L'aluminium électrolytique est de l'aluminium obtenu par électrolyse ; il est utilisé pour l'extraction de l'aluminium à partir de l'alumine. L'industrie moderne de l'aluminium électrolytique utilise l'électrolyse en bain de sel fondu à base de cryolite et d'alumine. La cryolite fondue sert de solvant, l'alumine de soluté, le carbone d'anode et l'aluminium liquide de cathode. Une fois le courant continu à haute intensité appliqué, la réaction électrochimique se produit au niveau des deux électrodes de la cellule d'électrolyse à une température comprise entre 950 °C et 970 °C.
Dans l'industrie, l'aluminium est produit par électrolyse. La production industrielle d'aluminium par électrolyse repose sur le procédé Hall-Héroult. Un sel fluoré à base de cryolite est utilisé comme fondant, tandis que l'alumine sert de matière fondue pour former le système électrolytique multiphasique.
Procédé d'extraction de l'aluminium
L'unité de réduction d'une usine d'aluminium est constituée de cuves ou de cellules de réduction reliées en série. Chaque cuve est constituée d'une enveloppe en acier revêtue de carbone.
De la cryolite fondue (un minéral fluoré) contenant de l'oxyde d'aluminium est versée dans chaque cuve, puis des électrodes en carbone sont introduites dans la solution par le haut.
Lorsque le courant traverse la solution de cryolite, l'aluminium se sépare de l'oxygène, formant du dioxyde de carbone gazeux. L'aluminium liquide s'accumule au fond du creuset.
L'alumine liquide est ensuite aspirée à intervalles réguliers depuis les cuves de réduction vers des cuves sous vide. Elle est ensuite transférée dans un four et coulée en lingots dans des moules ou à l'aide d'une machine de coulée continue. AdTech propose pièces moulées à haute température (Distributeur de coulée, buse de coulée en céramique, chapeau de coulée « Hot Top »), aluminium en fusion produits de régulation de débit (Tige en porcelaine d'alumine, Cône en fibres réfractaires ) pour la coulée continue. L'aluminium produit par ce procédé présente une pureté d'environ 99,8%.
Extraction de l'aluminium à partir de l'alumine
Procédé d'électrolyse de l'aluminium : l'électrolyse en bain de sel fondu à base de cryolite et d'alumine est utilisée dans la production moderne de l'industrie de l'aluminium. La réaction chimique se déroule principalement selon l'équation suivante : 2Al₂O₃ + 3C == 4Al + 3CO₂↑. Anode : 2O₂⁻ + C⁻ + 4e⁻ = CO₂↑ Cathode : Al³⁺ + 3e⁻ = Al.
Les produits issus de l'anode sont principalement du dioxyde de carbone et du monoxyde de carbone, qui contiennent une certaine quantité de gaz nocifs tels que le fluorure d'hydrogène et des poussières solides. Afin de protéger l'environnement et la santé humaine, le gaz d'anode doit être purifié, et les gaz nocifs ainsi que les poussières doivent être éliminés avant d'être rejetés dans l'atmosphère.
Le produit obtenu à la cathode est de l'aluminium liquide. L'aluminium liquide est extrait du réservoir à l'aide d'un système de levage par sac sous vide, puis acheminé vers l'atelier de coulée. Après avoir été purifié et clarifié dans le four de maintien, il est coulé en lingots d'aluminium ou transformé directement en billettes de fil.