تعريف من جملة واحدة
الكريوليت هو معدن نادر عديم اللون إلى الأبيض (نا₃ألف₆) استخدم تاريخيًا كمادة مساعدة في صهر الألومنيوم، مما يتيح استخراج الألومنيوم بكفاءة من خامه.
شرح مفصل
الكريوليت، المعروف كيميائيًا باسم فلوريد ألومنيوم الصوديوم (نا₃ألف₆)، هو معدن غير عضوي لعب دورًا محوريًا في تطوير صناعة الألمنيوم الحديثة. وقد أتاحت قدرته الفريدة على إذابة الألومينا (ال₂O₃) وخفض درجة انصهار الإلكتروليت إنتاج الألمنيوم على نطاق واسع، مما ساهم في توفير الطاقة. وبينما كان الكريوليت الطبيعي يُستخرج في السابق بشكل رئيسي من إيفيتوت، جرينلاند، إلا أنه يُعتبر الآن منقرضًا تجاريًا، ويُستخدم الكريوليت الصناعي في الصناعة. ولا ينبغي الخلط بين الكريوليت والأكريليك (بولي ميثيل ميثاكريلات)، وهو مادة بلاستيكية عضوية تُستخدم في شاشات العرض والمنتجات المنزلية.
المكونات والخصائص الرئيسية
الصيغة الكيميائية:نا₃ألف₆
نظام الكريستال:أحادي الميل
لون:عديم اللون إلى الأبيض (أحيانًا بني أو أحمر أو أسود)
صلابة:موهس 2.5–3
كثافة:2.95–3.0 جم/سم³
نقطة الانصهار:~1012 درجة مئوية
معامل الانكسار:~1.338 (غير مرئي تقريبًا في الماء)
الذوبان:قابل للذوبان قليلاً في الماء، قابل للذوبان بسهولة في حمض الكبريتيك
الميزة البارزة:عند غمره في الماء، يصبح الكريوليت الشفاف غير مرئي تقريبًا بسبب معامل الانكسار الخاص به (ميندات).
التطبيقات في العالم الحقيقي
صهر الألومنيوم (عملية هول هيرولت)
يُعدّ استخدام الكريوليت الأكثر أهميةً كمادةٍ مُصهِرةٍ في عملية هول-هيرولت، وهي الطريقة الأساسية لاستخراج الألومنيوم من الألومينا. فبإذابة الألومينا وخفض درجة انصهارها من أكثر من ٢٠٠٠ درجة مئوية إلى حوالي ٩٥٠-١٠٠٠ درجة مئوية، يُتيح الكريوليت التحليل الكهربائي للألومنيوم عمليًا واقتصاديًا. وقد أحدثت هذه العملية ثورةً في صناعة الألومنيوم، مما جعل المعدن متاحًا على نطاق واسع (ويكيبيديا،معلم ACS).
نظرة عامة على العملية:
يتم إذابة الألومينا في الكريوليت المنصهر داخل خلية مبطنة بالكربون.
يتم تمرير تيار كهربائي مباشر عبر الخليط.
تنتقل أيونات الألومنيوم إلى الكاثود وتتحول إلى الألومنيوم المنصهر.
تنتقل أيونات الأكسيد إلى الأنود، لتكوين غاز الأكسجين، الذي يتفاعل مع أنود الكربون لإنتاج ثاني أكسيد الكربون.
المساعدة البصرية: يوصى باستخدام مخطط سير عملية هول-هيرولت ومخططات بنية بلورات الكريوليت للحصول على فهم أعمق.
استخدامات أخرى
صناعة الزجاج والمينا:كمُعتِم ومُدخِل.
المبيدات الحشرية والمبيدات الحشرية:يستخدم في بعض التركيبات.
ألعاب نارية:يُنتج لونًا أصفر.
عروض المعادن:تحظى عينات الكريوليت بشعبية كبيرة في الأوساط التعليمية والمتاحف.
حلول العرض المخصصة
بالنسبة للمتاحف أو المدارس أو هواة الجمع الذين يرغبون في عرض الكريوليت أو المعادن الأخرى، توفر حوامل العرض الأكريليكية المخصصة الحماية والجاذبية الجمالية.توينمتخصصة في تصميم وتصنيع رفوف وعلب العرض المصنوعة من الأكريليك عالية الجودة والمخصصة، وهي مثالية للعينات المعدنية مثل الكريوليت.
المفاهيم ذات الصلة
الألومينا (ال₂O₃):مصدر الألومنيوم المذاب في الكريوليت للتحليل الكهربائي.
فلوريت (كربونات الكالسيوم₂):معدن فلوريد آخر، يستخدم أحيانًا كمادة للتدفق ولكنه أقل فعالية من الكريوليت.
التحليل الكهربائي:عملية استخدام التيار الكهربائي لتحريك التفاعلات الكيميائية، وهي عملية أساسية لاستخراج الألومنيوم.
الأكريليك (بولي ميثيل ميثاكريلات):مادة بلاستيكية عضوية، لا علاقة لها بالكريوليت باستثناء الارتباك العرضي بسبب الأسماء المتشابهة في النطق.
مادة | يكتب | الاستخدام الرئيسي | الفرق الرئيسي |
|---|---|---|---|
الكرايوليت بعلم المعادن | غير عضوي | تدفق صهر الألومنيوم | معدن وليس بلاستيك |
أكريليك | عضوي | شاشات العرض والبلاستيك | بوليمر وليس معدن |
الألومينا | غير عضوي | مصدر الألومنيوم | مذاب في الكريوليت |
فلوريت | غير عضوي | التدفق، البصريات | صيغة كيميائية مختلفة |
الأهمية التاريخية والصناعية
إيفيتوت، جرينلاند:أكبر رواسب الكريوليت الطبيعية في العالم، والتي تم استخراجها حتى ثمانينيات القرن العشرين (مجلة سميثسونيان).
تأثير الحرب العالمية الثانية:كان الكريوليت حيوياً للغاية في صناعة الألومنيوم المستخدم في صناعة الطائرات لدرجة أن قوات الحلفاء كانت تحرس منجم إيفيتوت.
الكريوليت الاصطناعي:يتم إنتاجه الآن من الفلوريت والمواد الكيميائية الأخرى بسبب استنزاف الموارد الطبيعية.
قراءات إضافية
هل ترغب في عرض المعادن مثل الكريوليت بطريقة احترافية ومخصصة؟اكتشف حلول العرض الأكريليكية المخصصة من توين.
