Cómo encontrar la temperatura y la presión óptimas para que no ocurra una explosión en el proceso de Beyer para hacer alúmina a partir de mineral de aluminio

TEMPERATURA OPTIMA Y PRESIÓN DE LA ECUACIÓN QUÍMICA.

Diseño de un aluminio.

El proceso de electrólisis de Hall-Héroult es la principal ruta de producción de aluminio primario. Una celda de electrólisis está hecha de una carcasa de acero con una serie de revestimientos aislantes de materiales refractarios. La celda consta de una carcasa exterior de acero forrada de ladrillo como contenedor y soporte. Dentro de la carcasa, los bloques de cátodos se unen mediante pasta de apisonamiento. El revestimiento superior está en contacto con el metal fundido y actúa como el cátodo. El electrolito fundido se mantiene a alta temperatura dentro de la celda. El ánodo precocido también está hecho de carbono en forma de grandes bloques sinterizados suspendidos en el electrolito. Un único electrodo de Soderberg o varios bloques de carbón precocidos se usan como ánodo, mientras que la formulación principal y las reacciones fundamentales que ocurren en su superficie son las mismas.

Una fundición de aluminio consta de una gran cantidad de celdas (macetas) en las que tiene lugar la electrólisis. Una fundición típica contiene entre 300 y 720 ollas, cada una de las cuales produce alrededor de una tonelada de aluminio al día, aunque las fundiciones propuestas más grandes tienen hasta cinco veces esa capacidad. La fundición se lleva a cabo como un proceso por lotes, con el metal de aluminio depositado en el fondo de las ollas y extraído periódicamente. Particularmente en Australia, estas fundiciones se utilizan para controlar la demanda de la red eléctrica y, como resultado, se suministra energía a la fundición a un precio muy bajo. Sin embargo, la energía no debe interrumpirse durante más de 4 a 5 horas, ya que las ollas deben repararse a un costo significativo si el metal líquido se solidifica.

Principio

La alúmina se disuelve en criolita fundida, típicamente a 960 ° C, de acuerdo con las siguientes reacciones simplificadas:

Al2O3 + 3 / 2C = 2Al + 3 / 2CO2: ΔG ° = 264460 + 3.75 TlogT – 92.52 T cal

Al2O3 + 3C = 2Al + 3CO: ΔG ° = 325660 + 3.75 TlogT – 155.07 T cal

Aunque la formación de monóxido de carbono (CO) se favorece termodinámicamente a esta temperatura, la presencia de sobretensión considerable (diferencia entre los potenciales reversible y de polarización) cambia el equilibrio termodinámico y se produce una mezcla de CO y CO2. [1] [2] Los ánodos de carbono se consumen durante la electrólisis, lo que resulta en un alto consumo de energía y emisiones de gases de efecto invernadero en las plantas de fundición.

La reacción de Boudouard también puede tener lugar como una reacción secundaria:

CO2 + C → 2CO: ΔG ° = 40800-41.7 T cal

El CO2 reacciona con el polvo de carbono y con el ánodo para formar monóxido de carbono. La formación de CO consume el doble de carbono que el requerido para la formación de CO2. El consumo de carbono muestra que el producto anódico primario es CO2. Al aumentar la densidad de corriente hasta 1 A / cm2, la proporción de CO2 aumenta y el consumo de carbono disminuye

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¿Qué es el aluminio?

Gracias de antemano

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Vea que la idea del autoclave, específicamente en el proceso de Bayer, es proporcionar alta temperatura para disolver el aluminio de boehmita, diáspora y gibbsita, que son las fases solubles en álcali a alta temperatura. Por lo tanto, sugiero mantener alta temperatura y con baja presión. Sin embargo, hay mucha variación entre los datos, sugeriría optar por el modelado artificial de datos de la red neuronal, teniendo en cuenta la gran cantidad de datos disponibles, ya que veo que definitivamente eres una industria o una persona de I + D.

Como ya sabe, para concentrar el mineral … se utiliza un proceso de lixiviación en el que el mineral de bauxita en polvo se digiere con un concentrado. solución de NaOH a 473-523 k y 35-36 bar de presión.
Dado que la temperatura y la presión se deben mantener estrictamente de acuerdo con la reacción, se debe hacer en una industria donde ciertos dispositivos están disponibles para mantener tales condiciones y según los datos … incluso esas industrias a veces no podían mantener las condiciones requeridas.
Un poco de investigación en Google definitivamente sería útil. Salud.