PROCESO HALL Herault

PROCESO HALL- HÉRAULT

Consiste en la electrólisis de alúmina (óxido de aluminio) disuelta en una mezcla de sales fundidas o baño electrolítico. Esta mezcla se mantiene permanentemente en estado líquido a una temperatura de 960°C lográndose aluminio con pureza superior al 99%,

Lo que sí es importante recordar es que con 4 kg de bauxita, obtenemos aproximadamente 2 kg de alúmina y a su vez, 1kg de aluminio.

Constitución de la cuba electrolítica

Entremos en el proceso de la obtención electrolítica del aluminio.
Una vez conseguida la alúmina, es necesario disponer el entorno donde va a tener lugar la electrólisis en la forma ideada por Hall y Hérault.
Y en este entorno juegan un papel importante ·los electrodos, es decir, los cátodos, donde se depositará el aluminio fundido, y losánodos, que irán consumiéndose con el oxígeno desprendido en el proceso, aproximadamente 890 kg de oxigeno por tonelada de aluminio.
Los cátodos, polos negativos de los hornos electrolíticos que aquí se conocen con el nombre de "CUBAS", forman el fondo de dichos hornos. Cada uno de ellos está constituido por un número determinado de bloques, solidarios entre sí, y a los que rodean en el fondo y loslaterales filas de ladrillos refractarios y aislantes que permiten mantener el equilibrio térmico de la cuba. Todo este conjunto catódico está dentro de un cuerpo metálico de chapa de acero, reforzada su estructura y que recibe el nombre de CAJON.
La operación de colocar los ladrillos, los bloques conductores y efectuar su sellado mediante pastas especiales se denomina BRASCAJE, palabra procedentedel francés.
Cada uno de estos bloques catódicos, fabricado con tolerancias bastante estrictas y sometido posteriormente a un proceso de cocción, está compuesto por una mezcla de antracita con finos de cok y brea aportando junto a una buena resistencia química frente al aluminio y al baño de criolita fundidos, la adecuada resistencia mecánica para soportar los esfuerzos de origen térmico y mecánicoa que se ve sometido a lo largo de los aproximadamente cinco años de funcionamiento continuo en que puede estimarse su duración media. El carbón presenta también una buena conductividad eléctrica, unido a unas buenas características refractarias que le permiten soportar en óptimas condiciones la temperatura de trabajo de la cuba, alrededor de 1000 ° c.
Cada bloque catódico para su colocación enla cuba, es provisto de una barra de hierro de forma prismática, que se aloja en una ranura del mismo dispuesta al efecto y se une al carbón con hierro fundido en una operación conocida como "SELLADO DE LOS CATODOS". A estas barras se soldarán finalmente los terminales del conductor negativo general de conducción de corriente.
Los ánodos tienen una concepción diferente, dependiendo del tipo decubas a que se destinen: cubas Soderberg o cubas de ánodos precocidos.
En el primer caso, el ánodo de cada cuba está formado por un único bloque, en estado de semifusión, de pasta Soderberg, cuya composición aproximada es 70 por 100 de carbón (cok) y 30 por 100 de brea. Este bloque, conforme se va quemando con el oxígeno desprendido, se reconstituye alimentándolo por su parte superior con la mismapasta, sólida y troceada, que generalmente se produce en las mismas instalaciones de la fábrica.
Los ánodos precocidos están formados, en cada cuba, por varios bloques anódicos, cuya pasta original (pasta "cruda") está formada por carbón y brea en proporciones del orden del 85 por 100 y 15 por 100, respectivamente. El bloque de pasta cruda se compacta por prensado o vibración en un molde y,seguidamente, se introduce en un horno donde se realiza la cocción en un ciclo calentamiento-enfriamiento que dura aproximadamente tres semanas, a temperaturas máximas próximas a los 1.200°C, durante el cual tiene lugar la coquificación de la brea, ardiendo los productos volátiles y dando como resultado un bloque "cocido" con las adecuadas propiedades mecánicas, buena conductividad eléctrica y baja...