El Ingeniero y ferretero español y sud-americano (1887-05-07 00:00:00), página 13

Aluminio.

(Artículo traducido del Engineering.)

A continuación tenemos mucho gusto en dar á conocer á nuestros lectores un nuevo sistema de producir comercialmente el aluminio metálico, puro según el procedimiento del Dr. Kleiner, de Zúrich, Suiza.

El tiempo que se necesita para la operación no pasa de dos á tres horas, y esta se efectúa por medio de un aparato muy sencillo. La planta se compone de una máquina á vapor y dinamo eléctrica y un horno ó crisol, y por medio de estos aparatos se separa el aluminio de los elementos con que está combinado dejando el metal puro en pedazos, que varían en tamaño desde un chicharro á una patata pequeña. El elemento que efectúa la reacción es la corriente eléctrica, pero esta opera de una manera completamente distinta á aquella que tiene lugar en el horno de aluminio sistema Cowles.* En este la corriente es meramente un medio de calentación, y sirve para elevar el mineral de aluminio (corindón), juntamente con el cobre y el carbono, por los cuales se encuentra rodeado, á una temperatura tal que el oxígeno contenido en el mineral se combina con el carbono, y el aluminio se alía el mismo con el cobre. En el procedimiento Kleiner es la acción química de la corriente la que entra en juego principalmente, extrayéndose el metal por la electrolisis á una temperatura baja. Al mismo tiempo se desarrolla suficiente calor para fundir el mineral, y de esta manera convertido en un estado de líquido el cual es una condición necesaria en un material antes que se pueda electrolizarlo. Como la materia empleada se funde á una temperatura baja alcanza rápidamente el estado de fluido y se transforma en un conductor, una vez así hay muy poco ó ninguna salida de temperatura posterior, pues la superficie comparativamente grande del baño opone muy poca resistencia al paso de la corriente, y luego que esta operación preliminar queda terminada la acción continua de una manera principalmente química.

El mineral empleado es criolita, un fluoruro doble de sodio y aluminio. Este se muela á un polvo fino, y bajo la acción de la corriente se extrae el aluminio que contiene, dejando un fluoruro doble de sodio, el cual es soluble en agua. Después que el proceso se ha conducido á tan alta como es comercialmente económico, se deja que se enfríe la escoria, después quebrada y lavada. El metal sale en terrones, la sal de soda se disuelve, y se puede conservar para convertir en soda cáustica, mientras que el mineral no reducido, el cual no es soluble, se seca, y se vuelve de nuevo al baño. De esto se comprenderá que los dos elementos del proceso, consiste en el mineral y la fuerza necesaria para propulsar el dinamo. Como el aluminio se combina en unión muy firme con otros cuerpos necesita la inversión de una gran cantidad de fuerza para desasociarlo el resultado teórico alcanzado por una cantidad de fuerza eléctrica representada por un caballo de fuerza por hora, siendo de 31 gramos (1/20 lb.). Desde luego no se puede obtener una eficacia completa en la práctica, pero en un ensayo hecho en Londres por el Dr. John Hopkinson, F.I.S., parece que 3 gramos de metal por caballo de fuerza por hora son docenas más trabajando en una escala muy moderada. En otras frases, una máquina dinamo desarrollando una fuerza de 100 caballos eléctricos, y funcionando veinte horas por día, producirá 80 lbs. de aluminio puro por semana de seis días.

Los hornos ó crisoles en que se efectuan las operaciones son de una construcción muy sencilla. Según una de las disposiciones un crisol de plomajunta tiene un electrodo de carbono, formado de un grupo de varillas, insertadas por el fondo (negativo), y un segundo electrodo (positivo), fijo en una repisa suspendido arriba del crisol y sumergido en este. Otro método, que se prefiere, es el uso de una vasija ó cavidad formada de bauxite, presionado hidráulicamente en una caja. En cualquiera caso el calor es tan bajo y está tan completamente limitado al interior del baño, que no ejerce acción dañina sobre las paredes de este. Al principio de la operación se coloca la criolita molida y seca en la vasija hasta que el electrodo inferior ó sea —el polo negativo—quede cubierto, y entonces se baja la varilla del centro del electrodo superior hasta que se forma en un arco, la corriente teniendo corriente de 80 á 100 volts, y de 60 á 80 amperes. Muy corto tiempo basta para efectuar la fusión de la criolita en la vecindad inmediata del arco, y se agregan nuevas cantidades de polvo hasta que se forma una masa fluido reluciente en el centro del baño. Esta forma un conductor para la corriente que ya no forma un arco, y como el calor se extiende se bajan gradualmente las otras varillas del electrodo superior hasta que la mayor parte del contenido del baño queda expuesto á la corriente. Al mismo tiempo la fuerza eléctrica motriz de la corriente queda reducida á 50 volts. Entonces se mantiene una fusión suave y tranquila, á una temperatura lo mas baja posible, por espacio de dos á tres horas, quedando así terminado el proceso y la corriente comutada á otra vasija.

El Dr. Kleiner, según informes, acaba de introducir un perfeccionamiento en los anteriores muy importante y de mucho valor. Se había notado que el consumo de las varillas de carbono usadas como anodos formaba un ítem costoso en el gasto de este proceso, y habiendo observado que los extremos de estas varillas sumergidos en el baño de criolita fundida permanecían casi intactos durante el curso de la operación, mientras que aquella parte inmediatamente sobre la superficie, y por cerca de 2 ó 3 pulgadas hacia arriba, estaban más ó menos consumidas hasta el corazón, se decidió adoptar un nuevo sistema de aplicar los carbonos positivos al baño. Este sistema consiste en sumergir completamente cilindros huecos de carbono puro en la criolita fundida, y uniéndolos á la corriente positiva por cada lado de la vasija por medio de orejas sobresalientes; mientras que el carbono negativo se eleva por el fondo de la vasija hasta que su vértice queda á nivel con la parte superior del cilindro de carbono hueco. Quedando así fijo en posición el aparato, el polvo de criolita se alimenta de la misma manera que en el sistema anterior, y la primera fusión se consigue formando un arco entre el carbono negativo y una varilla de carbono larga suspendida de la parte superior sólo para este objeto, la cual se puede mover en cualquiera dirección á mano, de manera que así como se funde la criolita el rededor de los dos polos, la varilla positiva se mueve lentamente á través de la vasija hacia los cilindros de carbono huecos que forman los costados, hasta que la corriente flota libremente por la criolita fundida entre estos y el carbono negativo colocado en el centro. Esta necesidad sobre unos diez minutos, y una vez alcanzada, se retira la varilla de carbono, y el proceso electrofítico continúa su curso igual hasta el fin—el baño flotando suavemente—mientras que los cilindros de carbono huecos atacados, escasa, ó si de manera alguna, sirven una y otra vez.

Tal es el proceso hoy adoptado, y se verá prestamente que no solamente es sencillo, sino que su costo se puede calcular prontamente también. La criolita se puede obtener prácticamente pura en Greenland en cualquiera cantidad y al precio á lo mas de entre £18 á £20 por tonelada, pero se puede hacer una criolita artificial á la mitad del costo, y sin duda se hará tan pronto como haya una demanda suficiente para garantizar su manufactura en gran escala. Su composición exacta es de Al2 F9 6Na Cl, las proporciones de los varios elementos siendo aluminio, 12:85; sodio, 32:85; y fluorina, 54:80 por ciento. La producción de la electricidad en grandes corrientes no es mas un asunto de ensayo, sino meramente una cuestión de caballos de fuerza. Con el objeto de reducir este gasto, los interesados en el proceso del Dr. Kleiner adquirieron los derechos de propiedad de agua por la mitad del Rio Rhin en Schaffhausen, donde se encuentran situadas las caídas, juntamente con un terreno que cubre seis aranzadas de tierra libre, pero desgraciadamente el gobierno de los cantones de Schaffhausen rehusó se utilicen las caídas hasta este punto, por razones que los propietarios de hoteles en la vecindad se perjudicarian por la disminución en el numero de visitantes y visitantes que añuyen á este punto por millares para admirar nuestro Nicasagio Europeo. Se calcula que la fuerza en esta parte es igual á 15,000 caballos de fuerza, y que esta bastaría para producir 600,000 lbs. de aluminio por año á un promedio de costo extremadamente barato. Aun, si sólo se emplease una parte de esta fuerza como de primera intención, el metal se podría vender en el mercado á la mitad del costo actual, y sin embargo producir una buena ganancia á los fabricantes. No obstante, este es un aspecto del asunto que no nos concierne en la actualidad. Qualquier que se interese en este asunto puede hacer para sí mismo un cálculo muy aproximado del costo de aluminio por este procedimiento, bien que la fuerza se obtenga de una caída de agua, ó de