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PROCESO HALL-HERAULT
El proceso Hall – Héroult es el principal proceso industrial para la fundición de aluminio. Consiste en disolver óxido de aluminio (alúmina) (que se obtiene con mayor frecuencia a partir de la bauxita, el principal mineral del aluminio, mediante el proceso Bayer) en criolita fundida y electrolizar el baño de sal fundida, normalmente en una celda especialmente diseñada. El proceso Hall – Héroult aplicado a escala industrial ocurre a 940–980 ° C y produce 99,5–99,8% de aluminio puro. El aluminio reciclado no requiere electrólisis, por lo que no termina en este proceso. Este proceso la alúmina se descompone en aluminio y oxigeno molecular. Como el aluminio es más denso que la criolita se deposita en el fondo de la cuba, de forma que queda protegido de la oxidación a altas temperaturas. El oxígeno se deposita sobre los electrodos de carbón, quemándose y produciendo dióxido de carbono.
Reacción global: 2 Al 2 O 3 + 3 C → 4Al +^3 CO 2
RECICLAJE DEL ALUMINIO
Para la producción de cada kilogramo de aluminio se requiere 2 kg de alúmina. Ventajas del Reciclaje. El aluminio puede ser procesado una y otra vez sin que se pierda su calidad, ahorrando energía y material. Reciclando un kilogramo de aluminio se pueden ahorrar 8 kilogramos de bauxita, 4 kilogramos de productos químicos y 14 kw/h de electricidad. PARÁMETROS DEL PROCESO SON LOS SIGUIENTES Tensión: 5-6 V
Densidad de corriente: 1.5- 3 A/ cm^2
Los electrodos han de estar siempre a la misma altura, por lo que hay que regularlos ya que se van descomponiendo durante la reacción. Hay que controlar que la proporcionan de alúmina sea constante durante el proceso, por lo que habrá que ir vertiendo mas según avance el proceso. ELECTRODOS Los electrodos de las células son en su mayoría coque que se ha purificado a altas temperaturas. Se utiliza resina de brea o alquitrán como aglutinante. Los materiales que se utilizan con mayor frecuencia en ánodos, coque y resina de brea, son principalmente residuos de la industria del petróleo y deben tener una pureza lo suficientemente alta para que no acaben impurezas en el aluminio fundido o el electrolito. Hay dos tecnologías principales de ánodo que utilizan el proceso Hall – Héroult: la tecnología Söderberg y la tecnología precocida. En las celdas que utilizan ánodos de Söderberg o autohorneantes, hay un solo ánodo por celda de electrólisis. El ánodo está contenido dentro de un marco y, como la parte inferior del ánodo se convierte principalmente en CO 2 durante la electrólisis, el ánodo pierde masa y, al ser (hall-herault, s.f)amorfo, se hunde lentamente dentro de su marco. Se agrega continuamente más material a la parte superior del ánodo en forma de briquetas hechas de coque y brea. El calor perdido de la operación de fundición se usa para hornear las briquetas en la forma de carbono requerida para la reacción con alúmina. El proceso de horneado en los ánodos de Söderberg durante la electrólisis libera más PAH cancerígenos y otros contaminantes que la electrólisis con ánodos precocidos y, en parte por esta razón, las celdas que utilizan ánodos precocidos se han vuelto más comunes en la industria del aluminio. Se agrega más alúmina al electrolito desde los lados del ánodo de Söderberg después de que se rompe la costra en la parte superior de la mezcla de electrolitos.
