Alüminyum üretiminde anot etkisi sayısının azaltılması

Abstract

Birincil Alüminyum üretiminde günümüz teknolojisinin hakim yöntemi, Hall-Heroult elektrolizidir. Ergimiş florür tuzu banyosunda alüminyumun redüklemesinde kullanılan bu proses, 1886 yılından bu yana sürekli geliştirilerek mükemmelleştirilmiş ve özgül enerji sarfiyatı 50kWs/kg alüminyumdan 13,5 kWs/kg alüminyuma düşürülmüştür. Elektrik enerjisi tüketimi azaltılırken, elektroliz alamı da 10.000 A'den 280.000 A'e kadar yükselmiştir. Yılda 20.000.000 ton alüminyumun redüklendiği doğru akımlı hücre-firınlarda her şeye rağmen henüz tam olarak çözülememiş bir sorun yaşanır: Anot Etkisi. Anot Etkisinin ortaya çıkmasıyla 4,2 V olan normal hücre potansiyeli aniden 60 V seviyelerine çıkar, hücre içi sıcaklığı aşırı güç çekişi nedeniyle 200°C artar ve bu değişikliklere bağlı olarak gerek anotta, gerekse katotta * olmaması gereken kimyasal reaksiyonlar gelişir. Bu çalışmada, birincil alüminyum elektrolizinde sıkça karşılaşılan bu sorunun nedenleri, oluşum mekanizmaları, önceden talunin ve önleme olanakları ile enerji maliyeti ve çevre etkileri açıklanmış ve bir matematik modelle tartışılmıştır.