5. Production de l'aluminium
• Procédés électrolytiques
Le schéma de la production électrolytique de l'aluminium est le suivant : une cuve garnie de charbon contient de la cryolithe fondue avec quelque pour-cent d'alumine en solution. L'électrolyse de l'alumine donne de l'aluminium, qui se dépose au fond de la cuve (cathode), et de l'oxygène, qui brûle des anodes en carbone pur plongeant dans l'électrolyse.
Ce processus, imaginé par Hall et Héroult, a bénéficié de perfectionnements du matériel d'électrolyse et d'une amélioration du contrôle ; ces progrès ont amené, en particulier, une augmentation régulière de la taille et de la puissance des cuves.
La cuve
La cuve est représentée par le schéma de la figure 2.
Le caisson en acier contient un creuset en blocs de carbone cuits, à base d'anthracite, liés entre eux par de la pâte à brasque (mélange d'anthracite et de coke métallurgique lié par un brai gras) ; cette pâte cuit au démarrage de la cuve. Le courant est amené par des barres cathodiques en fer, scellées à la fonte dans des rainures pratiquées à la base des blocs cathodiques.
Les côtés de la cuve sont garnis de dalles de carbone de 120 millimètres d'épaisseur, qui brûlent partiellement en service et se trouvent remplacées par un magma de bain figé et d'alumine.
On distingue deux types de cuves : à anodes précuites (fig. 2) et à anode continue Söderberg (fig. 3).
Les anodes précuites sont des blocs cuits constitués de carbone très pur (coke de pétrole ou coke de brai). Pour maintenir la densité de courant inférieure à 1 A/cm2, dans une cuve à 50 000 ampères, on utilise en France 18 anodes de 350 × 650 millimètres, tenues par deux barres collectrices (cadre) en aluminium reliées à la cathode d […]
… pour nos abonnés, l'article se prolonge sur 15 pages…
