مختصراً در مورد تولید آلومینیوم اولیه

تولید آلومینیوم اولیه شامل سه مرحله است:

• استخراج بوکسیت؛
• تولید آلومینا؛
• ذوب آلومینیوم

استخراج بوکسیت

بوکسیت

بوکسیت یک سنگ سنگی آلومینیومی از جنس رس  مایل به قرمز است. این ترکیبات از آلومینیوم تشکیل شده است – هیدروکسیدهای مختلف آلومینیوم و همچنین اکسیدهای آهن و سیلیکون. ترکیب شیمیایی بوکسیت بسیار متفاوت است. بنابراین، این سنگ معدن اغلب در جمع – بوکسیت نامیده می شود.

معدن

بوکسیت معمولاً در نزدیکی سطح زمین واقع شده است و به روش سطحی استخراج می شود. در حین استخراج ، بوکسیت خرد شده و به تولید آلومینا منتقل می شود.

در تهیه محل برای استخراج ، لایه بالایی خاک برداشته شده و برای ذخیره سازی تاشو می شود. پس از کار کامل از این سایت ، لایه بالایی خاک برگردانده می شود. بنابراین ، حدود 80٪ از زمین های معادن بوکسیت به اکوسیستم های محلی بازگردانده می شوند.

تولید و سهام

هر ساله حدود 160 میلیون تن بوکسیت در جهان استخراج می شود. رهبران استخراج بوکسیت عبارتند از:

• استرالیا؛
• چین؛
• برزیل؛
• هند و
• گینه

ذخایر جهانی بوکسیت 55-75 میلیارد تن تخمین زده می شود:

• آفریقا (32٪)؛
• اقیانوسیه (23٪)؛
• آمریکای جنوبی و کارائیب (21٪)؛
• آسیا (18٪)

 تولید و مراحل پالایش آلومینا(آلومینیوم)

 روش بایر

تولید آلومینا طبق فرآیند بایر در چهار مرحله انجام می شود:

• ابتدا بوکسیت خرد شده ، شسته و خشک می شود. سپس شسته می شود: در جوش شیرین در دمای بالا حل می شود.
• پس از آن ، مخلوط حاصل فیلتر می شود تا ناخالصی هایی که به آن “گل قرمز” می گویند جدا شود. “پالپ” باقیمانده به مخازن استوانه ای بلند منتقل می شود ، که به آنها تجزیه کننده می گویند.
• در تجزیه کننده ، محلول گرم شروع به خنک شدن و رهاسازی بلورهای هیدروکسید جامد آلومینیوم می کند. هیدروکسید آلومینیوم در انتهای تجزیه کننده مستقر می شود.
• سرانجام ، هیدروکسید آلومینیوم از باقی مانده سود سوز آور شسته شده و برای از بین بردن رطوبت اضافی کلسینه می شود. پس از آن ، یک پودر ریز سفید – آلومینا یا آلومینا بدست می آید.

اکسید آلومینیوم نه تنها آلومینا است

اکسید آلومینیوم نه تنها برای تولید آلومینیوم اولیه ، جایی که به آن آلومینا گفته می شود ، بلکه در صنایع دیگر نیز مورد استفاده قرار می گیرد. اکسید آلومینیوم به عنوان پرکننده در ساخت پلاستیک استفاده می شود. این ترکیب همچنین به عنوان یک ماده ساینده کاربرد گسترده ای دارد و جایگزینی ارزان قیمت برای الماس های صنعتی است. در مقادیر زیادی ، اکسید آلومینیوم در پالایشگاه ها برای تبدیل سولفید هیدروژن خطرناک در ترکیب گازهای خروجی در گوگرد خالص استفاده می شود.

آلومینا می تواند درخشش داشته باشد!

اکسید آلومینیوم در طبیعت و در حالت آزاد یافت می شود. این ماده معدنی corundum نام دارد. در شرایط ویژه ، کورندوم به شکل سنگ‌های قیمتی یاقوت کبود و یاقوت سنگی استفاده می شود. یاقوت کبود و یاقوت مصنوعی از اکسید آلومینیوم برای مصارف صنعتی تولید می شود.

ذوب آلومینیوم

آلومینیوم اولیه

برخلاف آلومینیوم ثانویه ، آلومینیوم اولیه مستقیماً از سنگ آلومینیوم طبیعی ذوب می شود و در حقیقت ، یک بار در کل چرخه عمر خود. آلومینیوم ثانویه از قراضه آلومینیوم استخراج می شود ، شاید برای اولین بار با مرتب کردن آن ، تمیز کردن آن و حذف مجدد آن ، از قراضه آلومینیوم خارج نشود.

فرایند الکترولیتی هال-ارو

در فرآیند هال-هرو ، آلومینا در کریولیت سنگ مذاب در داخل یک سلول الکترولیتی فولادی که با گرافیت پوشانده شده است ، حل می شود. در بالای این حمام ، آندهای گرافیتی نصب شده اند. آندها در محلول غوطه ور می شوند و جریان الکتریکی با جریان بالا با جریان ثابت تأمین می شود ، به عنوان مثال ، 150-170 کیلو وات یا حتی 400 کیلو آمپر. اتم های اکسیژن از اتمهای آلومینیوم جدا شده و با کربن آندهای گرافیتی ترکیب می شوند. آلومینیوم حاصل در انتهای حمام جمع می شود.

آلومینیوم مذاب بطور دوره ای از حمام خارج می شود و به کوره ضایعات منتقل می شود. آلومینیوم مذاب از کوره نگهدارنده وارد شمش می شود.

تقریباً از هر 4 تن بوکسیت ، 2 کیلو آلومینا تولید می شود. از هر 2 تن آلومینا ، 1 تن آلومینیوم تولید می شود.

نقش برق

تولید آلومینیوم اولیه تنها زمانی جذاب می شود که مقادیر زیادی از برق نسبتاً ارزان برای آن موجود باشد. در حال حاضر ، هزینه برق از 20 تا 40 درصد از ارزش آلومینیوم اولیه تولید شده است.

در طول 50 سال گذشته ، مصرف برق در تولید 1 کیلوگرم آلومینیوم اولیه 50 درصد کاهش یافته است ، از جمله 10 درصد در 20 سال گذشته. با وجود شدت قابل توجه انرژی موجود در فن آوری موجود بر اساس روش هال-ارو ، در حال حاضر جایگزینی واقعی برای آن وجود ندارد.