Vsako leto se na svetu proizvede približno 390 milijonov ton boksita, od tega se 85 % porabi za proizvodnjo aluminija.
Boksit je ruda, sestavljena iz aluminijevega oksida in drugih mineralov in je glavni svetovni vir aluminija. Po rudarjenju se boksit rafinira v aluminijev oksid in nato pretvori v aluminij.
Zato gre aluminij običajno iz rude v kovino v treh fazah.
Prva faza: rudarjenje boksita
Boksit se običajno koplje pod zemljo v odprtih rudnikih, pri čemer samo Avstralija, Kitajska in Gvineja predstavljajo 72 % svetovne proizvodnje rudnikov.
Avstralija je daleč največji proizvajalec boksita in je dom rudnika Weipa, največjega svetovnega rudarjenja boksita.
Gvineja je tretja največja proizvajalka boksita z več kot 7 milijardami ton zalog boksita, kar je več kot katera koli druga država. Poleg tega je Gvineja največji svetovni izvoznik boksita, saj 76 % svojega boksita izvozi na Kitajsko.
Ko je boksit izkopan iz zemlje, ga pošljejo v tovarne glinice po vsem svetu za proizvodnjo aluminijevega oksida, ki predstavlja drugo fazo proizvodnega procesa.
Druga faza: Proizvodnja glinice
V devetdesetih letih 19. stoletja je avstrijski kemik Carl Josef Bayer izumil revolucionaren postopek za pridobivanje aluminijevega oksida iz boksita. Danes, več kot 100 let kasneje, približno 90 % tovarn glinice še vedno uporablja Bayerjev postopek za rafiniranje boksita.
Tu so štirje ključni koraki Bayerjevega postopka:
Visokotlačno raztapljanje:
Boksit zmešamo z natrijevim hidroksidom in segrevamo pod pritiskom. Med to stopnjo natrijev hidroksid selektivno raztopi aluminijev oksid iz boksita, pri čemer ostanejo drugi minerali kot nečistoče.
filter:
Nečistoče se ločijo in filtrirajo iz raztopine, pri čemer nastane ostanek, imenovan rdeče blato. Ko se gnojevka zavrže, se aluminijev oksid pretvori v natrijev aluminat.
padavine:
Raztopina natrijevega aluminata se ohladi in izloči v trdno, kristalno obliko aluminijevega hidroksida.
Praženje:
Kristali aluminijevega hidroksida se sperejo in segrejejo v kalcinatorju, da nastane čisti aluminijev oksid - peščeno bel material, imenovan aluminijev oksid.
Nečistoče ali rdeče blato, ki ostane iz procesa proizvodnje aluminijevega oksida, predstavljajo veliko okoljsko skrb. Dejansko se za vsako tono glinice, ki jo proizvede tovarna glinice, proizvede 1,2 tone rdečega blata, količina rdečega blata, ki je trenutno shranjena na svetu, pa presega 3 milijarde ton.
Kitajska je druga največja proizvajalka boksita in največja uvoznica, ki dobavlja več kot polovico svetovne glinice.
Več večjih držav proizvajalk boksita, vključno z Avstralijo, Brazilijo in Indijo, je med največjimi proizvajalkami aluminijevega oksida, vendar se nobena ne more kosati s Kitajsko.
Aluminijev oksid se uporablja v različnih industrijah, vključno s proizvodnjo plastike, kozmetike in kemikalij. Seveda se velik del tega pošlje v talilnice za proizvodnjo aluminija.
3
Tretja faza: proizvodnja aluminija
Aluminijev oksid se pretvori v aluminij z elektrolitsko redukcijo. Poleg same glinice je za proizvodni proces ključen še en mineral, imenovan kriolit, in velike količine električne energije. Tukaj je preprost pregled, kako poteka taljenje aluminija:
V talilnici aluminija je na stotine elektrolitskih celic napolnjenih s staljenim kriolitom.
V te elektrolitske celice se nato doda aluminijev oksid (sestavljen iz dveh atomov aluminija in treh atomov kisika), močan tok pa prekine kemične vezi med atomi aluminija in kisika.
Reakcija elektrolize povzroči, da se na dnu elektrolitske celice izloči čisti tekoči aluminij, ki se nato prečisti in vlije v aluminijeve izdelke različnih oblik in velikosti.
Kitajska prevladuje v svetovni proizvodnji aluminija in je največja porabnica. Sosednja Indija je druga največja proizvajalka z le eno desetino proizvodnje Kitajske.