Un astfel de metal ca aluminiul este obținut în instalații de producție specializate prin procesul de electroliză a aluminei (oxid de aluminiu sub formă de pulbere albă uscată), plasată într-o soluție de electrolit topit. Procesul de producție presupune mai întâi separarea sub formă de metal lichid, care este apoi transferat la turnătorie pentru a fi turnat în turnători în vederea formării și solidificării lingourilor. Totuși, mai întâi, în etapa de „transformare” a pulberii în faza de metal lichid, se realizează electroliza cu ajutorul anumitor echipamente metalurgice.
Electrolizoare pentru producția de aluminiu
Electrolizoarele sunt utilizate pentru producerea aluminiului. Aceștia sunt cuptoare speciale cu o formă dreptunghiulară. Producția electrolitică de aluminiu primar se bazează pe metoda Hall-Eru.
Dacă vă uitați la orice diagramă a unui electrolizor de aluminiu, veți vedea un recipient dreptunghiular cu o carcasă din tablă de oțel. În cazul cuptoarelor cu baie mai mari, carcasa poate avea și un fund. Interiorul electrolizorului este căptușit cu un strat de cărămizi de argilă refractară, de asemenea, părțile laterale sunt căptușite cu blocuri de cărbune, iar fundul (partea inferioară) este căptușit cu blocuri de fund speciale cu găuri pentru tije, care, atunci când electrolizorul funcționează, vor asigura alimentarea cu curent a anodului.
Lungimea băii poate fi de la cinci la zece metri. Criolitul — Na3AlF6 (componenta principală a electrolitului necesar pentru procesul electrochimic) este plasat în interiorul acesteia, adâncimea sa este de aproximativ o jumătate de metru, iar stratul de aluminiu lichid se va afla sub acesta.
Catodul este partea inferioară a electrolizorului. Anozii sunt situați în partea superioară, sunt blocuri mari de carbon scufundate treptat în electrolit prin intermediul unui mecanism special. Anozii se ard în timpul electrolizei, astfel încât aceștia sunt înlocuiți în mod constant. Puterea curentului furnizat electrolizorului este de 150 mii de amperi, tensiunea este de aproximativ 5 volți. Alumina, principala materie primă pentru producția de aluminiu, este alimentată de sus, pe topitură. În baia de electroliză a aluminiului în sine, este asigurată o temperatură de 960 de grade.
Alumina din contactul cu anodul este descompusă în cationi de aluminiu și anioni de oxigen printr-o reacție electrolitică. Aluminiul este apoi tăiat în mediul catodic (electrolit), iar picăturile rezultate sunt colectate la fund. Astfel, metalul topit se acumulează treptat în baie; atunci când este turnat din electrolizor, temperatura sa este de 900 de grade Celsius.
Ce se întâmplă cu metalul după electrolizor?
Pentru a extrage metalul primar topit din baia de electroliză, se folosesc niște căldări speciale sub vid. Apoi, topitura este transportată în ele la departamentul de turnătorie, unde este turnată în cuptoare speciale de amestecare. Acolo, topitura este sedimentată și rafinată pentru a îmbunătăți puritatea metalului și pentru a elimina impuritățile în exces împreună cu zgura de la suprafață.
Metalul finit este turnat în garnituri speciale, care de obicei se deplasează pe un transportor, pelicula subțire de oxid formată brusc este îndepărtată și trimisă pentru răcire și solidificare.
