በሆል ሄሮልት ሂደት እና በሆፕስ ሂደት መካከል ያለው ቁልፍ ልዩነት የHall Héroult ሂደት የአልሙኒየም ብረትን በ99.5% ንፅህና ይፈጥራል፣ሆፕስ ሂደት ግን የአሉሚኒየም ብረትን በ99.99% ንፅህና ያመነጫል።
የሆል ሄሮልት ሂደት እና የሆፕስ ሂደት ንጹህ የአሉሚኒየም ብረት ለማምረት አስፈላጊ ናቸው። እነዚህ ሁለቱም ሂደቶች ኤሌክትሮይክ ሂደቶች ናቸው. በእያንዳንዱ ሂደት የሚመረተው የአሉሚኒየም ብረት ንፅህና ከሌላው የተለየ ነው።
የሆል ሄሮልት ሂደት ምንድነው?
የሆል ሄሮልት ሂደት የአሉሚኒየም ብረትን ለማቅለጥ ዋናው የኢንዱስትሪ መስመር ነው። ይህ ሂደት የአልሙኒየም ኦክሳይድ ወይም alumina ከባኦክሲት ማዕድን (በቤየር ሂደት) ቀልጦ ክራዮላይት ውስጥ መፍታትን ያካትታል፣ ከዚያም የቀለጠውን የጨው መታጠቢያ በዓላማ በተሰራ ሕዋስ ውስጥ ኤሌክትሮላይዝ ማድረግን ያካትታል።በተለምዶ ይህ ሂደት በ 940-980 ሴልሺየስ ዲግሪ በኢንዱስትሪ ደረጃ ላይ ይካሄዳል. ከሁሉም በላይ ይህ ሂደት 99.5% ንጹህ የአሉሚኒየም ብረትን ያመርታል. ሆኖም ግን, በዚህ ሂደት ውስጥ እንደገና ጥቅም ላይ የዋለ አሉሚኒየምን አንጠቀምም ምክንያቱም ያ የአሉሚኒየም አይነት ኤሌክትሮይዚስ አያስፈልግም. የ Hall Héroult ሂደት በኤሌክትሮላይቲክ ምላሽ ወቅት የካርቦን ዳይኦክሳይድ ልቀት ምክንያት የአየር ንብረት ለውጥ አስተዋጽኦ ያደርጋል።
ይህ ሂደት አስፈላጊ ነው ምክንያቱም ኤለመንታል አልሙኒየም በውሃ አልሙኒየም ጨው ኤሌክትሮላይዜሽን ሊመረት ስለማይችል ሃይድሮኒየም ion በቀላሉ ኦክሳይድ ኤለመንት አልሙኒየምን ስለሚፈጥር። አብዛኛውን ጊዜ አልሙኒየም ኦክሳይድ በጣም ከፍተኛ የማቅለጫ ነጥብ አለው; ስለዚህ, የማቅለጫውን ነጥብ ዝቅ ለማድረግ በ cryolite ውስጥ መሟሟት ያስፈልገዋል. ይህ የኤሌክትሮላይዜሽን ሂደትን ቀላል ያደርገዋል.ይህ ሂደት የካርቦን ምንጭ ይፈልጋል፣ እሱም ብዙ ጊዜ ኮክ ነው።
ይህ ኤሌክትሮላይዝስ ሂደት ስለሆነ ካቶድ እና አኖድ መጠቀም አለብን። ብዙውን ጊዜ ኤሌክትሮዶች የሚሠሩት ከተጣራ ኮክ ነው. በካቶድ ውስጥ, የአሉሚኒየም ions ኤሌክትሮኖችን ይወስዳሉ, የአሉሚኒየም ብረትን ይፈጥራሉ. በአኖድ ውስጥ፣ ኦክሳይድ ions ከካርቦን አተሞች ከኮክ ጋር በማጣመር የካርቦን ሞኖክሳይድ ጋዝ ይፈጥራሉ። ይሁን እንጂ እንደ እውነቱ ከሆነ ከካርቦን ሞኖክሳይድ ጋዝ የበለጠ የካርቦን ዳይኦክሳይድ ጋዝ ይፈጠራል። በዚህ ሂደት ውስጥ ክሪዮላይት አልሙኒን በደንብ ሊሟሟ ስለሚችል የአልሙኒየም ማቅለጥ ነጥብን ወደ ታች ዝቅ ለማድረግ ይጠቅማል. ክሪዮላይት ደግሞ ኤሌክትሪክ ማካሄድ ይችላል; ስለዚህ, እንደ ኤሌክትሮይቲክ መካከለኛ ልንጠቀምበት እንችላለን. በተጨማሪም ክሪዮላይት ከአሉሚኒየም ብረት ጋር ሲወዳደር አነስተኛ መጠጋጋት አለው፣ ይህም ለኤሌክትሮላይዜሽን ሂደት አስፈላጊ ነው።
የሆፕስ ሂደት ምንድነው?
የሆፔስ ሂደት በጣም ከፍተኛ ንፅህና ያለውን የአሉሚኒየም ብረት ለማግኘት የሚጠቅም የኢንዱስትሪ ሂደት ነው። ሂደቱ በሳይንቲስት ዊልያም ሁፕስ ስም ተሰይሟል።ከ Hall Héroult ሂደት ልናገኘው የምንችለው የአሉሚኒየም ብረት 99% ያህል ንፅህና አለው። ለአብዛኛዎቹ አፕሊኬሽኖች ያ የንጽህና መጠን እንደ ንጹህ አልሙኒየም ይወሰዳል. ነገር ግን እጅግ በጣም ስሜታዊ ለሆኑ ዓላማዎች, ይህ ንፅህና በቂ አይደለም. ስለዚህ ተጨማሪ የአሉሚኒየምን የማጥራት ሂደት በሆፕስ ሂደት ሊከናወን ይችላል ይህም የኤሌክትሮላይት ሂደትም ነው።
የሆፔስ ሂደት ከታች ካርቦን ያለው የብረት ታንክ የያዘ ኤሌክትሮይቲክ ሴል ይጠቀማል። ለዚህ ሕዋስ አኖድ, ከመዳብ, ድፍድፍ አልሙኒየም ወይም ሲሊከን የቀለጠው ቅይጥ ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል. ይህ አኖድ የዚህን ኤሌክትሮይቲክ ሕዋስ ዝቅተኛውን ንብርብር ይመሰርታል. የቀለጠ የሶዲየም፣ የአሉሚኒየም እና የባሪየም ፍሎራይድ ድብልቅ የያዘ መካከለኛ ንብርብር አለ። የሚቀጥለው ንብርብር ቀልጦ አልሙኒየምን የያዘ የላይኛው የላይኛው ሽፋን ነው። የሴሉ ካቶድ በቀለጠ አልሙኒየም ውስጥ የተጠመቁ ሁለት ግራፋይት ዘንጎች ናቸው።
በኤሌክትሮላይዝስ ሂደት ውስጥ፣ ከሴሉ መካከለኛ ክፍል የሚገኘው የአሉሚኒየም ionዎች ወደ ላይኛው ሽፋን በመሸጋገር እነዚህ ionዎች ወደ ሚቀነሱበት ወደ ላይኛው ንብርብር በመሸጋገር ከካቶዴስ ሶስት ኤሌክትሮኖችን በማግኘት የአልሙኒየም ብረት ይፈጥራሉ።እዚህ, እኩል ቁጥር ያላቸው የአሉሚኒየም ions በታችኛው ሽፋን ውስጥ በተመሳሳይ ጊዜ (በአኖድ) ውስጥ ይሠራሉ. እነዚህ የአሉሚኒየም ions ወደ መካከለኛው ንብርብር ይሸጋገራሉ. ከጊዜ ወደ ጊዜ ከላይኛው ሽፋን ላይ የተጣራ አልሙኒየምን ማግኘት እንችላለን. የዚህ አሉሚኒየም ንፅህና 99.99% ገደማ ነው።
በሆል ሄሮልት ሂደት እና ሆፕስ ሂደት መካከል ያለው ልዩነት ምንድን ነው?
ሁለቱም የሆል ሄሮልት ሂደት እና ሁፕስ ሂደት የአሉሚኒየም ብረትን በከፍተኛ ንፅህና የሚያመርቱ ኤሌክትሮይቲክ ሂደቶች ናቸው። ነገር ግን፣ በሆል ሄሮልት ሂደት እና በሆፕስ ሂደት መካከል ያለው ቁልፍ ልዩነት የሆል ሄሮልት ሂደት የአሉሚኒየም ብረትን በ99.5% ንፅህና ሲፈጥር፣ ሁፕስ ሂደት ደግሞ 99.99% ንፁህ የሆነ የአሉሚኒየም ብረትን ያመርታል።
ከታች የመረጃ ቀረጻ በሃል ሄሮልት ሂደት እና በሆፕስ ሂደት መካከል በሠንጠረዡ መካከል ተጨማሪ ልዩነቶችን ይዘረዝራል።
ማጠቃለያ - የሆል ሄሮልት ሂደት vs ሁፕስ ሂደት
ለአብዛኛዎቹ አፕሊኬሽኖች፣ በHall Héroult ሂደት የሚገኘው የአሉሚኒየም ንፅህና እንደ ንፁህ አልሙኒየም ይቆጠራል። ነገር ግን እጅግ በጣም ስሜታዊ ለሆኑ ዓላማዎች, ይህ ንፅህና በቂ አይደለም. በእንደዚህ ዓይነት ሁኔታዎች, ተጨማሪ ማጽዳት ያስፈልገናል, ይህም በሆፕስ ሂደት ይከናወናል. በሆል ሄሮልት ሂደት እና በሆፕስ ሂደት መካከል ያለው ቁልፍ ልዩነት የ Hall Héroult ሂደት የአሉሚኒየም ብረትን በ99.5% ንፅህና ይፈጥራል ፣ሆፕስ ሂደት ግን የአሉሚኒየም ብረትን በ99.99% ንፅህና ያመርታል።
