A principal diferença entre o processo Hall Héroult e o processo Hoopes é que o processo Hall Héroult forma alumínio metálico com 99,5% de pureza, enquanto o processo Hoopes produz alumínio metálico com cerca de 99,99% de pureza.
O processo Hall Héroult e o processo Hoopes são importantes na produção de metal de alumínio puro. Ambos os processos são processos eletrolíticos. A pureza do metal alumínio produzido por cada processo é diferente um do outro.
O que é o Processo Hall Héroult?
Hall O processo Héroult é a principal rota industrial para a fundição de alumínio metálico. Este processo envolve a dissolução do óxido de alumínio ou alumina que é obtido a partir do mineral bauxita (através do processo Bayer) em criolita fundida, seguido pela eletrólise do banho de sal fundido em uma célula construída para esse fim. Normalmente, esse processo ocorre a 940-980 graus Celsius em aplicações em escala industrial. Mais importante, este processo produz cerca de 99,5% de metal de alumínio puro. No entanto, não utilizamos alumínio reciclado neste processo porque esse tipo de alumínio não requer eletrólise. O processo Hall Héroult tende a contribuir para as mudanças climáticas devido à emissão de dióxido de carbono durante a reação eletrolítica.
Esse processo é importante porque o alumínio elementar não pode ser produzido pela eletrólise de um sal de alumínio aquoso, pois o íon hidrônio oxida facilmente o alumínio elementar. Normalmente, o óxido de alumínio tem um ponto de fusão muito alto; portanto, ele precisa ser dissolvido em criolita para diminuir o ponto de fusão. Isso facilita o processo de eletrólise. Este processo requer uma fonte de carbono, que geralmente é o coque.
Como este é um processo de eletrólise, precisamos usar um cátodo e um ânodo. Normalmente, os eletrodos são feitos de coque purificado. No cátodo, os íons de alumínio recebem elétrons, formando o metal alumínio. No ânodo, os íons óxido combinam-se com os átomos de carbono do coque para formar o gás monóxido de carbono. No entanto, na realidade, muito mais gás dióxido de carbono é formado do que o gás monóxido de carbono. Neste processo, a criolita é usada para diminuir o ponto de fusão da alumina porque pode dissolver bem a alumina. A criolita também é capaz de conduzir eletricidade; assim, podemos usá-lo como meio eletrolítico. Além disso, a criolita possui baixa densidade comparada ao alumínio metálico, que é um requisito para o processo de eletrólise.
O que é o Processo Hoopes?
O processo Hoopes é um processo industrial útil para a obtenção de alumínio metálico de altíssima pureza. O processo recebeu o nome do cientista William Hoopes. O alumínio metálico que podemos obter do processo Hall Héroult tem uma pureza de cerca de 99%. Para a maioria das aplicações, essa quantidade de pureza é considerada como alumínio puro. Mas para fins extremamente sensíveis, essa pureza não é suficiente. Portanto, a purificação adicional do alumínio pode ser realizada pelo processo Hoopes, que também é um processo eletrolítico.
O processo Hoopes utiliza uma célula eletrolítica que contém um tanque de ferro com carbono no fundo. Para o ânodo desta célula pode ser utilizada uma liga fundida de cobre, alumínio bruto ou silício. Este ânodo forma a camada mais inferior desta célula eletrolítica. Há uma camada intermediária que contém uma mistura fundida de fluoretos de sódio, alumínio e bário. A próxima camada é a camada superior que contém alumínio fundido. O cátodo da célula são duas hastes de grafite mergulhadas em alumínio fundido.
Durante o processo de eletrólise, os íons alumínio da camada intermediária da célula tendem a migrar para a camada superior onde esses íons são reduzidos, formando alumínio metálico ao ganhar três elétrons dos cátodos. Aqui, um número igual de íons de alumínio se forma na camada inferior ao mesmo tempo (no ânodo). Esses íons de alumínio então migram para a camada intermediária. Podemos obter alumínio puro retirado da camada superior de tempos em tempos. A pureza deste alumínio é de cerca de 99,99%.
Qual é a diferença entre o processo Hall Héroult e o processo Hoopes?
Ambos o processo Hall Héroult e o processo Hoopes são processos eletrolíticos que produzem alumínio metálico com alta pureza. No entanto, a principal diferença entre o processo Hall Héroult e o processo Hoopes é que o processo Hall Héroult forma alumínio metálico com 99,5% de pureza, enquanto o processo Hoopes produz alumínio metálico com cerca de 99,99% de pureza.
O infográfico abaixo lista mais diferenças entre o processo Hall Héroult e o processo Hoopes em forma de tabela.
Resumo – Processo Hall Héroult vs Processo Hoopes
Para a maioria das aplicações, a pureza do alumínio obtida pelo processo Hall Héroult é considerada como alumínio puro. Mas para fins extremamente sensíveis, essa pureza não é suficiente. Nesses casos, precisamos de purificação adicional, que é feita pelo processo Hoopes. A principal diferença entre o processo Hall Héroult e o processo Hoopes é que o processo Hall Héroult forma alumínio metálico com 99,5% de pureza, enquanto o processo Hoopes produz alumínio metálico com cerca de 99,99% de pureza.
