Le Canada est un joueur majeur dans l’industrie de l’aluminium. Pour demeurer compétitif mondialement, le coût de production de l’aluminium doit constamment être réduit. Les cellules d’électrolyse requièrent une grande quantité d’énergie (~13 kWh/kg) pour produire l’aluminium. De plus, l’efficacité du procédé Hall-Héroult est diminuée par la présence de dépôts à l’interface entre l’aluminium et le bloc cathodique. Ces dépôts causent une restriction pour le passage du courant engendrant une augmentation de la perte de potentiel. Les dépôts à la surface du bloc cathodique se divisent en différentes catégories. Il y a le pied de talus qui est situé sous le talus et sur le bloc cathodique. La partie du pied de talus près de la paroi de la cellule d’électrolyse possède une composition chimique similaire au talus. La partie à l’extrémité du pied de talus possède un ratio de cryolite plus élevé que le talus et elle est davantage sursaturée en alumine. L’extrémité du pied de talus peut atteindre jusqu’à 85 % d’Al[indice inférieur 2]O[indice inférieur 3]. Le pied de talus se forme par les pertes de chaleur situées au niveau de la paroi et au fond de la cellule. Il prend de l’expansion lorsque la température locale est inférieure à la température de solidification de la phase Na[indice inférieur 3]AlF[indice inférieur 6] (944 °C à un ratio de cryolite de 2,5). Le ratio de cryolite de l’extrémité du pied de talus augmente puisqu’il y a migration des cations Na[indice supérieur +] vers la cathode. La boue est composée d’un mélange d’Al[indice inférieur 2]O[indice inférieur 3] solide en suspension dans le bain électrolytique liquide. Elle est située, en général, au centre de la cellule d’électrolyse et sur le bloc cathodique. De plus, un film de bain sursaturé en alumine peut se retrouver entre le pied de talus et la boue au centre. Le ratio de cryolite de la boue se situe entre 2,2 et 2,5 et la concentration d’Al[indice inférieur 2]O[indice inférieur 3] varie entre 20 % et 50 %. La température de solidification de la phase Na[indice inférieur 3]AlF[indice inférieur 6] est fortement influencée par l’excès d’AlF[indice inférieur 3] et par la concentration en CaF[indice inférieur 2]. De plus, il y a présence d’une fraction liquide dans les dépôts dès 730 °C compte tenu de la présence de Na[indice inférieur 5]Al[indice inférieur 3]F[indice inférieur 14], Na[indice inférieur 2]Ca[indice inférieur 3]Al[indice inférieur 2]F[indice inférieur 14] et NaCaAlF[indice inférieur 6]. La fraction liquide augmente lorsque le ratio de cryolite diminue. Il y a évaporation de bain acide à partir d’environ 730 °C. Les dépôts dans la cellule d’électrolyse sont donc à l’état solide-liquide dès que la température atteint environ 730 °C.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QSHERU.34 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Allard, François |
| Contributors | Soucy, Gervais |
| Publisher | Université de Sherbrooke |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Mémoire |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5/ca/, ©FrançoisAllard, Attribution - Partage dans les Mêmes Conditions 2.5 Canada, Attribution - Partage dans les Mêmes Conditions 2.5 Canada |
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