ALUMINIUM

Carte mentale

Élargissez votre recherche dans Universalis

Raffinage de l'aluminium

L'aluminium produit par les cuves d'électrolyse titre de 99,4 à 99,8 p. 100 d'aluminium. On peut purifier cet « aluminium ordinaire » par raffinage électrolytique.

Historique

Hoopes (1901) a la première idée du raffinage par électrolyse ignée ; Betts (1905) pose le principe du raffinage électrolytique à trois couches. Hoopes, Frary et Edwards (1922) réalisent une cuve à raffinage à fond anodique en charbon ; les parois latérales sont en électrolyte, solidifié par une ceinture en tôle à circulation d'eau ; la couche inférieure est constituée par un alliage anodique aluminium-cuivre ; au-dessus est un bain de cryolithe avec 40 p. 100 de fluorure de baryum contenant 2 à 3 p. 100 d'alumine en solution, sur lequel flotte l'aluminium raffiné ; la température de marche est voisine de 1 000 0C. Le procédé n'a jamais atteint l'échelle industrielle.

C'est en 1932 que Gadeau met au point le procédé industriel de raffinage, en adoptant un bain chloro-fluoré, qui permet une marche à 750 0C et admet des cuves à parois latérales isolantes en briques de magnésie, qui seraient attaquées par la cryolithe à 1 000 0C, mais ne le sont pas à 750 0C par un bain à 60 p. 100 de chlorures.

Ce procédé à permis la production industrielle d'aluminium raffiné, titrant plus de 99,99 p. 100 d'Al. Le métal le plus pur obtenu titre 99,999 p. 100.

Dans le procédé Pechiney de raffinage électrolytique de l'aluminium, les trois couches sont constituées de la façon suivante :

Cuve Pechiney pour le raffinage électrolytique

Dessin : Cuve Pechiney pour le raffinage électrolytique

Dessin

Cuve Pechiney pour le raffinage électrolytique de l'aluminium avec puits de ségrégation. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

Afficher

– L'alliage anodique est l'eutectique aluminium-cuivre fondant à 548 0C, de densité 3 à 750 0C.

– L'électrolyte contient 23 p. 100 de fluorure d'aluminium, 17 p. 100 de fluorure de sodium et 60 p. 100 de chlorure de baryum (point de fusion 720 0C, densité 2,72 à 750 0C).

– L'aluminium raffiné cathodique de densité 2,3 flotte sur l'électrolyte. Le courant est amené par des blocs de graphite pur.

La théorie du raffinage est la suivante : il y a électrolyse primaire du chlorure d'aluminium. L'aluminium s'ajoute à la couche cathodique ; le [...]


1  2  3  4  5
pour nos abonnés,
l’article se compose de 15 pages

Médias de l’article

Aluminium primaire : production mondiale

Aluminium primaire : production mondiale
Crédits : Encyclopædia Universalis France

tableau

Aluminium : production en 2005

Aluminium : production en 2005
Crédits : Encyclopædia Universalis France

tableau

Aluminium primaire : pays producteurs

Aluminium primaire : pays producteurs
Crédits : Encyclopædia Universalis France

tableau

Friedrich Wöhler

Friedrich Wöhler
Crédits : Hulton Getty

photographie

Afficher les 19 médias de l'article


Écrit par :

  • : ingénieur de l'Institut électrotechnique de Grenoble, directeur honoraire de la compagnie Pechiney
  • : ingénieur à l'École centrale de Lyon, chef de service à Cégédur Péchiney

Classification

Autres références

«  ALUMINIUM  » est également traité dans :

PROCÉDÉ INDUSTRIEL DE FABRICATION DE L'ALUMINIUM

  • Écrit par 
  • Nicole CHÉZEAU
  •  • 189 mots

Le Français Henri Sainte-Claire Deville (1818-1881) inventa en 1854 le premier procédé industriel de fabrication de l'aluminium. Celui-ci consiste à décomposer le chlorure double NaCl-AlCl3 par le sodium en présence d'un fondant. L'alumine nécessaire à la pré […] Lire la suite

ACIER - Technologie

  • Écrit par 
  • Louis COLOMBIER, 
  • Gérard FESSIER, 
  • Guy HENRY, 
  • Joëlle PONTET
  •  • 14 167 mots
  •  • 10 médias

Dans le chapitre « Aciers alliés »  : […] Les aciers alliés se distinguent des aciers non alliés par la présence de certains éléments d'alliage (cf. tableau). Les éléments d'alliage agissent sur la structure de l'acier et modifient par là certaines de leurs propriétés, mais ils peuvent aussi attribuer à l'acier des propriétés entièrement nouvelles. Chacun de ces éléments se caractérise par une tendance dominante soit à rester dissous da […] Lire la suite

AIMANTS

  • Écrit par 
  • Roger FONTAINE
  •  • 6 368 mots
  •  • 13 médias

Dans le chapitre « Les alliages à durcissement par réaction désordre-ordre »  : […] La déformation de la maille cristalline et le réarrangement des atomes qui se produisent lors de la mise en ordre d'une solution solide désordonnée conduisent à un état de contrainte à l'intérieur du matériau qui est favorable à l'apparition d'une hystérésis magnétique. C'est le cas par exemple de l' alliage équi-atomique platine-cobalt (contenant 77 p. 100 de platine en poids) qui existe en phas […] Lire la suite

ALLIAGES

  • Écrit par 
  • Jean-Claude GACHON
  •  • 7 350 mots
  •  • 5 médias

Dans le chapitre «  Superalliages »  : […] Le développement des turboréacteurs d'avion a entraîné, dès la fin de la Seconde Guerre mondiale, l'élaboration d'alliages capables de résister à des efforts mécaniques intenses dans un domaine de température où tout ce qui était connu à l'époque avait une forte propension à fluer et/ou à s'oxyder de façon catastrophique. Dans le même temps, Superman devenait un héros de télévision, et certains […] Lire la suite

ALUNS

  • Écrit par 
  • Jean PERROTEY
  •  • 1 655 mots

On appelle communément alun le sulfate double de potassium et d' aluminium hydraté [K 2 SO 4 , Al 2 (SO 4 ) 3 , 24 H 2 O], qui reçoit souvent les noms usuels d'alun de potasse ou alun de roche, son appellation minéralogique étant kalinite. De nombreux composés semblables sont connus et, par extension, le mot alun désigne aujourd'hui tout sulfate double dont la formule peut s'écrire : les symboles […] Lire la suite

AVIATION - Avions civils et militaires

  • Écrit par 
  • Yves BROCARD
  •  • 9 429 mots
  •  • 21 médias

Dans le chapitre « Structure et matériaux »  : […] La structure de la cellule est conçue pour résister aux efforts qui s'exercent sur l'avion au cours des différentes phases du vol et pour toute sa durée de vie (de l'ordre de 40 000 h de vol), tout en étant aussi légère que possible, et cela pour un coût pas trop élevé. D'autres impératifs tels que la sécurité et la facilité d'effectuer la maintenance impliquent que, d'une part, la structure ne so […] Lire la suite

BAHREÏN

  • Écrit par 
  • André BOURGEY, 
  • Laurence LOUËR
  •  • 4 755 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Évolutions socio-économiques »  : […] Avant la découverte du pétrole, l'économie du Bahreïn reposait principalement sur le commerce des perles et l'agriculture, rendue possible par l'existence de nombreuses sources d'eau douce, aujourd'hui presque épuisées. L'économie perlière a périclité avec l'introduction sur le marché de la perle de culture japonaise, trois fois moins chère que la perle locale. Le développement de l'industrie pé […] Lire la suite

BAUXITES

  • Écrit par 
  • Michel ESTERLE, 
  • Jean-Pierre LAJOINIE
  •  • 3 786 mots
  •  • 5 médias

La bauxite est un minerai d'aluminium constitué essentiellement de un ou plusieurs hydrates d'alumine. Une roche comparable, alors inconnue en tant que minerai d'aluminium, fut découverte en Guinée par G. Mollien dès 1819. C'est en analysant simultanément des échantillons de Guinée et de France en 1821 que F. Berthier y découvrit la présence d'alumine hydratée. La paternité du terme beauxite re […] Lire la suite

CIRCUITS INTÉGRÉS

  • Écrit par 
  • Frédéric PÉTROT, 
  • Franck WAJSBÜRT
  •  • 8 965 mots
  •  • 20 médias

Dans le chapitre « Principe du processus de réalisation CMOS »  : […] À partir d'un substrat faiblement dopé P, on effectue différentes étapes. Formation du caisson (fig. 13). Cette première étape consiste à former les caissons N pour l'implantation des transistors P. La démarche est identique à l'obtention d'un substrat dopé : oxydation du substrat, couverture de résine, exposition aux UV du masque des caissons, suppression de la résine non durcie, attaque de l'ox […] Lire la suite

CUIVRE

  • Écrit par 
  • C.I.C.L.A., 
  • Jean-Louis VIGNES
  •  • 8 199 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Facteurs politiques et sociaux »  : […] Le cuivre constitue pour plusieurs des pays exportateurs, Chili, Pérou, Zambie, Papouasie-Nouvelle-Guinée et Indonésie, une des principales ressources, voire la seule. Le prix du cuivre a, par exemple, une incidence directe sur le budget chilien. Les gouvernements de ces pays auront donc naturellement tendance à prélever sur le cuivre, richesse nationale, des taxes et redevances aussi élevées que […] Lire la suite

Voir aussi

Les derniers événements

États-Unis. Levée des tarifs douaniers sur l’acier et l’aluminium en provenance du Canada et du Mexique. 17 mai 2019

Washington annonce la levée des tarifs douaniers de 25 p. 100 sur l’acier et de 10 p. 100 sur l’aluminium en provenance du Canada et du Mexique. Ceux-ci avaient été imposés en juin 2018, lors de la renégociation de l’Accord de libre-échange nord-américain (ALENA). Cette levée permet l’engagement des procédures de ratification du nouvel Accord Canada–États-Unis–Mexique signé en novembre 2018. […] Lire la suite

Canada – États-Unis. Conclusion de l’accord de modernisation de l’ALENA. 30 septembre 2018

des règles pour protéger le caractère particulier de son secteur culturel. L’accord ne met pas fin à l’augmentation des taxes sur l’acier et l’aluminium imposée par Washington. […] Lire la suite

États-Unis – Turquie. Crise diplomatique. 1er-15 août 2018

son projet de s’équiper du système mobile russe de défense antiaérienne et antimissile S-400. Le 4, Ankara annonce des sanctions à l’encontre des ministres américains de l’Intérieur et de la Justice. Le 10, Washington annonce le doublement des droits de douane sur l’acier et l’aluminium importés […] Lire la suite

États-Unis – Union européenne. Armistice dans la guerre commerciale transatlantique. 25 juillet 2018

et d’aluminium. Jean-Claude Juncker promet de son côté une augmentation des achats européens de gaz naturel et de soja américains. Les deux parties s’engagent en outre à mettre en place un groupe de travail sur le libre-échange transatlantique et à travailler à la réforme de l’Organisation mondiale du commerce (OMC). […] Lire la suite

États-Unis. Entrée en vigueur de taxes sur l’acier et l’aluminium. 1er-29 juin 2018

Le 1er, les taxes de 25 p. 100 sur les importations d’acier et de 10 p. 100 sur celles d’aluminium en provenance de l’Union européenne, du Canada et du Mexique, qui avaient été suspendues pendant un mois, entrent en vigueur. Le 1er également, l’Union […] Lire la suite

Pour citer l’article

Robert GADEAU, Robert GUILLOT, « ALUMINIUM », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 19 septembre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/aluminium/