ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างกระบวนการ Hall Héroult และกระบวนการ Hoopes คือกระบวนการ Hall Héroult สร้างโลหะอลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์ 99.5% ในขณะที่กระบวนการ Hoopes ผลิตโลหะอลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์ประมาณ 99.99%
กระบวนการ Hall Héroult และ Hoopes มีความสำคัญในการผลิตโลหะอลูมิเนียมบริสุทธิ์ กระบวนการทั้งสองนี้เป็นกระบวนการอิเล็กโทรไลต์ ความบริสุทธิ์ของโลหะอลูมิเนียมที่ผลิตโดยแต่ละกระบวนการนั้นแตกต่างกัน
กระบวนการ Hall Héroult คืออะไร
กระบวนการ Hall Héroult เป็นเส้นทางอุตสาหกรรมหลักสำหรับการถลุงโลหะอลูมิเนียม กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการละลายของอะลูมิเนียมออกไซด์หรืออลูมินาซึ่งได้มาจากแร่บอกไซต์ (ผ่านกระบวนการไบเออร์) ในไครโอไลต์หลอมเหลว ตามด้วยอิเล็กโทรไลต์อ่างเกลือหลอมเหลวในเซลล์ที่สร้างขึ้นโดยเฉพาะโดยปกติ กระบวนการนี้จะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิ 940-980 องศาเซลเซียสในการใช้งานในระดับอุตสาหกรรม ที่สำคัญกว่านั้น กระบวนการนี้ผลิตโลหะอะลูมิเนียมบริสุทธิ์ได้ประมาณ 99.5% อย่างไรก็ตาม เราไม่ใช้อะลูมิเนียมรีไซเคิลในกระบวนการนี้ เนื่องจากอะลูมิเนียมประเภทนั้นไม่ต้องการอิเล็กโทรไลซิส กระบวนการ Hall Héroult มีแนวโน้มที่จะมีส่วนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเนื่องจากการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ระหว่างปฏิกิริยาอิเล็กโทรไลต์
กระบวนการนี้สำคัญเพราะว่าอะลูมิเนียมเป็นองค์ประกอบไม่สามารถผลิตได้ด้วยกระแสไฟฟ้าของเกลืออะลูมิเนียมที่เป็นน้ำ เนื่องจากไฮโดรเนียมไอออนจะทำให้เกิดออกไซด์ของอะลูมิเนียมได้ง่าย โดยปกติ อะลูมิเนียมออกไซด์จะมีจุดหลอมเหลวสูงมาก จึงต้องละลายในไครโอไลต์เพื่อลดจุดหลอมเหลว ทำให้กระบวนการอิเล็กโทรลิซิสง่ายขึ้นกระบวนการนี้ต้องใช้แหล่งคาร์บอน ซึ่งมักจะเป็นโค้ก
เนื่องจากเป็นกระบวนการอิเล็กโทรลิซิส เราจำเป็นต้องใช้แคโทดและแอโนด โดยปกติอิเล็กโทรดจะทำจากโค้กบริสุทธิ์ ที่แคโทด อะลูมิเนียมไอออนจะนำอิเล็กตรอนไปก่อตัวเป็นโลหะอะลูมิเนียม ที่ขั้วบวก ออกไซด์ของไอออนจะรวมกับอะตอมของคาร์บอนจากโค้กเพื่อสร้างก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ อย่างไรก็ตาม ในความเป็นจริง ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ก่อตัวขึ้นมากกว่าก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ ในขั้นตอนนี้ ไครโอไลต์จะใช้ในการดรอปจุดหลอมเหลวของอลูมินา เนื่องจากสามารถละลายอลูมินาได้ดี Cryolite สามารถนำไฟฟ้าได้ ดังนั้นเราจึงสามารถใช้เป็นสื่ออิเล็กโทรไลต์ได้ นอกจากนี้ ไครโอไลต์ยังมีความหนาแน่นต่ำเมื่อเทียบกับโลหะอะลูมิเนียม ซึ่งเป็นข้อกำหนดสำหรับกระบวนการอิเล็กโทรลิซิส
กระบวนการ Hoopes คืออะไร
กระบวนการ Hoopes เป็นกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่มีประโยชน์เพื่อให้ได้โลหะอลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์สูงมาก กระบวนการนี้ตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์ William Hoopesโลหะอลูมิเนียมที่เราได้จากกระบวนการ Hall Héroult มีความบริสุทธิ์ประมาณ 99% สำหรับการใช้งานส่วนใหญ่ ปริมาณความบริสุทธิ์นั้นจะถูกนำมาเป็นอะลูมิเนียมบริสุทธิ์ แต่สำหรับจุดประสงค์ที่ละเอียดอ่อนอย่างยิ่ง ความบริสุทธิ์นี้ไม่เพียงพอ ดังนั้น การทำให้อะลูมิเนียมบริสุทธิ์เพิ่มเติมสามารถทำได้โดยกระบวนการ Hoopes ซึ่งเป็นกระบวนการอิเล็กโทรไลต์เช่นกัน
กระบวนการ Hoopes ใช้เซลล์อิเล็กโทรไลต์ซึ่งมีถังเหล็กที่มีคาร์บอนอยู่ด้านล่าง สำหรับแอโนดของเซลล์นี้ สามารถใช้โลหะผสมทองแดง อะลูมิเนียมดิบ หรือซิลิกอนที่หลอมเหลวได้ แอโนดนี้สร้างชั้นล่างสุดของเซลล์อิเล็กโทรไลต์นี้ มีชั้นกลางที่มีส่วนผสมของฟลูออไรด์ของโซเดียม อะลูมิเนียม และแบเรียมที่หลอมละลาย ชั้นถัดไปเป็นชั้นบนสุดซึ่งมีอะลูมิเนียมหลอมเหลว แคโทดของเซลล์คือแท่งกราไฟท์สองแท่งที่จุ่มลงในอะลูมิเนียมหลอมเหลว
ในระหว่างกระบวนการอิเล็กโทรลิซิส อะลูมิเนียมไอออนจากชั้นกลางของเซลล์มักจะเคลื่อนตัวไปยังชั้นบนโดยที่ไอออนเหล่านี้ลดลง ทำให้เกิดโลหะอลูมิเนียมโดยการรับอิเล็กตรอนสามตัวจากแคโทดที่นี่จำนวนเท่ากันของอลูมิเนียมไอออนก่อตัวในชั้นล่างในเวลาเดียวกัน (ที่ขั้วบวก) ไอออนอะลูมิเนียมเหล่านี้จะย้ายไปยังชั้นกลาง เราสามารถดึงอะลูมิเนียมบริสุทธิ์ออกจากชั้นบนได้เป็นครั้งคราว ความบริสุทธิ์ของอะลูมิเนียมนี้อยู่ที่ประมาณ 99.99%
ความแตกต่างระหว่างกระบวนการ Hall Héroult และกระบวนการ Hoopes คืออะไร
ทั้งกระบวนการ Hall Héroult และ Hoopes เป็นกระบวนการอิเล็กโทรไลต์ที่ผลิตโลหะอลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์สูง อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างกระบวนการ Hall Héroult และกระบวนการ Hoopes คือกระบวนการ Hall Héroult สร้างโลหะอลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์ 99.5% ในขณะที่กระบวนการ Hoopes ผลิตโลหะอลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์ประมาณ 99.99%
ด้านล่างอินโฟกราฟิกแสดงความแตกต่างเพิ่มเติมระหว่างกระบวนการ Hall Héroult และกระบวนการ Hoopes ในรูปแบบตาราง
สรุป – กระบวนการ Hall Héroult vs กระบวนการ Hoopes
สำหรับการใช้งานส่วนใหญ่ ความบริสุทธิ์ของอะลูมิเนียมที่ได้จากกระบวนการ Hall Héroult ถือเป็นอะลูมิเนียมบริสุทธิ์ แต่สำหรับจุดประสงค์ที่ละเอียดอ่อนอย่างยิ่ง ความบริสุทธิ์นี้ไม่เพียงพอ ในกรณีดังกล่าว เราต้องการการทำให้บริสุทธิ์เพิ่มเติม ซึ่งทำโดยกระบวนการของ Hoopes ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างกระบวนการ Hall Héroult และกระบวนการ Hoopes คือกระบวนการ Hall Héroult สร้างโลหะอลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์ 99.5% ในขณะที่กระบวนการ Hoopes ผลิตโลหะอลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์ประมาณ 99.99%
