प्रश्न 4 (ii) (अ) ॲल्युमिनिअमच्या निष्कर्षणातील मुख्य पायऱ्या स्पष्ट करा. 1(ब) ॲल्युमिनाचा विलयबिंदू किती आहे ? तो कमी करण्यासाठी काय करतात ? 2(क) ॲल्युमिनाचे विद्युत अपघटन होताना धनाग्रे वेळोवेळी का बदलावी लागतात ? 2

(अ) मुख्य पायऱ्या:

1. बॉक्साइट धातुकाचे संहतीकरण: बॉक्साइटचे निक्षालन (बायर प्रक्रिया किंवा हॉल प्रक्रिया) करून शुद्ध ॲल्युमिना (\(\mathrm{Al_2O_3}\)) मिळवतात.

2. ॲल्युमिनाचे विद्युत अपघटनी क्षपण: वितळलेल्या ॲल्युमिनाचे, ग्रॅफाइटचे अस्तर असलेल्या (ऋणाग्र) पोलादी टाकीत आणि ग्रॅफाइटच्या कांड्या धनाग्र म्हणून वापरून विद्युत अपघटन करतात. ऋणाग्रावर ॲल्युमिनिअम धातू जमा होतो व तो टाकीच्या तळातून काढून घेतात.

(ब) ॲल्युमिनाचा विलयबिंदू खूप जास्त, सुमारे 2072 ºC आहे; एवढ्या तापमानाला विद्युत अपघटन करण्यास खूप ऊर्जा लागते. म्हणून ॲल्युमिनामध्ये क्रायोलाइट (\(\mathrm{Na_3AlF_6}\)) आणि फ्लुओरस्पार (\(\mathrm{CaF_2}\)) मिसळतात. त्यामुळे मिश्रणाचा विलयबिंदू सुमारे 1000 ºC पर्यंत कमी होतो आणि ऊर्जेची बचत होते (क्रायोलाइटमुळे विद्युतवाहकताही वाढते).

(क) विद्युत अपघटनात धनाग्रावर ऑक्सिजन वायू मुक्त होतो. उच्च तापमानाला हा ऑक्सिजन धनाग्राच्या कार्बनशी (ग्रॅफाइट) अभिक्रिया करून कार्बन डायऑक्साइड तयार करतो: \(\mathrm{C + O_2 \rightarrow CO_2}\). त्यामुळे धनाग्रांचे ऑक्सिडीकरण होऊन ती हळूहळू जळून झिजतात, म्हणून ती वेळोवेळी बदलावी लागतात.