Alüminyum elektrolizinde ileri teknoloji uygulamaları

Abstract

Günümüzde, endüstriyel olarak birincil alüminyum üretimi Bayer Prosesi ile Hall-Héroult prosesinin birleştirilmesi ile gerçekleştirilmektedir. Patentinin Charles Martin Hall ve Paul Louis Toussaint Héroult tarafından başvuru tarihi olan 1886'den bu yana geçen 121 yılboyunca üretimi giderek artan bir şekilde sürdürülen alüminyumun günlük yaşamımızdaki öneminin daha da artacağı gözlenmektedir. Birincil alüminyum, ana olarak kriyolit içeren bir elektrolit içinde alüminanın elektroliz redüksiyonu yani Hall-Héroult prosesi ile üretilir. Elektroliz hücresinde, bir veya birkaç anotelektrolit banyosunu içeren katot içerisinde bulunmaktadır. Yüksek akım uygulandığında hücre içinde sıcaklık yaklaşık 900°C - 950°C'lere çıkar ve kriyolit içinde alümina çözünür. Çözünen alümina içerisindeki oksijen serbest kalır ve anodun karbonuyla birleşerek karbonmonoksit ve/veya karbon dioksit gazı olarak dışarı atılır. Oksijenin uzaklaşmasıyla metalik alüminyum kriyolitin altında birikir. Üretilen alüminyum daha sonra vakumlu potalar yardımıyla çekilir ve dökümhanelere yollanır. Bu çalışmada, 0,30 kW, 1400 d/d trifaze küçük motor, 0,55 kW, 2800 d/d trifaze büyük motor ve 0,75kW'lık frekans değiştirici ile kurulmuş olan laboratuvar tipi alüminyum elektroliz hücresine farklı subsonik ve sonik titreşimler uygulanmış ve bu titreşimlerle, elektroliz işlemi esnasında ortaya çıkan gazların anot altında birikmesiyle oluşan anot efektinin giderilip giderilemeyeceği araştırılmıştır.