Godišnje se u svijetu proizvede oko 390 miliona tona boksita, od čega se 85% koristi za proizvodnju aluminija.
Boksit je ruda koja se sastoji od aluminijum oksida i drugih minerala i glavni je svjetski izvor aluminija. Nakon rudarenja, boksit se rafinira u aluminij, a zatim pretvara u aluminij.
Stoga, aluminijum obično prelazi iz rude u metal u tri faze.
Prva faza: rudarenje boksita
Boksit se obično kopa podzemno u otvorenim rudnicima, a samo Australija, Kina i Gvineja čine 72% globalne proizvodnje rudnika.
Australija je daleko najveći proizvođač boksita i dom je rudnika Weipa, najvećeg svjetskog rudarstva boksita.
Gvineja je treći najveći proizvođač boksita, sa više od 7 milijardi tona rezervi boksita, više od bilo koje druge zemlje. Osim toga, Gvineja je najveći svjetski izvoznik boksita, sa 76% svog boksita koji se izvozi u Kinu.
Nakon što se boksit iskopa iz zemlje, on se šalje u fabrike glinice širom svijeta za proizvodnju glinice, što označava drugu fazu proizvodnog procesa.
Druga faza: Proizvodnja glinice
1890-ih, austrijski hemičar Carl Josef Bayer izumio je revolucionarni proces za ekstrakciju aluminijum oksida iz boksita. Danas, više od 100 godina kasnije, oko 90% fabrika glinice još uvijek koristi Bayerov proces za rafiniranje boksita.
Evo četiri ključna koraka Bayerovog procesa:
Rastvaranje pod visokim pritiskom:
Boksit se miješa sa natrijum hidroksidom i zagrijava pod pritiskom. Tokom ove faze, natrijum hidroksid selektivno otapa aluminijum oksid iz boksita, ostavljajući druge minerale kao nečistoće.
filter:
Nečistoće se odvajaju i filtriraju iz otopine, formirajući talog koji se naziva crveni mulj. Nakon što se kaša odbaci, aluminijum oksid se pretvara u natrijum aluminat.
padavine:
Rastvor natrijum aluminata se hladi i taloži u čvrsti, kristalni oblik aluminijum hidroksida.
pečenje:
Kristali aluminijum hidroksida se ispiru i zagrijavaju u kalcinatoru kako bi se formirao čisti aluminij oksid - pješčano bijeli materijal koji se zove glinica.
Nečistoće ili crveni mulj zaostali iz procesa proizvodnje glinice predstavljaju veliku zabrinutost za okoliš. Zapravo, na svaku tonu glinice koju proizvede fabrika glinice, proizvede se 1,2 tone crvenog mulja, a količina crvenog mulja koja se trenutno skladišti u svijetu premašuje 3 milijarde tona.
Kina je drugi najveći proizvođač boksita i najveći uvoznik, koji isporučuje više od polovine svjetske glinice.
Nekoliko velikih zemalja koje proizvode boksit, uključujući Australiju, Brazil i Indiju, među najvećim su proizvođačima glinice, ali nijedna se ne može mjeriti s Kinom.
Glinica ima primenu u raznim industrijama, uključujući plastiku, kozmetiku i hemijsku proizvodnju. Naravno, veliki dio se šalje u topionice za proizvodnju aluminija.
3
Treća faza: Proizvodnja aluminijuma
Aluminij oksid se pretvara u aluminij elektrolitičkom redukcijom. Osim same glinice, još jedan mineral koji se zove kriolit i velike količine električne energije ključni su za proizvodni proces. Evo jednostavnog pregleda kako funkcionira topljenje aluminija:
U topionici aluminijuma stotine elektrolitičkih ćelija su napunjene rastopljenim kriolitom.
Aluminij oksid (sastavljen od dva atoma aluminija i tri atoma kisika) se zatim dodaje ovim elektrolitičkim ćelijama, a snažna struja prekida kemijske veze između aluminija i atoma kisika.
Reakcija elektrolize uzrokuje taloženje čistog tekućeg aluminija na dnu elektrolitičke ćelije, koji se zatim pročišćava i lijeva u aluminijske proizvode različitih oblika i veličina.
Kina dominira globalnom proizvodnjom aluminijuma i najveći je potrošač. Susedna Indija je drugi najveći proizvođač, sa proizvodnjom samo jedne desetine Kine.