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Métallurgie de l'Aluminium et devenir de l'Oxygène...



  1. #1
    ecolami

    Métallurgie de l'Aluminium et devenir de l'Oxygène...


    ------

    Bonjour,
    La métallurgie de l'aluminium produit de grandes quantité d'Oxygène qui, malheureusement, consume des électrodes de graphite et produit donc du gaz carbonique.
    A l'heure ou la réduction des gaz a effet de serre est une préoccupation globale il serait nécessaire ( et pas juste souhaitable) que cette réaction secondaire n'aie pas lieu.
    En 2019 la production mondiale était d'environ 64,3 millions de tonne de métal.
    La quantité d'oxygène correspondante est environ 2 fois plus grande: il s'agit de chiffres significatifs.
    Alors par quoi remplacer le graphite pour relâcher de l'oxygène?

    -----

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  3. #2
    Amanuensis

    Re : Métallurgie de l'Aluminium et devenir de l'Oxygène...

    L'électrolyse complète de Al2O3, en Al et O2 gazeux, si tant est qu'elle soit possible, demanderait une quantité d'énergie effarante (qu'il faudra bien générer d'une manière ou d'une autre !). Et on peut se demander quels dégâts pourraient faire sur les installations du dioxygène gazeux à haute température !

    Du coup on "aide" l'électrolyse avec un réducteur qui 1) amène de l'énergie (le carbone est brûlé !), 2) bloque l'oxygène avant qu'il ne fasse plein de dégâts.

    Quitte à chercher une autre option, c'est plutôt vers un autre réducteur que le carbone qu'il faut regarder...
    Dernière modification par Amanuensis ; 27/03/2021 à 18h41.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  4. #3
    40CDV20

    Re : Métallurgie de l'Aluminium et devenir de l'Oxygène...

    Bjr,
    Sujet intéressant.
    Nous n'en sommes plus à l'origine du fameux procédé Bayer. Actuellement, les anodes sont de type "précuites" ou "Söderberg" qui s'écartent un peu du graphite ce qui permet des cellules sous 4V/200 KA. Ceci étant, le tableau est même plus sombre, car l'anode brulée par l'oxygène produit bien du CO2 et ce que l'on sait moins du CO. On travaille principalement sur du titane recouvert d'oxydes de carbures et de nitrures de métaux rares;
    Cdt

  5. #4
    Amanuensis

    Re : Métallurgie de l'Aluminium et devenir de l'Oxygène...

    4V, 200 kA, on est pas loin du mégawatt ! Pour quelle production d'aluminium par unité de temps ?
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    ecolami

    Re : Métallurgie de l'Aluminium et devenir de l'Oxygène...

    Citation Envoyé par 40CDV20 Voir le message
    Bjr,
    Sujet intéressant.
    Nous n'en sommes plus à l'origine du fameux procédé Bayer. Actuellement, les anodes sont de type "précuites" ou "Söderberg" qui s'écartent un peu du graphite ce qui permet des cellules sous 4V/200 KA. Ceci étant, le tableau est même plus sombre, car l'anode brulée par l'oxygène produit bien du CO2 et ce que l'on sait moins du CO. On travaille principalement sur du titane recouvert d'oxydes de carbures et de nitrures de métaux rares;
    Cdt
    Bonjour, Il y a-t-il eu des essais concluants avec des telles électrodes? Je sais qu'en phase aqueuse le titane se couvre d'une couche ISOLANTE d'oxyde dont l'épaisseur et la couleur (interférentielle) dépend de la tension. même a 200volts continus on a un effet isolant.
    L'électrolyse de l'alumine avec les anodes en carbone produit aussi, accessoirement, du Tétrafluorométhane gaz a effet de serre persistant.
    Si j'ai commencé cette discussion c'est apres avoir lu un article sur les marché du carbone et les quotas: les industriels de l'aluminium se sont manifestés.

    Les sidérurgistes européens vont construire une usine prototype de réduction du minerai par l'hydrogène minoritaire et gaz naturel dans un premier temps puis hydrogène majoritaire.
    https://www.dillinger.de/d/fr/actual...ce-96934.shtml
    Déja l'emploi de méthane permet de limiter l'émission de de gaz carbonique ensuite avec l'hydrogène il faudra quand m^me introduire du carbone pour obtenir de l'ACIER.
    D'un point de vue développement durable ce n'est pas une solution viable: les réserves en charbon sont bien plus grandes que pour le gaz naturel. De plus le charbon ne peut être employé que dans des grandes usines munies d'installation de filtration-neutralisation des fumées. Alors que le Gaz naturel peut servir pour les véhicules les trains et les navires

  8. #6
    Amanuensis

    Re : Métallurgie de l'Aluminium et devenir de l'Oxygène...

    L'hydrogène remplacerait une partie du carbone comme réducteur ?
    Dernière modification par Amanuensis ; 28/03/2021 à 13h56.
    Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.

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  10. #7
    ecolami

    Re : Métallurgie de l'Aluminium et devenir de l'Oxygène...

    Bonjour,
    Oui c'est possible. Il y a un inconvénient c'est l'adsorbtion d'hydrogène dans le fer qui dégrade ses propriétés. Mais en injectant la bonne quantité d'oxygène (comme on le fait pour décarburer la fonte on résoud le problème.
    Le fer peut adsorber l'hydrogène, l'azote et le carbone qui s'intercalent dans le réseau cristallin.

  11. #8
    ecolami

    Re : Métallurgie de l'Aluminium et devenir de l'Oxygène...

    Citation Envoyé par Amanuensis Voir le message
    4V, 200 kA, on est pas loin du mégawatt ! Pour quelle production d'aluminium par unité de temps ?
    Petite disgression j'aimerai bien voir les enroulements du transformateur haute tension en trés basse tension pour des telles intensités!

  12. #9
    40CDV20

    Re : Métallurgie de l'Aluminium et devenir de l'Oxygène...

    Bjr,
    Tout ceci date un peu, mais si on s'en tient aux données de Péchiney (et sous réserve)
    L'eutectique est à 18.5% d'alumine, on ne sait toujours pas faire fonctionner un électrolyte sur la durée à une concentration > 7% d'Al2O3 (ce qui est peu, la plage pratique est de 3-5%) pour cause d'empattage. Les anodes quelque soit le type sont constituées de coke de pétrole et de brai (16% en précuites, 30% Söderberg). Le bilan énergétique donne :
    Pour une tonne d'Al° à 99.97%
    430 Kg de carbone
    13000 KWh
    Le titre 99.97% est rarement utilisé en l'état, sauf Russie et RPC (un temps tout au moins), il faut donc aussi considérer le coût du raffinage électrolytique Al° 99.99%, qui sert à la constitution de tous les alliages.
    Oui on continue à travailler la dessus Pechiney, Alcoa, le Japon également, mais on ne dispose que de peu de publications.

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