전기 분해를 통한 알루미늄 추출 :자세한 설명
알루미늄은 지각에서 가장 풍부한 금속이지만 순수한 금속 형태로는 존재하지 않습니다. 그것은 다양한 미네랄, 주로 보크 사이트 광석에서 발견됩니다 산화 알루미늄 (Al₂o₃)을 함유하고 있습니다. 알루미늄 추출은 복잡한 과정이며 전기 분해 입니다 알루미늄을 산화물 형태와 분리하는 중요한 단계입니다.
왜 전기 분해?
* 강한 채권 : 산화 알루미늄은 강한 이온 결합을 갖는 매우 안정적인 화합물이다. 전통적인 화학적 방법은 이러한 결합을 파괴하고 순수한 알루미늄을 추출하는 데 효율적이지 않습니다.
* 전기 화학 반응성 : 알루미늄은 반응성이 높으며 다른 원소와 쉽게 화합물을 형성 할 수 있습니다. 전기 분해는 이러한 반응성 문제를 극복하기위한 통제 된 환경을 제공합니다.
전기 분해의 작동 방식 :
1. 용액 준비 : 보크 사이트 광석은 정제 된 알루미나 (allox)를 얻기위한 일련의 과정을 겪습니다. 이 알루미나는 용융 냉동암 (Na₃Aff) 욕조에 고온 (약 950 ° C)에 용해됩니다. Cryolite는 용매로서 작용하고 알루미나의 용융점을 감소시켜 전기 분해를보다 쉽게 수행 할 수있게한다.
2. 전기 화학 반응 : 전해 세포는 탄소 양극과 탄소 캐소드로 구성됩니다. 전류가 용융 혼합물을 통과 할 때 :
* 양극에서 : 알루미나로부터의 산소 이온은 전자를 잃고 산소 가스 (O₂)를 형성하여 탄소 양극과 반응하여 이산화탄소 (COS)를 형성한다.
음극에서 * : 알루미늄 이온은 전자를 얻고 금속 알루미늄 (AL)으로 감소되어 세포의 바닥에 침전된다.
3. 알루미늄 수집 : 용융 알루미늄은 주기적으로 꺼져서 불순물을 제거하기 위해 추가로 처리됩니다.
전반적인 반응 :
전체 반응은 다음과 같이 요약 될 수 있습니다.
2 Allool (L) → 4 al (L) + 3 O₂ (g)
전기 분해가 가장 좋은 방법 :
* 고순도 : 전기 분해는 99%를 초과하는 고순도 알루미늄을 생성합니다.
* 연속 과정 : 이 공정은 연속적이며 대규모 알루미늄 생산을 허용합니다.
* 비용 효율성 : 높은 에너지 요구 사항에도 불구하고 전기 분해는 알루미늄 생산을위한 비용 효율적인 방법으로 남아 있습니다.
환경 고려 사항 :
알루미늄 추출을위한 전기 분해는 에너지 집약적이며 온실 가스를 생성합니다. 그러나 프로세스의 환경 발자국을 줄이기 위해 기술 및 재활용 노력의 발전이 구현되고 있습니다.
요약 : 전기 분해는 알루미늄의 고유 한 특성과 이러한 과제를 극복하는 전기 분해 능력으로 인해 알루미늄을 추출하는 데 가장 효율적이고 널리 사용되는 방법입니다. 여러 단계를 포함하는 복잡한 프로세스이지만 수많은 응용 분야에서 우리가 의존하는 알루미늄을 생산하는 데 필수적입니다.
