الصناعات الالكتروليتية Electrolytic industries
المؤلف:
GEORGE T . AUSTIN
المصدر:
SHREV ‘ S CHEMICAL PROCESS INDUSTRIES
الجزء والصفحة:
ص 419
18-9-2016
2572
الصناعات الالكتروليتية Electrolytic industries
تستهلك الصناعات الكيميائية قدرا كبيرا من الطاقة الكهربائية ، لس فقط لتأمين القدرة للمحركات الكهربائية، بل ايضا لرفع درجات الحرارة ولإحداث تغيير كيميائي مباشر. وتحدث الطاقة بشكلها الكهربائي تفاعلات كيميائية تستخدم في الصناعات الالكتروليتية التي سنتحدث عنها في هذا الفصل . والحرارة التي تنتجها الكهرباء هي مصدر درجة الحرارة العالية اللازمة في الصناعات الحرارية الكهربائية ، والتي سنتحدث عنها في الفصل 15.
طورت معظم الطرق الالكتروليتية منذ الحرب العالمية الاولى ، وقلة منها كانت اقدم من ذلك التاريخ . تتراوح المواد التي تصنع بمساعدة الكهرباء من المواد الكيميائية التي تنتج ايضا بطرق اخرى ، كالصودا الكاوية ، والهيدروجين ، والمغنزيوم ، الى المواد الكيماوية التي لا يمكن في الوقت الحاضر تصنيعها بشكل اقتصادي بأية طريقة اخرى الا بالكهرباء ، كالألمنيوم وكربيد الكلسيوم (الجدول 1 -1 ) .
هناك عدد من المعادن الاخرى ، علاوة على الالمنيوم والمغنزيوم والصوديوم التي سندرسها في هذا الفصل ، تصنع إلكتروليتياً . ومن بين هذه المعادن الكادميوم cadmium ، والكروم chromium ، والنحاس copper ، والنيكل nickel والتيتانيوم titanium ، والزنك zinc . وتصنع بعض المعادن الاخرى على نطاق ضيق جداً . حذفت الدراسة حول معالجة هذه المعادن لأن معالجتها تترافق عادة بعمليات معدنية وتعدينية بدلا من الطرق الكيميائية .
الجدول 1-1 . المواد الكيميائية والمعادن التي تصنع بطريقة كهرو كيميائية
|
المادة
|
المعالجة
|
MJ/Kg
|
الفولطية في
الخلية أو الفرن
|
استهلاك
الطاقة سنويا
|
|
ألومينا مصهورة
|
صهر كهربائي حراري
|
8-12
|
100-110
|
كبير
|
|
ألمنيوم
|
إرجاع الألومينا إلكتروليتياً الى ألمنيوم
|
75-95
|
5.50-7
|
كبير جداً
|
|
أمونيا
|
هيدروجين إلكتروليتي ، هدرجة ضغطية
|
51
|
-
|
قليل
|
|
كادميوم
|
ترسيب إلكتروليتي لثمالات الزنك – رصاص
|
6
|
2.6
|
قليل
|
|
كالسيوم
|
إرجاع كهربائي حراري
|
175-190
|
-
|
قليل
|
|
كربيد الكلسيوم
|
إرجاع كهربائي حراري
|
10-11
|
-
|
كبير جداً
|
|
سياناميد الكلسيوم
|
إرجاع كهربائي حراري
|
10
|
-
|
كبير
|
|
صودا كاوية ، كلور
|
تحلل كهربائي حراري
|
10.6
|
3.4-4.3
|
كبير جداً
|
|
نحاس
|
استخلاص النحاس إلكتروليتياً
|
8-12
|
1.9-2.4
|
كبير
|
|
|
تنقية إلكتروليتية
|
0.7-1.3
|
0.18-0.4
|
كبير جداً
|
|
فزوكروميوم 70 %
|
صهر كهربائي حراري
|
16-24
|
90-120
|
كبير
|
|
فزومنغنيز 80 %
|
إرجاع كهربائي حراري
|
12-24
|
90-115
|
قليل جداً
|
|
فزوموليبدينوم 50 %
|
صهر كهربائي حراري
|
24-32
|
50-150
|
قليل
|
|
فزوسليكون 50 %
|
صهر كهربائي حراري
|
16-28
|
75-150
|
كبير جداً
|
|
فزوتنغستن 70 %
|
صهر وتنقية كهربائياً حرارياً
|
12-16
|
90-120
|
قليل
|
|
فزوفناديوم
|
صهر كهربائي حراري
|
16-28
|
150-250
|
قليل
|
|
ذهب
|
تنقية إلكتروليتية
|
1.2
|
1.3-12.6
|
قليل جداً
|
|
غرافيت
|
تغيير كهربائي حراري
|
12-16
|
80-200
|
كبير
|
|
هيدروجين وأكسجين
|
تحلل الماء القلوي كهربائياً
|
438
|
-
|
قليل
|
|
هيبوكلوريت
|
التحلل الكهربائي للمحلول الملحي بالمزج
|
-
|
-
|
وسط
|
|
حديد
|
الإرجاع في فرن قوسي
|
8-12
|
-
|
لا شيء
|
|
مصبوبات حديدية
|
صهر كهربائي
|
|
-
|
|
|
|
نظم مزدوج
|
0.55
|
|
قليل جداً
|
|
|
مستمر
|
1.78
|
|
|
|
حديد اسفنجي
|
إرجاع كهربائي حراري بدرجة منخفضة
|
1.6
|
-
|
قليل جداً
|
|
رصاص
|
تنقية إلكتروليتية
|
0.7
|
0.35-0.6
|
قليل
|
|
مغنزيوم معدني
|
تحلل كلوريد المغنزيوم كهربائياً
|
60-100
|
6-7
|
كبير جداً
|
|
المادة
|
المعالجة
|
MJ/Kg
|
الفولطية في
الخلية أو الفرن
|
استهلاك
الطاقة سنويا
|
|
حمض الفسفور
|
ارجاع كهربائي حراري الى فسفور ، اكسدة
|
21
|
-
|
كبير
|
|
فسفور
|
إرجاع كهربائي حراري
|
32-43
|
-
|
كبير
|
|
هيدروكسيد البوتاسيوم
|
تحلل محلول كلوريد البوتاسيوم كهربائياً
|
8-9.5
|
-
|
قليل
|
|
كوارتز منصهر
|
صهر كهربائي حراري
|
40-63
|
-
|
قليل
|
|
سليكون
|
إرجاع كهربائي حراري
|
48
|
-
|
قليل
|
|
كربيد السليكون
|
إرجاع كهربائي حراري
|
25-30
|
75-230
|
كبير
|
|
صوديوم معدني
|
تحلل كلوريد الصوديوم المنصهر كهربائياً
|
56-58
|
-
|
كبير
|
|
كلورات الصوديوم
|
تحلل محلول كلوريد الصوديوم كهربائياً (مزج)
|
20
|
2.8-3.5
|
قليل
|
|
مصبوبات الفولاذ
|
صهر الكهربائي لشحنة باردة
|
2-2.4
|
-
|
كبير
|
|
صبّة فولاذية
|
صهر كهربائي أو تنقية الشحنة المنصهرة
|
0.8
|
-
|
كبير
|
|
زنك (توتياء)
|
ترسيب إلكتروليتي
|
11-12
|
3.5-3.7
|
كبير جداً
|
ان كلفة الطاقة الكهربائية هي عادة العامل الحاسم في الصناعات الكهربائية الكيميائية . ولذلك توطدت هذه الصناعات في المناطق التي تكون فيها هذه الطاقة رخيصة ، كشلالات نياجارا ، وشمال غربي المحيط الهادي ، والنرويج . ولكن انخفاض اسعار الطاقة في طريقه الى الزوال بسبب تزايد الطلب الشعبي عليها . الامر الذي دفع كثيرا من الشركات الى محاولة انشاء مصانعها وراء حدود الولايات المتحدة .
يشير الجدول الى كمية الطاقة اللازمة لإنتاج 1 طناً من مختلف المواد المدرجة فيه . ويمكن تصنيع الصوديوم ، والالمنيوم ، والمغنزيوم على نحو اقتصادي فقط باستخدام التيار المستمر كعامل كيميائي . استخدمت مجموعات محركات التوليد ، والمولدات اللاحلقية ، والمقومات القوسية الزئبقية لإنتاج التيارات منخفضة الفولطية عالية الأمبيرية اللازمة ، لكنها هجرت جميعها ، رغم أن بعضها ما زال يستخدم حتى الآن . وعلى ضوء الرغبة بالتيار المويجي الخفيف ، فإن مقومات الطور المتعدد في الحالة الصلبة والمقومات الموجهة بالسليكون هي خيارات التيار .
الاكثر قراءة في مواضيع عامة في الكيمياء الصناعية
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة
