Casa » Processo Hall-Héroult

Processo Hall-Héroult

1886-04-23
  • Charles Martin Hall
  • Paul Héroult
Impianto industriale di fusione dell'alluminio che utilizza il processo di Hall-Héroult in ingegneria chimica.

(generate image for illustration only)

The Hall-Héroult process is the major industrial metodo for smelting aluminum. It involves dissolving alumina (aluminum oxide, Al₂O₃) in molten cryolite (Na₃AlF₆) and electrolyzing the molten salt bath. Aluminum metal is deposited at the cathode, while oxygen from the alumina reacts with the carbon anode, producing carbon dioxide. This process made aluminum widely available and affordable.

Prima del processo Hall-Héroult, l'alluminio era considerato un metallo prezioso, più prezioso dell'oro, a causa dell'estrema difficoltà di estrazione dal minerale. Il processo opera ad alte temperature, intorno ai 940-980 °C, all'interno di grandi celle elettrolitiche chiamate "pot". L'allumina ha un punto di fusione molto elevato (oltre 2000 °C), rendendo l'elettrolisi diretta impraticabile. L'innovazione chiave è stata l'utilizzo di criolite fusa come solvente, che dissolve l'allumina e ha un punto di fusione molto più basso, riducendo significativamente l'energia richiesta.

The cell consists of a steel shell lined with carbon, which serves as the cathode. Carbon blocks suspended in the electrolyte bath act as the anode. During electrolysis, aluminum ions from the dissolved alumina are reduced at the cathode, forming molten aluminum which sinks to the bottom of the pot and is periodically tapped off: [latex]Al^{3+} + 3e^- \rightarrow Al(l)[/latex]. At the anode, oxide ions are oxidized to form oxygen gas. This oxygen immediately reacts with the hot carbon anode, forming carbon dioxide: [latex]2O^{2-} + C(s) \rightarrow CO_2(g) + 4e^-[/latex]. Because the carbon anodes are consumed in the process, they must be replaced regularly. The overall reaction is [latex]2Al_2O_3 + 3C \rightarrow 4Al + 3CO_2[/latex].

The process is extremely energy-intensive, consuming a significant portion of the world’s electricity. This is why aluminum smelters are often located near sources of inexpensive hydroelectric power. The high energy consumption also makes recycling aluminum highly advantageous, as it requires only about 5% of the energy needed to produce primary aluminum from ore.

UNESCO Nomenclature: 3305
– Chemical engineering

Tipo

Industrial Process

Interruzione

Rivoluzionario

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • isolamento dell'alluminio da parte di hans christian Ørsted e friedrich wöhler mediante riduzione chimica
  • processo Bayer per la raffinazione della bauxite in allumina
  • michael faraday’s work on electrolysis
  • invenzione della dinamo da parte di Michael Faraday, che ha consentito la generazione di elettricità su larga scala

Applicazioni

  • production of nearly all the world’s aluminum
  • industria aerospaziale per telai di aeromobili
  • industria automobilistica per blocchi motore e pannelli della carrozzeria
  • costruzione di telai per finestre ed elementi strutturali
  • imballaggi per lattine e fogli per bevande

Brevetti:

  • US400664

Potenziali idee innovative

Livelli! Iscrizione richiesta

Per accedere a questo contenuto devi essere un membro di !Professionals (100% free)!

Iscriviti ora

Siete già membri? Accedi
Related to: hall-héroult process, aluminum, alumina, cryolite, smelting, electrolysis, electrometallurgy, bauxite.

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *

DISPONIBILE PER NUOVE SFIDE
Ingegnere meccanico, responsabile di progetto, ingegneria di processo o ricerca e sviluppo
Sviluppo efficace del prodotto

Disponibile per una nuova sfida con breve preavviso.
Contattami su LinkedIn
Integrazione di componenti elettronici in plastica e metallo, progettazione in base ai costi, GMP, ergonomia, dispositivi e materiali di consumo di medio-alto volume, produzione snella, settori regolamentati, CE e FDA, CAD, Solidworks, Lean Sigma Black Belt, ISO 13485 in ambito medico

Stiamo cercando un nuovo sponsor

 

La tua azienda o istituzione si occupa di tecnica, scienza o ricerca?
> inviaci un messaggio <

Ricevi tutti i nuovi articoli
Gratuito, no spam, email non distribuita né rivenduta

oppure puoi ottenere la tua iscrizione completa -gratuitamente- per accedere a tutti i contenuti riservati >Qui<

Contesto storico

(se la data non è nota o non è rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

Principi di invenzione, innovazione e tecnica correlati

Torna in alto

Potrebbe anche piacerti