Un nuovo inventario tecnologico : elettrochimica

 

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La data di nascita della grande industria elettrochimica può essere posta proprio nel 1886, quando P.L.T.. Heroult (1863-1914) in Francia e C.M.Hall(1863-1914) negli Stati Uniti brevettarono nel 1886 un processo per la preparazione dell’Al che si basava sull’elettrolisi di una soluzione di allumina in criolite fusa.

Hans Goldschmidt (1861-1923) valorizzò la produzione di Al a basso costo e dopo aver studiato a fondo la riduzione termica degli ossidi metallici mediante polvere di Al ne propose l’uso industriale nel 1898.

Nei primi anni del nostro secolo il processo alluminotermico permise la produzione a costi ragionevoli di altri metalli altrimenti inaccessibili come Cr, Mn, Tungsteno,Molibdeno.

Ogni ossido metallico richiedeva particolari accorgimenti, ma la temperatura doveva raggiungere in ogni caso almeno 2200° affinchè la ganga di allumina diventasse sufficientemente fluida da separare il metallo. I metalli ottenuti allargarono la produzione di acciai speciali, ampliando ancora l’induzione tecnologica indiretta dell’innovazione di Hérault e Hall; tuttavia essa aveva già avuto un altro effetto notevolissimo, causato in modo piuttosto obliquo.

H.Y.Castner (1858-1899), un chimico americano, aveva progettato un metodo per ottenere il SODIO con il quale intendeva ridurre l'allumina e ricavare l'Al, e emigrato in Inghilterra aveva aperto un’officina nel 1888, ma la concorrenza del processo elettrolitico rese non remunerativa la sua produzione di Al. A questo punto si impegnò a trovare uno sbocco per il sodio, di cui invero c’era una scarsa domanda; dopo un tentativo verso il PEROSSIDO si concentrò nella produzione del CIANURO DI SODIO.

Il metodo al cianuro per l’estrazione dei metalli preziosi (brevettato nel 1887) e la corsa all’oro in varie parti del mondo, fecero la sua fortuna, così che per stare dietro alla domanda del cianuro cercò un nuovo processo per la preparazione del SODIO trovando conveniente l’ELETTROLISI DELLA SODA CAUSTICA. Ma il mercato offriva soda caustica troppo impura per i suoi scopi e Castner si accinse a prepararla in proprio mediante un secondo processo elettrolitico basato su una cella particolare con catodo di Hg.(1894). Il prodotto puro al 100% era inedito e trovò un grande mercato esterno all’impresa di Castner nella produzione di carta, tessuti, olii, saponi infliggendo un’ulteriore colpo all’industria Leblanc inglese.

La disponibilità di energia elettrica a basso costo aprì una strada diversa dai processi elettrolitici appena descritti.Le fornaci impiegate prima del 1880 erano scaldate mediante combustibili che bruciavano all’aria, e una parte cospicua dell’energia emessa andava perduta nell’aumentare la temperatura dei prodotti di combustione e dell’azoto dell’aria stessa. Con questo metodo tradizionale la temperatura difficilmente superavai 1200°. Con la fornace riscaldata da un arco elettrico o dalla corrente fatta passare attraverso un reagente che fosse conduttore, si poteva lavorare con T. fino a 2000° e il limite era dato dai refrattari impiegati Il primo composto preparato su grande scala con questo metodo fu il CARBURO DI CALCIO , con un processo proposto contemporaneamente in Francia e negli Stati Uniti nel 1892.Il metodo impiegava come materie prime calce viva e antracite e si stimava che la T. raggiungesse i 2000°.

Il Carburo di calcio serviva:

  1. per la produzione di acetilene impiegato per l’illuminazione fino all’introduzione del filamento di tungsteno nelle lampade a incandescenza (1910).

2) Per "fissare" l’N atmosferico sotto forma di calciocianamide (a partire dal 1905). Questo composto poteva essere venduto come fertilizzante o convertito in ammoniaca o in cianuri.