses ini berlaku pada 940-980 darjah Celsius dalam aplikasi skala industri. Lebih penting lagi, proses ini menghasilkan kira-kira 99.5% logam aluminium tulen. Walau bagaimanapun, kami tidak menggunakan aluminium kitar semula dalam proses ini kerana jenis aluminium itu tidak memerlukan elektrolisis. Proses Hall Héroult cenderung menyumbang kepada perubahan iklim akibat pelepasan karbon dioksida semasa tindak balas elektrolitik.
Proses ini penting kerana unsur aluminium tidak boleh dihasilkan melalui elektrolisis garam aluminium berair kerana ion hidronium mudah mengoksidakan unsur aluminium. Biasanya, aluminium oksida mempunyai takat lebur yang sangat tinggi; oleh itu, ia perlu dilarutkan dalam kriolit untuk menurunkan takat lebur. Ini menjadikan proses elektrolisis lebih mudah. Proses ini memerlukan sumber karbon, yang selalunya adalah kok.
Memandangkan ini adalah proses elektrolisis, kita perlu menggunakan katod dan anod. Biasanya, elektrod diperbuat daripada kok yang telah dimurnikan. Pada katod, ion aluminium mengambil elektron, membentuk logam aluminium. Di anod, ion oksida bergabung dengan atom karbon daripada kok untuk membentuk gas karbon monoksida. Walau bagaimanapun, pada hakikatnya, lebih banyak gas karbon dioksida terbentuk daripada gas karbon monoksida. Dalam proses ini, kriolit digunakan untuk menjatuhkan takat lebur alumina kerana ia boleh melarutkan alumina dengan baik. Cryolite juga mampu mengalirkan elektrik; oleh itu, kita boleh menggunakannya sebagai medium elektrolitik. Tambahan pula, kriolit mempunyai ketumpatan yang rendah berbanding logam aluminium, yang merupakan keperluan untuk proses elektrolisis.
Apakah Proses Gelung?
Proses Hoopes ialah proses perindustrian yang berguna untuk mendapatkan logam aluminium dengan ketulenan yang sangat tinggi. Proses itu dinamakan sempena nama saintis William Hoopes. Logam aluminium yang boleh kita perolehi daripada proses Hall Héroult mempunyai ketulenan kira-kira 99%. Untuk kebanyakan aplikasi, jumlah ketulenan itu diambil sebagai aluminium tulen. Tetapi untuk tujuan yang sangat sensitif, kesucian ini tidak mencukupi. Oleh itu, penulenan lanjut aluminium boleh dilakukan melalui proses Hoopes, yang juga merupakan proses elektrolitik.
Proses Hoopes menggunakan sel elektrolitik yang mengandungi tangki besi dengan karbon di bahagian bawah. Untuk anod sel ini, aloi lebur kuprum, aluminium mentah atau silikon boleh digunakan. Anod ini membentuk lapisan paling bawah sel elektrolitik ini. Terdapat lapisan tengah yang mengandungi campuran cair fluorida natrium, aluminium dan barium. Lapisan seterusnya ialah lapisan paling atas yang mengandungi aluminium cair. Katod sel ialah dua batang grafit yang dicelup dalam aluminium cair.
Semasa proses elektrolisis, ion aluminium dari lapisan tengah sel cenderung berhijrah ke arah lapisan atas di mana ion ini berkurangan, membentuk logam aluminium dengan memperoleh tiga elektron daripada katod. Di sini, bilangan ion aluminium yang sama terbentuk di lapisan bawah pada masa yang sama (di anod). Ion aluminium ini kemudiannya berhijrah ke lapisan tengah. Kita boleh mendapatkan aluminium tulen yang ditoreh dari lapisan atas dari semasa ke semasa. Ketulenan aluminium ini adalah kira-kira 99.99%.
Apakah Perbezaan Antara Proses Hall Héroult dan Proses Hoopes?
Kedua-dua proses Hall Héroult dan proses Hoopes adalah proses elektrolitik yang menghasilkan logam aluminium dengan ketulenan tinggi. Walau bagaimanapun, perbezaan utama antara Proses Hall Héroult dan proses Hoopes ialah proses Hall Héroult membentuk logam aluminium dengan ketulenan 99.5%, manakala proses Hoopes menghasilkan logam aluminium dengan ketulenan kira-kira 99.99%.
Di bawah maklumat grafik menyenaraikan lebih banyak perbezaan antara Proses Hall Héroult dan proses Hoopes dalam bentuk jadual.
Ringkasan – Proses Hall Héroult vs Proses Hoopes
Untuk kebanyakan aplikasi, ketulenan aluminium yang diperoleh melalui proses Hall Héroult dianggap sebagai aluminium tulen. Tetapi untuk tujuan yang sangat sensitif, kesucian ini tidak mencukupi. Dalam keadaan sedemikian, kita memerlukan pembersihan lanjut, yang dilakukan oleh proses Hoopes. Perbezaan utama antara Proses Hall Héroult dan proses Hoopes ialah proses Hall Héroult membentuk logam aluminium dengan ketulenan 99.5%, manakala proses Hoopes menghasilkan logam aluminium dengan ketulenan kira-kira 99.99%.
