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Principe[modifier]

Schéma de la cuve d'électrolyse
L'alumine est dissoute dans un bain fluoré d'électrolyses entre 950 °C et 1 000 °C suivant la réaction (simplifiée) suivante :

Suivant le principe de l'électrolyse, un courant électrique continu circule entre l'anode (pôle + ) et la cathode (pôle -). L’aluminium se forme à la cathode, où il coalesce dans une nappe d’aluminium liquide, selon la réaction :

En pratique, il faut plusieurs milliers d'ampères pour produire une quantité significative d'aluminium : environ 7,65 kgd'aluminium par cellule par jour et par millier d'ampères.

À l’anode en carbone, le dioxyde de carbone gazeux se dégage sous forme de grosses bulles qui s’échappent dans l’atmosphère :

La réaction globale s'écrit :

Le bain est ici considéré comme un électrolyte dans lequel se dissout l'alumine et ne tient aucun rôle dans les réactions.
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Détail[modifier]
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Le bain d'électrolyse[modifier]
La cryolithe est un composé défini de NaF (60 %pds) et AlF3 (40 %pds). Il existe deux types de bains cryolithiques: * Les bains basiques, mélanges de cryolithe et de NaF (NaF>60 % et AlF3 < 40 %pds), * Les bains acides, mélanges de cryolithe et d'AlF3 (NaF<60 % et AlF3 > 40 %pds).
Cette acidité en sel fondu est une acidité au sens de Lewis1. Selon Lewis, un acide possède un atome susceptible de se fixer sur un doublet électronique libre alors qu'une base de Lewis est une espèce chimique possédant un doublet libre (aussi appelé doublet non liant). Ici la molécule acide est le fluorure d'aluminium AlF3. On y définit aussi un pF=-log([F-]) par analogie au pH ou pOH. Les professionnels parlent en termes de Cryolithe Ratio (CR=NaF(%mol)/AlF3(%mol)) ou (BR) Bath Ratio.
Le bain d'électrolyse est constitué principalement de : * un fluorure d'aluminium et de sodium : la