Γιατί το καθαρό οξείδιο του αλουμινίου αναμιγνύεται με κρυόλιθο πριν από την ηλεκτρόλυση;
Το καθαρό οξείδιο του αλουμινίου (AL2O3) έχει σημείο τήξης περίπου 2.050 ° C. Αυτό το υψηλό σημείο τήξης καθιστά δύσκολη και έντονη ενέργεια για να λιώσει την αλουμίνα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ηλεκτρόλυσης. Με την προσθήκη κρυολίτη (Na3Alf6) στην αλουμίνα, το σημείο τήξης του μείγματος μειώνεται σημαντικά. Ο κρυολίτης λιώνει στους περίπου 1.000 ° C και όταν αναμιγνύεται με αλουμίνα, σχηματίζει έναν τετηγμένο ηλεκτρολύτη με σημείο τήξης γύρω στους 950 ° C. Αυτό το χαμηλότερο σημείο τήξης επιτρέπει την αποτελεσματικότερη ηλεκτρόλυση εξοικονόμησης ενέργειας.
2. Ενισχυμένη ηλεκτρική αγωγιμότητα:
Το Pure Alumina είναι ένας ηλεκτρικός μονωτής, που σημαίνει ότι δεν διεξάγει καλά ηλεκτρική ενέργεια. Για να ενεργοποιηθεί η διαδικασία ηλεκτρόλυσης, η οποία περιλαμβάνει τη διέλευση ενός ηλεκτρικού ρεύματος μέσω του τετηγμένου ηλεκτρολύτη, προστίθεται κρυολίτης για τη βελτίωση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας του μίγματος. Ο κρυολίτης διαχωρίζεται σε ιόντα όταν διαλύεται στο τετηγμένο λουτρό, παρέχοντας ένα μέσο για τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος. Η παρουσία αυτών των ιόντων διευκολύνει την κίνηση των ηλεκτρονίων κατά τη διάρκεια της ηλεκτρόλυσης, επιτρέποντας τη μείωση των ιόντων αλουμινίου σε μεταλλικό αλουμίνιο.
3. Διάλυση της αλουμίνας:
Ο Cryolite λειτουργεί ως διαλύτης για αλουμίνα. Όταν ο κρυολίτης είναι τετηγμένος, διαλύει την αλουμίνα, σχηματίζοντας ένα ομοιόμορφο και ομοιογενές μίγμα. Αυτή η διάλυση είναι ζωτικής σημασίας για τη διαδικασία ηλεκτρόλυσης επειδή εξασφαλίζει ότι τα ιόντα αλουμινίου κατανέμονται ομοιόμορφα σε όλο τον ηλεκτρολύτη, επιτρέποντας την αποτελεσματική μείωση στην κάθοδο. Χωρίς κρυόλιθο, η αλουμίνα θα παραμείνει αιωρήθηκε στο τήγμα, παρεμποδίζοντας την αποτελεσματική ηλεκτρόλυση του αλουμινίου.
4. Μειωμένη απώλεια θερμότητας:
Ο κρυολίτης, λόγω του χαμηλότερου σημείου τήξης του, σχηματίζει ένα τετηγμένο στρώμα πάνω από το ηλεκτρολυτικό λουτρό. Αυτό το στρώμα λειτουργεί ως προστατευτικό φράγμα, μειώνοντας την απώλεια θερμότητας από το σύστημα. Με την ελαχιστοποίηση της απώλειας θερμότητας, βελτιώνεται η ενεργειακή απόδοση της διαδικασίας ηλεκτρόλυσης, με αποτέλεσμα το μειωμένο κόστος παραγωγής.
5. Πρόληψη του σχηματισμού διοξειδίου του άνθρακα:
Κατά τη διάρκεια της ηλεκτρόλυσης της αλουμίνας, υπάρχει κίνδυνος σχηματισμού διοξειδίου του άνθρακα λόγω της αντίδρασης μεταξύ του διοξειδίου του άνθρακα του ατμοσφαιρικού άνθρακα και της ανόδου άνθρακα. Αυτό το διοξείδιο του άνθρακα μπορεί να αντιδράσει με τον κρυόλιθο, με αποτέλεσμα τον σχηματισμό επιβλαβών αερίων όπως το τετραφθορίδιο άνθρακα (CF4) και το εξαφθοροαιθάνιο (C2F6). Ωστόσο, η παρουσία κρυολίτη βοηθά στην άμβλυνση αυτού του ζητήματος μειώνοντας τη μερική πίεση του διοξειδίου του άνθρακα στο ηλεκτρολυτικό κύτταρο, ελαχιστοποιώντας έτσι τον σχηματισμό αυτών των επιβλαβών υποπροϊόντων.
Συνοπτικά, η ανάμειξη του καθαρού οξειδίου του αργιλίου με κρυόλιθο πριν από την ηλεκτρόλυση είναι απαραίτητη για τη μείωση του σημείου τήξης, την ενίσχυση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας, την προώθηση της διάλυσης της αλουμίνας, τη μείωση της απώλειας θερμότητας και την ελαχιστοποίηση του σχηματισμού επιβλαβών αερίων. Με τη βελτιστοποίηση αυτών των παραγόντων, η διαδικασία ηλεκτρόλυσης γίνεται πιο αποτελεσματική, βιώσιμη και οικονομικά αποδοτική, επιτρέποντας την παραγωγή αλουμινίου υψηλής ποιότητας.
