Criolitul sau hexafluoroaluminatul de sodiu Na3(AlF6) este un mineral de pământuri rare format din cristale cubice albe, gri sau transparente, aparținând clasei fluorurilor. Au fost descoperite depozite fosile în America de Nord și în Urali de Sud. Este utilizat ca mediu de topire a materiilor prime în lanțul tehnologic în producția de sticlă, emailuri, acid fluorhidric și aluminiu. Punctul de topire al criolitului pur este de 1010°C.
Având în vedere raritatea și costul ridicat al criolitului fosil, industria siderurgică utilizează omologul său sintetic, obținut prin sinteza fluorurilor de aluminiu și sodiu sau a acidului fluorhidric și hidroxidului de aluminiu plus sodă. Termenul de raport de criolit descrie raportul molar NaF/AIF3 (fluoruri de sodiu și aluminiu).
Utilizarea practică a indicatorului raportului de criolit
Lanțul tehnologic de topire a aluminiului include extracția materiilor prime — bauxita, producția de alumină din aceasta și, de fapt, electroliza aluminiului folosind criolit. Criolitul este încărcat în băile de electroliză; temperatura sa de topire în timpul procesului este de 950°C. Acesta acționează ca un mediu conductiv la temperatura dintre anod — blocuri de carbon scufundate în criolit — și catod — fundul băii de electroliză. La fiecare 30 de minute are loc o încărcare automată a materiilor prime, în care, sub acțiunea unui curent de 300 kA cu o tensiune de 4-6V, se rupe legătura dintre oxigen și metal, ale cărui particule se depun pe fundul cuvei. Oxigenul eliberat formează un alt compus cu carbonul — dioxid de carbon.
Metalul rezultat este extras din baie cu ajutorul unor găleți. Procesul este următorul: se face o gaură în stratul de electrolit solidificat format la suprafața băii, se coboară o țeavă și metalul lichid este pompat într-o cuvă de vid. Dimensiunile băilor variază, iar în medie fiecare baie produce aproximativ o tonă de aluminiu, care este apoi transportat la turnătorie.
Determinarea fazei cu raze X a raportului de criolit
O modalitate de determinare a raportului de criolit în producția de aluminiu prin metoda electrolitică este prin difracție de raze X. Aceasta include:
- prelevarea probei;
- pregătirea electrolitului pentru analiză;
- modificarea nivelului de intensitate a fazelor de criolit, fluorit, chiolit, criolit semi-semi-semi-calcic, criolit unicalcic, fluorură de sodiu.
Metoda cuprinde determinarea concentrației fazelor mineralogice de mai sus din electrolit prin intermediul unei formule, datele de intrare fiind
- intensitatea liniei de difracție a liniei de difracție a celei de-a j-a faze;
- valoarea corindonului fazei j-a derivată pentru linia de difracție studiată;
- numărul de faze fluorurate.
În urma calculelor se obține concentrația de faze mineralogice din proba de electrolit prelevată. Substanța conține ioni de fluorură și, prin urmare, este toxică pentru oameni și pentru mediu.
