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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Avaliação do limite de detecção do método de difracção de raios-x na determinação do trifluoreto de alumínio em amostras de uma solução electrolítica
Autor(es): Fotine, Paula Alexandra
Primeiro Orientador: Maia, Rui Carlos da
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Massango, Aida Vasco
Resumo: O trabalho tem como objectivo principal encontrar os teores mínimos de excesso de trifluoreto de alumínio, presentes na solução electrolítica, determináveis pelo método de difracção de raios-X na condições da produção. Tal é feito confrontando-se os resultados obtidos por difracção de raios-X com os obtidos por um método volumétrico de referência. O estudo foi desenvolvido tendo em vista a sua aplicação no controle das células electrolíticas ou seja na maximização da eficiência destas para a produção de alumínio. Uma das formas de melhorar a eficiência da corrente é baixar a temperatura da célula. Isto consegue-se através da adição de aditivos como o trifluoreto de alumínio. A razão para o uso dos aditivos é a perda de menor energia para o exterior e uma menor resistência da solução electrolítica à passagem da corrente, daí que as concentrações de todos os aditivos devem ser monitoradas em intervalos regulares. Para o efeito emprega-se o método de difracção de raios-X confrontado com um método volumétrico de referência. O método volumétrico é usado como um método de referência dado que durante a fase inicial do arranque das células electrolíticas a solução electrolítica contém teores baixos de trifluoreto de alumínio que conduzem à coexistência de várias fases cristalinas. Baixos teores de trifluoreto de alumínio conduzem ao aparecimento de três fases cristalinas em simultâneo nomeadamente a fluorite, criolite e criolite cálcica. A amostra contendo estas três fases pode ser analisada por difracção de raios-X só que existe uma sobreposição entre os vários picos destas substâncias o que conduz a um resultado com baixa precisão. Considerando os resultados obtidos, o limite de detecção do método de difracção de raios-X, para a determinação do trifluoreto de alumínio, foi estimado para uma segurança estatística de 2o (95%) como sendo correspondente a 1.50% de quiolite na solução electrolítica. Tal significa que só a partir de concentrações superiores a 1.50% de quiolite se pode aplicar com segurança o método de difracção de raios-X na determinação do trifluoreto de alumínio na solução electrolítica, nas condições da produção.
Abstract: The main objective of this work is to find the minimum amounts of excess aluminum trifluoride present in the electrolytic solution, which can be determined by the X-ray diffraction method under production conditions. This is done by comparing the results obtained by X-ray diffraction with those obtained by a reference volumetric method. The study was developed with a view to its application in the control of electrolytic cells, that is, in maximizing their efficiency for the production of aluminum. One way to improve current efficiency is to lower the cell temperature. This is achieved by adding additives such as aluminum trifluoride. The reason for using additives is the loss of less energy to the outside and less resistance of the electrolytic solution to the passage of current, hence the concentrations of all additives must be monitored at regular intervals. For this purpose, the X-ray diffraction method is used, compared with a reference volumetric method. The volumetric method is used as a reference method since during the initial start-up phase of the electrolytic cells the electrolytic solution contains low levels of aluminum trifluoride which lead to the coexistence of several crystalline phases. Low aluminum trifluoride contents lead to the appearance of three crystalline phases simultaneously namely fluorite, cryolite and calcium cryolite. The sample containing these three phases can be analyzed by X-ray diffraction, but there is an overlap between the various peaks of these substances, which leads to a result with low precision. Considering the results obtained, the detection limit of the X-ray diffraction method, for the determination of aluminum trifluoride, was estimated for a statistical safety of 2o (95%) as corresponding to 1.50% of chiolite in the electrolytic solution. This means that only from concentrations above 1.50% of kiolite can the X-ray diffraction method be safely applied in the determination of aluminum trifluoride in the electrolytic solution, under the conditions of production. (The main objective of this work is to find the minimum amounts of excess aluminum trifluoride present in the electrolytic solution, which can be determined by the X-ray diffraction method under production conditions. This is done by comparing the results obtained by X-ray diffraction with those obtained by a reference volumetric method. The study was developed with a view to its application in the control of electrolytic cells, that is, in maximizing their efficiency for the production of aluminum. One way to improve current efficiency is to lower the cell temperature. This is achieved by adding additives such as aluminum trifluoride. The reason for using additives is the loss of less energy to the outside and less resistance of the electrolytic solution to the passage of current, hence the concentrations of all additives must be monitored at regular intervals. For this purpose, the X-ray diffraction method is used, compared with a reference volumetric method. The volumetric method is used as a reference method since during the initial start-up phase of the electrolytic cells the electrolytic solution contains low levels of aluminum trifluoride which lead to the coexistence of several crystalline phases. Low aluminum trifluoride contents lead to the appearance of three crystalline phases simultaneously namely fluorite, cryolite and calcium cryolite. The sample containing these three phases can be analyzed by X-ray diffraction, but there is an overlap between the various peaks of these substances, which leads to a result with low precision. Considering the results obtained, the detection limit of the X-ray diffraction method, for the determination of aluminum trifluoride, was estimated for a statistical safety of 2o (95%) as corresponding to 1.50% of chiolite in the electrolytic solution. This means that only from concentrations above 1.50% of kiolite can the X-ray diffraction method be safely applied in the determination of aluminum trifluoride in the electrolytic solution, under the conditions of production. (TRADUÇÃO NOSSA)
Palavras-chave: Produção de alumínio
Trifluoreto de alumínio
Método de difracção de raios-X
Amostras de uma solução electrolítica
CNPq: Ciências Exactas e da Terra
Química
Idioma: por
País: Moçambique
Editor: Universidade Eduardo Mondlane
Sigla da Instituição: UEM
metadata.dc.publisher.department: Faculdade de Ciências
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://monografias.uem.mz/handle/123456789/1146
Data do documento: 21-Nov-2000
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