الألومنيوم الكهربائي هو الألومنيوم الذي يتم الحصول عليه عن طريق التحليل الكهربائي، وهو عملية مهمة لاستخراج الألومنيوم. تستخدم صناعة الألومنيوم الكهربائي الحديثة عملية التحليل الكهربائي باستخدام الملح المنصهر المكون من الكريوليت والألومينا. يُستخدم الكريوليت المنصهر كمذيب، والألومينا كمادة مذابة، والكربون كأنود، وسائل الألومنيوم ككاثود. وبعد تمرير تيار مستمر قوي، تحدث التفاعلات الكهروكيميائية على القطبين في الخلية الكهربائية عند درجة حرارة تتراوح بين 950 و970 درجة مئوية.
يُنتج الألومنيوم صناعيًّا عن طريق التحليل الكهربائي. ويُعتمد في الإنتاج الصناعي للألومنيوم عن طريق التحليل الكهربائي على عملية «هول-هيرولت». ويُستخدم ملح الفلوريد المستخلص من الكريوليت كمذيب، بينما تُستخدم الألومينا كمادة منصهرة لتشكيل نظام إلكتروليت متعدد الأطوار.
عملية استخلاص الألومنيوم
تتألف وحدة الاختزال في مصنع الألمنيوم من أوعية أو خلايا اختزال متصلة على التوالي. وكل وعاء مصنوع من غلاف فولاذي مبطّن بالكربون.
يُصب الكريوليت المنصهر (وهو معدن فلوريدي) الذي يحتوي على أكسيد الألومنيوم في كل وعاء، ثم تُدخل أقطاب كربونية في المحلول من الأعلى.
عندما يمر التيار الكهربائي عبر محلول الكريوليت، ينفصل الألومنيوم عن الأكسجين، مكونًا غاز ثاني أكسيد الكربون. ويتجمع الألومنيوم السائل في قاع الوعاء.
ثم يتم شفط الألومينا السائلة من أوعية الاختزال على فترات منتظمة إلى دلاء تفريغ. ثم يتم نقلها إلى فرن وتصب في قوالب لتشكيل سبائك، أو باستخدام آلة الصب المستمر.
تبلغ درجة نقاء الألومنيوم المنتج من خلال هذه العملية حوالي 99.8%. تقدم شركة AdTech قطع صب ذات قمة ساخنة (توزيع الغسيل, ، جلبة الصب الخزفية، غطاء الصب الساخن)، ومنتجات التحكم في تدفق سائل الألومنيوم (قضيب الألومينا الخزفي،, مخروط «تاب آوت» ) للصب المستمر.
استخلاص الألومنيوم من الألومينا
عملية التحليل الكهربائي للألمنيوم: يُستخدم التحليل الكهربائي للملح المنصهر المكون من الكريوليت والألومينا في الإنتاج الصناعي الحديث للألمنيوم. وتتم التفاعلات الكيميائية بشكل أساسي وفقًا للمعادلة التالية: 2Al₂O₃ + 3C == 4Al + 3CO₂↑. الأنود: 2O₂⁻ + C⁻ + 4e⁻ = CO₂↑. الكاثود: Al³⁺ + 3e⁻ = Al.
تتكون نواتج الأنود بشكل أساسي من ثاني أكسيد الكربون وغاز أول أكسيد الكربون، اللذين يحتويان على كمية معينة من الغازات الضارة مثل فلوريد الهيدروجين والغبار الصلب. ومن أجل حماية البيئة وصحة الإنسان، يتعين تنقية غاز الأنود، وإزالة الغازات الضارة والغبار وتصريفها في الغلاف الجوي.
يتم إنتاج الألومنيوم السائل في القطب السالب. ويتم سحب الألومنيوم السائل من الخزان بواسطة أكياس رفع تعمل بالفراغ، ثم يُنقل إلى ورشة الصب. وبعد تنقيته وتصفية في فرن التخزين، يُصب في شكل سبائك ألومنيوم أو تُعالج مباشرة لتصبح قضبان سلكية.
