হল হেরোল্ট প্রক্রিয়া এবং হুপস প্রক্রিয়ার মধ্যে মূল পার্থক্য হল হল হেরোল্ট প্রক্রিয়া 99.5% বিশুদ্ধতা সহ অ্যালুমিনিয়াম ধাতু গঠন করে, যেখানে হুপস প্রক্রিয়া প্রায় 99.99% বিশুদ্ধতা সহ অ্যালুমিনিয়াম ধাতু তৈরি করে।
হল হেরোল্ট প্রক্রিয়া এবং হুপস প্রক্রিয়া খাঁটি অ্যালুমিনিয়াম ধাতু উত্পাদনে গুরুত্বপূর্ণ। এই উভয় প্রক্রিয়াই ইলেক্ট্রোলাইটিক প্রক্রিয়া। প্রতিটি প্রক্রিয়া দ্বারা উত্পাদিত অ্যালুমিনিয়াম ধাতুর বিশুদ্ধতা একে অপরের থেকে আলাদা।
হল হেরোল্ট প্রক্রিয়া কি?
হল হেরোল্ট প্রক্রিয়া হল অ্যালুমিনিয়াম ধাতু গলানোর প্রধান শিল্প পথ। এই প্রক্রিয়ায় অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড বা অ্যালুমিনা দ্রবীভূত করা জড়িত যা বক্সাইট খনিজ থেকে (বায়ার প্রক্রিয়ার মাধ্যমে) গলিত ক্রায়োলাইটে প্রাপ্ত হয়, তারপরে একটি উদ্দেশ্য-নির্মিত কোষে গলিত লবণের স্নানকে ইলেক্ট্রোলাইজ করা হয়।সাধারণত, শিল্প-স্কেল অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে এই প্রক্রিয়াটি 940-980 সেলসিয়াস ডিগ্রিতে সঞ্চালিত হয়। আরও গুরুত্বপূর্ণ, এই প্রক্রিয়াটি প্রায় 99.5% বিশুদ্ধ অ্যালুমিনিয়াম ধাতু উত্পাদন করে। যাইহোক, আমরা এই প্রক্রিয়ায় পুনর্ব্যবহৃত অ্যালুমিনিয়াম ব্যবহার করি না কারণ এই ধরনের অ্যালুমিনিয়ামের কোনো ইলেক্ট্রোলাইসিসের প্রয়োজন হয় না। হল হেরোল্ট প্রক্রিয়া ইলেক্ট্রোলাইটিক প্রতিক্রিয়ার সময় কার্বন ডাই অক্সাইড নির্গমনের কারণে জলবায়ু পরিবর্তনে অবদান রাখে।
এই প্রক্রিয়াটি গুরুত্বপূর্ণ কারণ এলিমেন্টাল অ্যালুমিনিয়াম জলীয় অ্যালুমিনিয়াম লবণের ইলেক্ট্রোলাইসিস দ্বারা উত্পাদিত হতে পারে না কারণ হাইড্রোনিয়াম আয়ন সহজেই মৌলিক অ্যালুমিনিয়ামকে অক্সাইড করে। সাধারণত, অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইডের একটি খুব উচ্চ গলনাঙ্ক থাকে; অতএব, গলনাঙ্ক কম করার জন্য এটি ক্রায়োলাইটে দ্রবীভূত করা প্রয়োজন। এটি ইলেক্ট্রোলাইসিস প্রক্রিয়াটিকে সহজ করে তোলে।এই প্রক্রিয়াটির জন্য একটি কার্বন উত্স প্রয়োজন, যা প্রায়শই কোক হয়৷
যেহেতু এটি একটি ইলেক্ট্রোলাইসিস প্রক্রিয়া, তাই আমাদের একটি ক্যাথোড এবং একটি অ্যানোড ব্যবহার করতে হবে। সাধারণত, ইলেক্ট্রোডগুলি বিশুদ্ধ কোক দিয়ে তৈরি হয়। ক্যাথোডে, অ্যালুমিনিয়াম আয়নগুলি ইলেকট্রন গ্রহণ করে, অ্যালুমিনিয়াম ধাতু গঠন করে। অ্যানোডে, অক্সাইড আয়নগুলি কোক থেকে কার্বন পরমাণুর সাথে মিলিত হয়ে কার্বন মনোক্সাইড গ্যাস তৈরি করে। যাইহোক, বাস্তবে, কার্বন মনোক্সাইড গ্যাসের চেয়ে অনেক বেশি কার্বন ডাই অক্সাইড গ্যাস গঠিত হয়। এই প্রক্রিয়ায়, ক্রায়োলাইট অ্যালুমিনার গলনাঙ্ককে নীচে নামাতে ব্যবহৃত হয় কারণ এটি অ্যালুমিনাকে ভালভাবে দ্রবীভূত করতে পারে। Cryolite এছাড়াও বিদ্যুৎ সঞ্চালন করতে সক্ষম; সুতরাং, আমরা এটিকে ইলেক্ট্রোলাইটিক মাধ্যম হিসাবে ব্যবহার করতে পারি। তদ্ব্যতীত, অ্যালুমিনিয়াম ধাতুর তুলনায় ক্রায়োলাইটের ঘনত্ব কম, যা ইলেক্ট্রোলাইসিস প্রক্রিয়ার জন্য প্রয়োজনীয়৷
হুপস প্রক্রিয়া কি?
হুপস প্রক্রিয়া একটি শিল্প প্রক্রিয়া যা অত্যন্ত উচ্চ বিশুদ্ধতার অ্যালুমিনিয়াম ধাতু পাওয়ার জন্য দরকারী। বিজ্ঞানী উইলিয়াম হুপসের নামে এই প্রক্রিয়াটির নামকরণ করা হয়েছিল।হল হেরোল্ট প্রক্রিয়া থেকে আমরা যে অ্যালুমিনিয়াম ধাতু পেতে পারি তার বিশুদ্ধতা প্রায় 99%। বেশিরভাগ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য, সেই পরিমাণ বিশুদ্ধতা বিশুদ্ধ অ্যালুমিনিয়াম হিসাবে নেওয়া হয়। কিন্তু অত্যন্ত সংবেদনশীল উদ্দেশ্যে, এই বিশুদ্ধতা যথেষ্ট নয়। অতএব, হুপস প্রক্রিয়ার মাধ্যমে অ্যালুমিনিয়ামের আরও পরিশোধন করা যেতে পারে, যা একটি ইলেক্ট্রোলাইটিক প্রক্রিয়াও।
হুপস প্রক্রিয়া একটি ইলেক্ট্রোলাইটিক কোষ ব্যবহার করে যার নীচে কার্বন সহ একটি লোহার ট্যাঙ্ক থাকে। এই কোষের অ্যানোডের জন্য, তামা, অপরিশোধিত অ্যালুমিনিয়াম বা সিলিকনের একটি গলিত সংকর ধাতু ব্যবহার করা যেতে পারে। এই অ্যানোড এই ইলেক্ট্রোলাইটিক কোষের সর্বনিম্ন স্তর গঠন করে। একটি মাঝারি স্তর রয়েছে যাতে সোডিয়াম, অ্যালুমিনিয়াম এবং বেরিয়ামের ফ্লোরাইডের গলিত মিশ্রণ রয়েছে। পরবর্তী স্তরটি হল উপরের স্তর যা গলিত অ্যালুমিনিয়াম ধারণ করে। কোষের ক্যাথোড হল দুটি গ্রাফাইট রড যা গলিত অ্যালুমিনিয়ামে ডুবানো হয়।
ইলেক্ট্রোলাইসিস প্রক্রিয়া চলাকালীন, কোষের মধ্যবর্তী স্তর থেকে অ্যালুমিনিয়াম আয়নগুলি উপরের স্তরের দিকে স্থানান্তরিত হয় যেখানে এই আয়নগুলি হ্রাস পায়, ক্যাথোডগুলি থেকে তিনটি ইলেকট্রন লাভ করে অ্যালুমিনিয়াম ধাতু গঠন করে।এখানে, একই সময়ে (অ্যানোডে) নীচের স্তরে সমান সংখ্যক অ্যালুমিনিয়াম আয়ন তৈরি হয়। এই অ্যালুমিনিয়াম আয়নগুলি তারপর মধ্য স্তরে স্থানান্তরিত হয়। আমরা সময়ে সময়ে উপরের স্তর থেকে ট্যাপ করা বিশুদ্ধ অ্যালুমিনিয়াম পেতে পারি। এই অ্যালুমিনিয়ামের বিশুদ্ধতা প্রায় 99.99%।
হল হেরোল্ট প্রক্রিয়া এবং হুপস প্রক্রিয়ার মধ্যে পার্থক্য কী?
হল হেরোল্ট প্রক্রিয়া এবং হুপস প্রক্রিয়া উভয়ই ইলেক্ট্রোলাইটিক প্রক্রিয়া যা উচ্চ বিশুদ্ধতার সাথে অ্যালুমিনিয়াম ধাতু তৈরি করে। যাইহোক, হল হেরোল্ট প্রক্রিয়া এবং হুপস প্রক্রিয়ার মধ্যে মূল পার্থক্য হল হল হেরোল্ট প্রক্রিয়া 99.5% বিশুদ্ধতা সহ অ্যালুমিনিয়াম ধাতু গঠন করে, যেখানে হুপস প্রক্রিয়া প্রায় 99.99% বিশুদ্ধতার সাথে অ্যালুমিনিয়াম ধাতু তৈরি করে।
ইনফোগ্রাফিকের নীচে হল হেরোল্ট প্রক্রিয়া এবং হুপস প্রক্রিয়ার মধ্যে সারণী আকারে আরও পার্থক্য রয়েছে।
সারাংশ – হল হেরোল্ট প্রসেস বনাম হুপস প্রসেস
অধিকাংশ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য, হল হেরোল্ট প্রক্রিয়ার মাধ্যমে প্রাপ্ত অ্যালুমিনিয়ামের বিশুদ্ধতাকে বিশুদ্ধ অ্যালুমিনিয়াম হিসাবে বিবেচনা করা হয়। কিন্তু অত্যন্ত সংবেদনশীল উদ্দেশ্যে, এই বিশুদ্ধতা যথেষ্ট নয়। এই ধরনের ক্ষেত্রে, আমাদের আরও শুদ্ধিকরণের প্রয়োজন, যা হুপস প্রক্রিয়া দ্বারা সম্পন্ন হয়। হল হেরোল্ট প্রক্রিয়া এবং হুপস প্রক্রিয়ার মধ্যে মূল পার্থক্য হল হল হেরোল্ট প্রক্রিয়া 99.5% বিশুদ্ধতা সহ অ্যালুমিনিয়াম ধাতু গঠন করে, যেখানে হুপস প্রক্রিয়া প্রায় 99.99% বিশুদ্ধতার সাথে অ্যালুমিনিয়াম ধাতু তৈরি করে।
