La principale différence entre le procédé Hall Héroult et le procédé Hoopes est que le procédé Hall Héroult forme de l'aluminium métallique avec une pureté de 99,5 %, tandis que le procédé Hoopes produit de l'aluminium métallique avec une pureté d'environ 99,99 %.
Le procédé Hall Héroult et le procédé Hoopes sont importants dans la production d'aluminium pur. Ces deux processus sont des processus électrolytiques. La pureté de l'aluminium métallique produit par chaque procédé est différente l'une de l'autre.
Qu'est-ce que le procédé Hall Héroult ?
Hall Le procédé Héroult est la voie industrielle majeure pour la fusion de l'aluminium métal. Ce processus implique la dissolution d'oxyde d'aluminium ou d'alumine qui est obtenu à partir de minerai de bauxite (par le procédé Bayer) dans de la cryolite fondue, suivie de l'électrolyse du bain de sel fondu dans une cellule spécialement conçue. En règle générale, ce processus se déroule à 940-980 degrés Celsius dans les applications à l'échelle industrielle. Plus important encore, ce processus produit environ 99,5 % d'aluminium pur. Cependant, nous n'utilisons pas d'aluminium recyclé dans ce processus car ce type d'aluminium ne nécessite aucune électrolyse. Le procédé Hall Héroult a tendance à contribuer au changement climatique en raison de l'émission de dioxyde de carbone lors de la réaction électrolytique.
Ce processus est important car l'aluminium élémentaire ne peut pas être produit par l'électrolyse d'un sel d'aluminium aqueux puisque l'ion hydronium oxyde facilement l'aluminium élémentaire. Habituellement, l'oxyde d'aluminium a un point de fusion très élevé; par conséquent, il doit être dissous dans de la cryolite afin d'abaisser le point de fusion. Cela facilite le processus d'électrolyse. Ce processus nécessite une source de carbone, qui est souvent du coke.
Puisqu'il s'agit d'un processus d'électrolyse, nous devons utiliser une cathode et une anode. Habituellement, les électrodes sont en coke purifié. À la cathode, les ions d'aluminium prennent des électrons, formant de l'aluminium métallique. A l'anode, les ions oxydes se combinent avec les atomes de carbone du coke pour former du monoxyde de carbone. Cependant, en réalité, il se forme beaucoup plus de dioxyde de carbone que de monoxyde de carbone. Dans ce processus, la cryolite est utilisée pour abaisser le point de fusion de l'alumine car elle peut bien dissoudre l'alumine. La cryolite est également capable de conduire l'électricité; ainsi, nous pouvons l'utiliser comme milieu électrolytique. De plus, la cryolite a une faible densité par rapport à l'aluminium métallique, ce qui est une exigence pour le processus d'électrolyse.
Qu'est-ce que le processus Hoopes ?
Le procédé Hoopes est un procédé industriel permettant d'obtenir de l'aluminium métallique de très haute pureté. Le processus a été nommé d'après le scientifique William Hoopes. L'aluminium métallique que l'on peut obtenir du procédé Hall Héroult a une pureté d'environ 99 %. Pour la plupart des applications, cette quantité de pureté est considérée comme de l'aluminium pur. Mais pour des usages extrêmement sensibles, cette pureté ne suffit pas. Par conséquent, une purification supplémentaire de l'aluminium peut être effectuée par le procédé Hoopes, qui est également un procédé électrolytique.
Le procédé Hoopes utilise une cellule électrolytique qui contient un réservoir en fer avec du carbone au fond. Pour l'anode de cette cellule, un alliage fondu de cuivre, d'aluminium brut ou de silicium peut être utilisé. Cette anode forme la couche la plus basse de cette cellule électrolytique. Il y a une couche intermédiaire qui contient un mélange fondu de fluorures de sodium, d'aluminium et de baryum. La couche suivante est la couche supérieure qui contient de l'aluminium fondu. La cathode de la cellule est constituée de deux tiges de graphite trempées dans de l'aluminium fondu.
Pendant le processus d'électrolyse, les ions aluminium de la couche médiane de la cellule ont tendance à migrer vers la couche supérieure où ces ions sont réduits, formant de l'aluminium métallique en gagnant trois électrons des cathodes. Ici, un nombre égal d'ions aluminium se forment dans la couche inférieure en même temps (à l'anode). Ces ions aluminium migrent ensuite vers la couche médiane. Nous pouvons obtenir de l'aluminium pur extrait de la couche supérieure de temps en temps. La pureté de cet aluminium est d'environ 99,99 %.
Quelle est la différence entre le procédé Hall Héroult et le procédé Hoopes ?
Les procédés Hall Héroult et Hoopes sont des procédés électrolytiques qui produisent de l'aluminium métallique de haute pureté. Cependant, la principale différence entre le procédé Hall Héroult et le procédé Hoopes est que le procédé Hall Héroult forme de l'aluminium métallique avec une pureté de 99,5 %, tandis que le procédé Hoopes produit de l'aluminium métallique avec une pureté d'environ 99,99 %.
L'infographie ci-dessous répertorie plus de différences entre le processus Hall Héroult et le processus Hoopes sous forme de tableau.
Résumé – Processus Hall Héroult vs Processus Hoopes
Pour la plupart des applications, la pureté de l'aluminium obtenu par le procédé Hall Héroult est considérée comme de l'aluminium pur. Mais pour des usages extrêmement sensibles, cette pureté ne suffit pas. Dans de tels cas, nous avons besoin d'une purification supplémentaire, qui est effectuée par le procédé Hoopes. La principale différence entre le procédé Hall Héroult et le procédé Hoopes est que le procédé Hall Héroult forme de l'aluminium métallique avec une pureté de 99,5 %, tandis que le procédé Hoopes produit de l'aluminium métallique avec une pureté d'environ 99,99 %.
