آلومینیوم یکی از پرکاربردترین فلزات است، آیا می دانید آلومینیوم چگونه استخراج و تولید می شود؟

بوکسیت سنگی است که از اکسیدهای آلومینیوم و سایر مواد معدنی تشکیل شده و منبع اصلی آلومینیوم در جهان است. پس از استخراج، بوکسیت به آلومینا تصفیه می شود و سپس به آلومینیوم تبدیل می شود. آلومینیوم معمولاً سه مرحله از سنگ معدن تا فلز را طی می کند:

مرحله اول: استخراج بوکسیت

بوکسیت معمولاً در معادن روباز استخراج می شود و تنها سه کشور استرالیا، چین و گینه 72 درصد از تولید بوکسیت جهانی را تشکیل می دهند.

استرالیا بزرگترین تولید کننده بوکسیت است و معدن ویپا، بزرگترین شرکت استخراج بوکسیت در جهان را در خود جای داده است.

گینه با بیش از 7 میلیارد تن ذخیره بوکسیت، بیش از هر کشور دیگری، سومین تولید کننده بوکسیت است. علاوه بر این، گینه بزرگترین صادرکننده بوکسیت در جهان است و 76 درصد از صادرات بوکسیت آن به چین می رود.

هنگامی که بوکسیت استخراج می شود، برای تولید آلومینا به پالایشگاه های سراسر جهان ارسال می شود که مرحله دوم فرآیند تولید را نشان می دهد.

مرحله دوم: تولید آلومینا

در دهه 1890، کارل جوزف بایر، شیمیدان اتریشی، روشی انقلابی برای استخراج آلومینا از بوکسیت اختراع کرد. امروزه با گذشت بیش از 100 سال، حدود 90 درصد از پالایشگاه های آلومینا هنوز از فرآیند بایر برای پالایش بوکسیت استفاده می کنند.

چهار مرحله کلیدی در فرآیند بایر وجود دارد: 1) پالایش، 2) غربالگری، 3) رسوب گذاری و 4) برشته کردن.

چین دومین تولید کننده و بزرگترین واردکننده بوکسیت در جهان است و بیش از نیمی از آلومینا جهان را تامین می کند.

چندین تولیدکننده بزرگ بوکسیت، از جمله استرالیا، برزیل و هند، بزرگترین تولیدکنندگان آلومینا هستند، اگرچه هیچ یک از آنها با چین مطابقت ندارند.

آلومینا در صنایع مختلفی از جمله پلاستیک، آرایشی و بهداشتی و تولید مواد شیمیایی کاربرد دارد. البته مقدار زیادی از آن برای تولید آلومینیوم به کارخانه های ذوب حمل می شود.

مرحله سوم: تولید آلومینیوم

آلومینا با احیای الکترولیتی به آلومینیوم تبدیل می شود. علاوه بر خود آلومینا، ماده معدنی دیگری به نام کرایولیت، همراه با مقدار زیادی الکتریسیته، کلید این فرآیند است.

در تاسیسات ذوب آلومینیوم، صدها سلول الکترولیتی با کرایولیت مذاب پر می شوند. آلومینا درون این سلول ها ریخته می شود و جریان قوی الکتریسیته پیوند شیمیایی بین اتم های آلومینیوم و اکسیژن را می شکند. نتیجه الکترولیز این است که مایع آلومینیوم خالص در کف الکترولیز ته نشین می شود و سپس خالص شده و به اشکال و اندازه های مختلف ریخته می شود.

چین بر تولید جهانی آلومینیوم مسلط است و بزرگترین مصرف کننده است. هند همسایه با تنها یک دهم تولید چین در رتبه دوم قرار دارد.

همانطور که در مورد تولید آلومینا وجود دارد، برخی از کشورهای تولید کننده بوکسیت و آلومینا نیز آلومینیوم تولید می کنند، مانند هند، استرالیا و روسیه.

حدود یک چهارم آلومینیوم تولید شده در سال در صنعت ساختمان استفاده می شود. 23 درصد دیگر در قاب خودرو، سیم، چرخ و سایر بخش های صنعت حمل و نقل استفاده می شود. فویل آلومینیوم، قوطی و بسته بندی نیز یکی دیگر از مصارف اصلی هستند که 17 درصد از مصرف را به خود اختصاص می دهند.

کاربرد گسترده آلومینیوم آن را به یکی از با ارزش ترین بازارهای فلزی تبدیل کرده است. در سال 2021، اندازه بازار جهانی آلومینیوم حدود 245.7 میلیارد دلار بود و انتظار می رود با افزایش مصرف، تا سال 2030 تقریباً دو برابر شود و به 498.5 میلیارد دلار برسد.