Le chauffage de lalumine (Al2O3) à son point de fusion produira-t-il de lAl pur?

Vous « avez compris la moitié du procédé Hall-Heroult . Je ne fais que fondre de lalumine sur son propre ne libère pas loxygène. La raison est difficile à expliquer sans entrer dans la thermodynamique chimique – une façon dy penser est que létat dénergie la plus basse est celui où loxygène est lié à lalumine – où les électrons de lalumine ont été «pris» par loxygène. Dans loxygène diatomique, les électrons sont «partagés» (les liaisons sont covalentes) et donc lénergie totale est plus élevée. Cest une explication très brève et pas très détaillée, mais le résultat final est que loxygène et laluminium, sils en avaient lopportunité, préfèreraient former une liaison que non.

Lorsque vous ajoutez de lénergie thermique, à moins que cela change cet équilibre (cela ne change pas, du moins pas tant que vous n’avez pas dépassé le point de fusion), tout ce que vous faites est de rendre plus possible la réaction. Si vous continuez, vous pourriez éventuellement ajouter suffisamment dénergie thermique pour dissocier complètement lalumine, à quel point (selon la façon dont vous lavez fait) vous pourriez être en mesure déliminer loxygène et de récupérer laluminium.

Cependant – la quantité dénergie il faudrait pour faire cela est extrêmement important. Au lieu de cela, il savère beaucoup plus facile de simplement forcer loxygène à restituer ses électrons à laluminium en utilisant un potentiel électrique. Lorsque vous faites cela, vous électrolyse le composé et crée de loxygène diatomique à lanode et de laluminium à la cathode.

Le procédé Hall-Heroult prend ceci une autre étape pour faire ce travail à une température encore plus basse (1000 C) en dissolvant lalumine dans la cryolite fondue. En conséquence, cest lun des processus industriels les plus (peut-être les les plus) efficaces pour produire de laluminium, et il est responsable de la disponibilité généralisée et du faible coût de laluminium dans les temps modernes (et aussi de lexistence sur Alcoa ).

Votre idée de lutilisation de lénergie solaire nest pas mauvaise – même si vous serez peut-être surpris de la quantité dénergie dont vous avez besoin pour produire de laluminium – à la fois pour le faire fondre et pour lélectrolyser. Une chose que vous pourriez examiner utilise le chauffage solaire thermique (avec un collecteur, par exemple) pour faire fondre le mélange dalumine / cryolite, puis utilise le photovoltaïque uniquement pour létape délectrolyse. Ce serait un peu moins cher que dutiliser lélectricité photovoltaïque seule pour faire fonctionner un radiateur électrique.

Industriellement , le mélange de cryolithe est maintenu en fusion en y faisant passer un courant électrique important. Lélectricité est généralement produite par des centrales électriques, car le la quantité requise est si grande (15 kWh / kg selon Alcoa, et cest juste pour létape délectrolyse!). Bien que l’énergie au charbon et au gaz ne soit pas renouvelable, les avantages sont un coût par unité d’énergie relativement faible (qui pourrait ne pas rester vrai dans les prochaines décennies) et la production d’électricité à la demande (qui sera probablement toujours un gros avantage par rapport à l’énergie solaire) .

Il y a aussi lénergie nucléaire, hydroélectrique et géothermique – qui fournissent toutes de grandes quantités dénergie à la demande à très peu de frais, une fois les centrales construites.

Commentaires

• Laluminium est le troisième élément le plus abondant, mais il était difficile à extraire et à purifier avant le processus Hall – H é roult qui est venu environ dans les années 1880 ' s. Malgré son abondance naturelle, laluminium était considéré comme un métal précieux avant les années 1880 ' s. Napoléon ' les invités les plus importants ont reçu des couverts en aluminium tandis que les invités plus ordinaires ont dîné avec de largent.
• @ron – un autre fait intéressant: le monument de Washington était à lorigine cappe d avec de laluminium, car il était si précieux. Il y a aussi une légende selon laquelle lempereur romain Tibère a fait exécuter un homme qui prétendait avoir découvert un moyen de raffiner laluminium (ou ce qui est supposé être de laluminium), parce quil craignait que cela rende son stock moins précieux.
• Maintenant, je comprends ce que javais manqué dans mon esprit, donc le processus est très cher mais à mon avis, il est beaucoup plus cher en utilisant des agents chimiques comme la cryolite (AlF3,3NaF), la cryolite coûte environ 600-700 USD un tonne FOB.environ 700 deux tonnes dalumine ~ = 1400 usd sans électrolyse, ce qui est de leau de drainage intensif (anodes de carbone consommables), quen est-il de la fiscalité environnementale et ainsi de suite … Au LME, le prix au comptant de laluminium est de 1936 USD la tonne, et maintenant je viens avec une deuxième question, quel est vraiment le profit là-bas? Je veux dire quune raffinerie fonctionnera avec des bénéfices de lordre de 100 USD / tonne?
• Je ne ' Je ne sais pas quelles sont les marges bénéficiaires, mais jimagine quelles sont minces puisquil sagit dun processus très énergivore et que les technologies de base ne sont pas protégées par un brevet. Cela dépendra également fortement des prix des produits de base et de la demande mondiale – mais en général, je suppose que vous avez besoin dune opération de grande envergure et efficace avec beaucoup de capacité pour absorber les fluctuations de prix – cest probablement pourquoi Alcoa a survécu en achetant des concurrents. À propos de la cryolite cependant – rappelez-vous que la majeure partie peut être recyclée.
• En raison de sa position dans la série de réactivité des métaux, laluminium ne peut pas être extrait à laide de carbone car il est au-dessus du carbone dans la série de réactivité (plus réactif que le carbone dans la série) le carbone nest pas suffisamment réactif pour déplacer laluminium de ses composés tels que loxyde daluminium. Mais quen est-il de lutilisation du calcium-métal? Il est plus réactif que laluminium. [EDIT: Point de fusion le plus bas que laluminium, mais quen est-il de loxyde daluminium dissolu dans certains acides, puis dans des séries réactives?]

Le passage de loxyde daluminium à travers une flamme suffisamment chaude entraînera la formation de pierres précieuses de type saphirs, rubis et corindon (entre autres) également connues sous le nom de » procédé Verneuil « .
Beaucoup de pierres artificielles sont fabriqués de la même manière. Voici une vidéo pour expliquer cela.

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