Cinétique de dissolution de l'alumine : étude expérimentale de l'injection

Les travaux présentés dans ce mémoire ont pour objet l'étude expérimentale de la cinétique de dissolution de l'alumine au niveau de la première phase de l'injection. Ils permettront de mieux comprendre le comportement qu'adopte l'alumine lors de son injection dans les cuves d'électrolyse industrielles pour la production de l'aluminium. La complexité du phénomène étudié fait en sorte qu'il est nécessaire de reproduire expérimentalement les différentes étapes qui prennent place lors du processus de dissolution. Le montage expérimental en question est conçu pour faire fondre une quantité importante de cryolithe afin d'observer via des fenêtres intégrées le comportement de l'alumine injectée. L'environnement corrosif que génère la cryolithe en phase liquide et l'énergie nécessaire pour atteindre une telle température nécessite un montage à la fois extrêmement complexe et sécuritaire. Quelques montages servant à l'étude de la dissolution de l'alumine dans le procédé Hall-Héroult ont été réalisés antérieurement et le montage présenté dans ce projet en est inspiré. Cependant, ce montage est sans doute ce qu'il y a de plus représentatif du procédé industriel en laboratoire en ce qui attrait à l'injection et la dissolution de l'alumine dans la cryolithe liquide. La visualisation d'une telle quantité de cryolithe et son interaction avec l'alumine injectée est, à elle seule, une percée significative dans le domaine. À cela s'ajoute la possibilité de suivre la concentration de l'alumine par la combinaison de deux différentes méthodes.\ud \ud Le suivi de l'évolution de la concentration d'alumine à l'intérieur du bain est réalisé par une prise d'échantillons de bain pendant la phase de dissolution. Les échantillons sont extraits par un robot automatisé réalisé dans le cadre du projet. L'autre méthode du suivi de la concentration de l'alumine est décrite dans ce document, soit la voltamétrie à balayage linéaire. Cette dernière, bien qu'adaptée au montage, n'a pas été intégrée de façon opérationnelle à ce jour. Les résultats obtenus serviront à une étude plus poussée sur les différents comportements et phénomènes présents lors de la cinétique de dissolution de l'alumine