Hall Héroult jarayoni va Hoopes jarayoni o'rtasidagi asosiy farq shundaki, Hall Héroult jarayoni 99,5% tozalikdagi alyuminiy metallni hosil qiladi, Hoopes jarayoni esa taxminan 99,99% tozalik bilan alyuminiy metall ishlab chiqaradi.
Hall Héroult jarayoni va Hoopes jarayoni sof alyuminiy metall ishlab chiqarishda muhim ahamiyatga ega. Bu ikkala jarayon ham elektrolitik jarayonlardir. Har bir jarayonda ishlab chiqarilgan alyuminiy metallning tozaligi bir-biridan farq qiladi.
Hall Héroult jarayoni nima?
Hall Héroult jarayoni alyuminiy metallini eritishning asosiy sanoat yo'lidir. Bu jarayon boksit mineralidan (Bayer jarayoni orqali) olingan alyuminiy oksidi yoki alumina oksidini eritilgan kriolitda eritib, keyin eritilgan tuz hammomini maxsus qurilgan hujayrada elektroliz qilishni o'z ichiga oladi. Odatda, bu jarayon sanoat miqyosidagi ilovalarda 940-980 Selsiy darajasida sodir bo'ladi. Eng muhimi, bu jarayonda taxminan 99,5% sof alyuminiy metall ishlab chiqariladi. Biroq, biz bu jarayonda qayta ishlangan alyuminiydan foydalanmaymiz, chunki bu turdagi alyuminiy elektrolizni talab qilmaydi. Hall Héroult jarayoni elektrolitik reaksiya paytida karbonat angidrid chiqishi tufayli iqlim o‘zgarishiga hissa qo‘shadi.
Bu jarayon juda muhim, chunki gidroniy ioni elementar alyuminiyni oson oksidlaydi, chunki elementar alyuminiyni suvli alyuminiy tuzining elektrolizi orqali olish mumkin emas. Odatda, alyuminiy oksidi juda yuqori erish nuqtasiga ega; shuning uchun erish nuqtasini pasaytirish uchun uni kriolitda eritish kerak. Bu elektroliz jarayonini osonlashtiradi. Bu jarayon ko'pincha koks bo'lgan uglerod manbasini talab qiladi.
Bu elektroliz jarayoni boʻlgani uchun biz katod va anoddan foydalanishimiz kerak. Odatda, elektrodlar tozalangan koksdan tayyorlanadi. Katodda alyuminiy ionlari elektronlarni olib, alyuminiy metallni hosil qiladi. Anodda oksid ionlari koksdagi uglerod atomlari bilan birlashadi va uglerod oksidi gazini hosil qiladi. Biroq, aslida, karbonat angidrid gazidan ko'ra ko'proq karbonat angidrid gazi hosil bo'ladi. Ushbu jarayonda aluminaning erish nuqtasini tushirish uchun kriolit ishlatiladi, chunki u aluminani yaxshi eritishi mumkin. Kriolit ham elektr tokini o'tkazishga qodir; Shunday qilib, biz uni elektrolitik vosita sifatida ishlatishimiz mumkin. Bundan tashqari, kriolit alyuminiy metallga nisbatan past zichlikka ega, bu elektroliz jarayoni uchun zarurdir.
Hoopes jarayoni nima?
Hoopes jarayoni juda yuqori tozalikdagi alyuminiy metall olish uchun foydali bo'lgan sanoat jarayonidir. Jarayon olim Uilyam Xups sharafiga nomlangan. Biz Hall Héroult jarayonidan oladigan alyuminiy metallning tozaligi taxminan 99% ni tashkil qiladi. Ko'pgina ilovalar uchun bu tozalik miqdori sof alyuminiy sifatida qabul qilinadi. Ammo o'ta nozik maqsadlar uchun bu tozalik etarli emas. Shuning uchun alyuminiyni keyingi tozalash Hoopes jarayoni orqali amalga oshirilishi mumkin, bu ham elektrolitik jarayondir.
Hoopes jarayoni pastki qismida uglerodli temir idishni o'z ichiga olgan elektrolitik hujayradan foydalanadi. Ushbu hujayraning anodi uchun mis, xom alyuminiy yoki kremniyning eritilgan qotishmasidan foydalanish mumkin. Ushbu anod ushbu elektrolitik hujayraning eng pastki qatlamini tashkil qiladi. Natriy, alyuminiy va bor ftoridlarining erigan aralashmasini o'z ichiga olgan o'rta qatlam mavjud. Keyingi qatlam eritilgan alyuminiyni o'z ichiga olgan eng yuqori qatlamdir. Hujayraning katodi eritilgan alyuminiyga botirilgan ikkita grafit tayoqchadir.
Elektroliz jarayonida hujayraning o'rta qatlamidagi alyuminiy ionlari yuqori qatlamga ko'chib o'tishga moyil bo'lib, bu ionlar kamayadi va katodlardan uchta elektron olish orqali alyuminiy metallni hosil qiladi. Bu erda bir vaqtning o'zida (anodda) pastki qatlamda teng miqdordagi alyuminiy ionlari hosil bo'ladi. Keyinchalik bu alyuminiy ionlari o'rta qatlamga o'tadi. Biz vaqti-vaqti bilan yuqori qatlamdan tozalangan alyuminiyni olishimiz mumkin. Ushbu alyuminiyning tozaligi taxminan 99,99% ni tashkil qiladi.
Hall Héroult jarayoni va Hoopes jarayoni o'rtasidagi farq nima?
Hall Héroult jarayoni ham, Hoopes jarayoni ham elektrolitik jarayonlar bo'lib, yuqori tozalikdagi alyuminiy metall ishlab chiqaradi. Biroq, Hall Héroult jarayoni va Hoopes jarayoni o'rtasidagi asosiy farq shundaki, Hall Héroult jarayoni 99,5% tozalik bilan alyuminiy metall hosil qiladi, Hoopes jarayoni esa taxminan 99,99% tozalik bilan alyuminiy metall ishlab chiqaradi.
Quyida infografikada Hall Héroult Process va Hoopes jarayoni oʻrtasidagi koʻproq farqlar jadval koʻrinishida keltirilgan.
Xulosa – Hall Héroult jarayoni va Hoopes jarayoni
Ko'pgina ilovalar uchun Hall Héroult jarayoni orqali olingan alyuminiyning tozaligi sof alyuminiy sifatida qabul qilinadi. Ammo o'ta nozik maqsadlar uchun bu tozalik etarli emas. Bunday hollarda biz Hoopes jarayoni orqali amalga oshiriladigan qo'shimcha tozalashga muhtojmiz. Hall Héroult jarayoni va Hoopes jarayoni o'rtasidagi asosiy farq shundaki, Hall Héroult jarayoni 99,5% tozalikdagi alyuminiy metallni hosil qiladi, Hoopes jarayoni esa taxminan 99,99% tozalik bilan alyuminiy metall ishlab chiqaradi.
