हॉल हेरौल्ट प्रक्रिया और हुप्स प्रक्रिया के बीच मुख्य अंतर यह है कि हॉल हेरौल्ट प्रक्रिया 99.5% शुद्धता के साथ एल्यूमीनियम धातु बनाती है, जबकि हुप्स प्रक्रिया लगभग 99.99% शुद्धता के साथ एल्यूमीनियम धातु का उत्पादन करती है।
शुद्ध एल्यूमीनियम धातु के उत्पादन में हॉल हेरॉल्ट प्रक्रिया और हुप्स प्रक्रिया महत्वपूर्ण हैं। ये दोनों प्रक्रियाएं इलेक्ट्रोलाइटिक प्रक्रियाएं हैं। प्रत्येक प्रक्रिया द्वारा उत्पादित एल्यूमीनियम धातु की शुद्धता एक दूसरे से भिन्न होती है।
हॉल हेरौल्ट प्रक्रिया क्या है?
हॉल हेरौल्ट प्रक्रिया एल्युमीनियम धातु को गलाने का प्रमुख औद्योगिक मार्ग है। इस प्रक्रिया में एल्युमिनियम ऑक्साइड या एल्यूमिना का घुलना शामिल है जो पिघले हुए क्रायोलाइट में बॉक्साइट खनिज (बायर प्रक्रिया के माध्यम से) से प्राप्त होता है, इसके बाद एक उद्देश्य-निर्मित सेल में पिघला हुआ नमक स्नान इलेक्ट्रोलाइज किया जाता है।आमतौर पर, यह प्रक्रिया औद्योगिक पैमाने के अनुप्रयोगों में 940-980 सेल्सियस डिग्री पर होती है। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि यह प्रक्रिया लगभग 99.5% शुद्ध एल्यूमीनियम धातु का उत्पादन करती है। हालाँकि, हम इस प्रक्रिया में पुनर्नवीनीकरण एल्यूमीनियम का उपयोग नहीं करते हैं क्योंकि उस प्रकार के एल्यूमीनियम को इलेक्ट्रोलिसिस की आवश्यकता नहीं होती है। हॉल हेरॉल्ट प्रक्रिया इलेक्ट्रोलाइटिक प्रतिक्रिया के दौरान कार्बन डाइऑक्साइड के उत्सर्जन के कारण जलवायु परिवर्तन में योगदान देती है।
यह प्रक्रिया महत्वपूर्ण है क्योंकि जलीय एल्यूमीनियम नमक के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा मौलिक एल्यूमीनियम का उत्पादन नहीं किया जा सकता है क्योंकि हाइड्रोनियम आयन मौलिक एल्यूमीनियम को आसानी से ऑक्साइड करता है। आमतौर पर, एल्यूमीनियम ऑक्साइड का गलनांक बहुत अधिक होता है; इसलिए, गलनांक को कम करने के लिए इसे क्रायोलाइट में भंग करने की आवश्यकता होती है। यह इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया को आसान बनाता है।इस प्रक्रिया के लिए कार्बन स्रोत की आवश्यकता होती है, जो अक्सर कोक होता है।
चूंकि यह एक इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया है, हमें कैथोड और एनोड का उपयोग करने की आवश्यकता है। आमतौर पर, इलेक्ट्रोड शुद्ध कोक से बने होते हैं। कैथोड पर, एल्युमिनियम आयन इलेक्ट्रॉन लेते हैं, जिससे एल्युमिनियम धातु बनती है। एनोड पर, ऑक्साइड आयन कोक से कार्बन परमाणुओं के साथ मिलकर कार्बन मोनोऑक्साइड गैस बनाते हैं। हालांकि, वास्तव में कार्बन मोनोऑक्साइड गैस की तुलना में बहुत अधिक कार्बन डाइऑक्साइड गैस बनती है। इस प्रक्रिया में, क्रायोलाइट का उपयोग एल्यूमिना के गलनांक को नीचे गिराने के लिए किया जाता है क्योंकि यह एल्यूमिना को अच्छी तरह से भंग कर सकता है। क्रायोलाइट बिजली का संचालन करने में भी सक्षम है; इस प्रकार, हम इसे इलेक्ट्रोलाइटिक माध्यम के रूप में उपयोग कर सकते हैं। इसके अलावा, क्रायोलाइट में एल्यूमीनियम धातु की तुलना में कम घनत्व होता है, जो इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया के लिए एक आवश्यकता होती है।
हुप्स प्रक्रिया क्या है?
हुप्स प्रक्रिया एक औद्योगिक प्रक्रिया है जो बहुत उच्च शुद्धता की एल्यूमीनियम धातु प्राप्त करने के लिए उपयोगी है। इस प्रक्रिया का नाम वैज्ञानिक विलियम हूप्स के नाम पर रखा गया था।हॉल हेरौल्ट प्रक्रिया से हम जो एल्यूमीनियम धातु प्राप्त कर सकते हैं, उसकी शुद्धता लगभग 99% है। अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए, शुद्धता की मात्रा को शुद्ध एल्यूमीनियम के रूप में लिया जाता है। लेकिन अत्यंत संवेदनशील उद्देश्यों के लिए, यह शुद्धता पर्याप्त नहीं है। इसलिए, हुप्स प्रक्रिया द्वारा एल्यूमीनियम का और शुद्धिकरण किया जा सकता है, जो एक इलेक्ट्रोलाइटिक प्रक्रिया भी है।
हुप्स प्रक्रिया एक इलेक्ट्रोलाइटिक सेल का उपयोग करती है जिसमें नीचे कार्बन के साथ एक लोहे का टैंक होता है। इस सेल के एनोड के लिए कॉपर, क्रूड एल्युमिनियम या सिलिकॉन की गलित मिश्रधातु का उपयोग किया जा सकता है। यह एनोड इस इलेक्ट्रोलाइटिक सेल की सबसे निचली परत बनाता है। एक बीच की परत होती है जिसमें सोडियम, एल्यूमीनियम और बेरियम के फ्लोराइड का पिघला हुआ मिश्रण होता है। अगली परत सबसे ऊपरी परत है जिसमें पिघला हुआ एल्यूमीनियम होता है। सेल का कैथोड दो ग्रेफाइट छड़ है जो पिघला हुआ एल्यूमीनियम में डूबा हुआ है।
इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया के दौरान, सेल की मध्य परत से एल्यूमीनियम आयन ऊपरी परत की ओर पलायन करते हैं जहां ये आयन कम हो जाते हैं, कैथोड से तीन इलेक्ट्रॉन प्राप्त करके एल्यूमीनियम धातु बनाते हैं।यहां, एक ही समय में (एनोड पर) निचली परत में समान संख्या में एल्यूमीनियम आयन बनते हैं। ये एल्युमीनियम आयन तब मध्य परत में चले जाते हैं। हम समय-समय पर ऊपरी परत से टैप करके शुद्ध एल्यूमीनियम प्राप्त कर सकते हैं। इस एल्यूमीनियम की शुद्धता लगभग 99.99% है।
हॉल हेरौल्ट प्रक्रिया और हुप्स प्रक्रिया में क्या अंतर है?
हॉल हेरौल्ट प्रक्रिया और हुप्स प्रक्रिया दोनों इलेक्ट्रोलाइटिक प्रक्रियाएं हैं जो उच्च शुद्धता के साथ एल्यूमीनियम धातु का उत्पादन करती हैं। हालाँकि, हॉल हेरौल्ट प्रक्रिया और हुप्स प्रक्रिया के बीच मुख्य अंतर यह है कि हॉल हेरौल्ट प्रक्रिया 99.5% शुद्धता के साथ एल्यूमीनियम धातु बनाती है, जबकि हुप्स प्रक्रिया लगभग 99.99% शुद्धता के साथ एल्यूमीनियम धातु का उत्पादन करती है।
नीचे इन्फोग्राफिक सूची में हॉल हेरौल्ट प्रक्रिया और हुप्स प्रक्रिया के बीच अधिक अंतर को सारणीबद्ध रूप में सूचीबद्ध करता है।
सारांश - हॉल हेरौल्ट प्रक्रिया बनाम हुप्स प्रक्रिया
अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए, हॉल हेरौल्ट प्रक्रिया के माध्यम से प्राप्त एल्यूमीनियम की शुद्धता को शुद्ध एल्यूमीनियम माना जाता है। लेकिन अत्यंत संवेदनशील उद्देश्यों के लिए, यह शुद्धता पर्याप्त नहीं है। ऐसे मामलों में, हमें और शुद्धिकरण की आवश्यकता होती है, जो हुप्स प्रक्रिया द्वारा किया जाता है। हॉल हेरौल्ट प्रक्रिया और हुप्स प्रक्रिया के बीच मुख्य अंतर यह है कि हॉल हेरौल्ट प्रक्रिया 99.5% शुद्धता के साथ एल्यूमीनियम धातु बनाती है, जबकि हुप्स प्रक्रिया लगभग 99.99% शुद्धता के साथ एल्यूमीनियम धातु का उत्पादन करती है।
