Alumínium feldolgozás

ércek

Az alumínium a harmadik leggazdagabb elem a Föld felületén. Csak az oxigén és a szilícium gyakoribbak. A földkéreg 16 km (10 mérföld) mélyre 8% alumíniumot tartalmaz. Az alumínium nagyon hajlamos kombinálni más általános elemekkel, így a természetben ritkán fordul elő fémes formában. Vegyületei azonban szinte az összes közönséges kőzet fontos alkotóeleme. Az agyagban, palaban, palaban, rétegben, gránitban, szinitben és anortozitban található meg.

A legfontosabb alumíniumérc, egy vastartalmú kőzet, amely körülbelül 52% alumínium-oxidból áll, 1821-ben fedezték fel Les Baux közelében, Franciaország déli részén. Az anyagot később bauxitnak hívták. A bauxitot legjobban különféle tisztaságú alumíniumércként lehet meghatározni, amelyben az alumínium alumínium-hidroxid vagy alumínium-oxid formájában a legnagyobb egyetlen alkotóelem. A szennyeződések nagyrészt vas-oxid, szilícium-dioxid és titán.

A bauxit fizikai megjelenése nagyban változik, összetételétől és szennyeződéseitől függően. Színe sárgásfehértől szürkeig, vagy rózsaszínűtől sötétvörösig vagy barnaig terjed, ha magas a vas-oxid tartalma. Lehetséges, hogy földes vagy a forma agyagtól szikláig terjedhet. A bauxit az Antarktisz kivételével az összes világ kontinensen megtalálható. A leggazdagabb lerakódások általában azokon a területeken fekszenek, amelyek kialakulása során trópusi és szubtrópusi éghajlaton voltak, optimális körülményeket biztosítva heves esőzésekhez, állandó meleg hőmérséklethez és jó vízelvezetéshez.

Nagy lerakódások találhatók a Karib-szigeteken, Dél-Amerika északi részén, Ausztráliában, Indiában, Indonéziában, Malajziában, Kínában, Oroszországban, Kazahsztánban, Nyugat-Afrikában, Görögországban, Horvátországban, Bosznia és Hercegovinában, Montenegróban, Magyarországon, Olaszországban és Franciaországban.

Az összes bauxit nem gazdaságos az alumínium előállításához. Csak a föld, amelynek alumínium-oxid-tartalma legalább 30%, praktikusnak tekinthető. Csak azok az ércek, amelyek jelentős koncentrációban tartalmazzák a gibbsit és a boehmit ásványokat, amelyek 65, illetve 85% alumínium-oxidot tartalmaznak, általában gazdaságosnak tekinthetők a feldolgozásnak. A gibbsitet nagyrészt az Egyenlítő mindkét oldalán található trópusi területeken, míg a boehmitt Oroszországban, Kazahsztánban, Törökországban, Kínában és Görögországban a szubtrópusi övtől északra találják meg.

A bauxit ismert lerakódásai a jelenlegi termelési szinteken évszázadokon át elláthatják a világot az alumíniummal. A jó minőségű bauxitlerakódások kimerülése esetén a másodlagos ércek jelentős tartalékai továbbra is kiaknázásra kerülnek: laterit lerakódások az Egyesült Államok északnyugati részén és Ausztráliában, anortoszit az Egyesült Államok nyugati részén, apatit és alunit Európában, kaolinit az Egyesült Államok délkeleti részén. Az alumínium-oxid egyéb, nem bauxit forrásai is rendelkezésre állnak: alumínium-oxid agyagok, dawsonit, alumíniumpalak, magmás kőzetek, valamint szaprolit és szilimanit ásványok. Oroszországban az alumínium-oxidot nem bauxit ércekből finomítják - nevezetesen a nefelin szinitből és az alunitból. Az ausztráliai, guineai és indonéziai hatalmas bauxitfejlesztések hajlamosak máshol elhalasztani a másodlagos ércek iránti érdeklődést.

Bányászati

Messze a legtöbb kereskedelemben felhasznált bauxit a Föld felszínén vagy annak közelében fekszik. Következésképpen nyílt gödrökben bányásznak, csak minimális mértékben kell eltávolítani a túlterhelést. A bauxit ágyakat lazán felrobbantják, és erőátlapáttal vagy húzózsinórral feltárják, és az ércet teherautóval, vasúttal vagy szállítószalaggal szállítják egy feldolgozóüzembe, ahol összenyomják az egyszerűbb kezelés érdekében. A finomító üzemek, ha lehetséges, az aknák közelében helyezkednek el, mivel a szállítás a bauxit költségeinek egyik fő eleme.

Az összes bányászott bauxit körülbelül 90% -át alumínium-oxiddá finomítják, amelyet végül alumíniummal olvasztanak. A fennmaradó 10% -ot más alkalmazásokhoz használják, például csiszolóanyagokhoz, tűzálló anyagokhoz és hajóanyagokhoz a nyersolaj visszanyerésére. Körülbelül négy tonna magas minőségű bauxit termel két tonna alumínium-oxidot, melyből egy tonna alumínium termelődik.

Kitermelés és finomítás

Az alumínium előállítása bauxitból kétlépéses folyamat: a bauxit finomítása alumínium-oxid előállításához és az alumínium-oxid olvasztása alumínium előállításához. A bauxit számos szennyeződést tartalmaz, köztük a vas-oxidot, a szilícium-dioxidot és a titánot. Ha ezeket a szennyeződéseket a finomítás során nem távolítják el, az olvasztási folyamat során a fémmel ötvöznek és szennyezik őket. Ezért az ércet meg kell kezelni ezen szennyeződések kiküszöbölése érdekében. A tisztított alumínium-oxid általában 0,5–1% vizet, 0,3–0,5% szóda és kevesebb, mint 0,1% egyéb oxidokat tartalmaz. Az alumínium-oxid előállításánál a leggyakrabban alkalmazott módszer a Bayer-folyamat, különféle módosításokkal, és az összes alumíniumot előállítják alumínium-oxidból, a Hall-Héroult elektrolitikus eljárással.