Dünya çapında her yıl yaklaşık 390 milyon ton boksit üretiliyor ve bunun %85'i alüminyum üretiminde kullanılıyor.
Boksit, alüminyum oksit ve diğer minerallerden oluşan bir cevherdir ve dünyanın ana alüminyum kaynağıdır. Madencilikten sonra boksit alüminaya rafine edilir ve daha sonra alüminyuma dönüştürülür.
Bu nedenle alüminyum genellikle cevherden metale üç aşamada geçer.
Birinci Aşama: Boksit Madenciliği
Boksit genellikle yeraltında açık ocak madenlerinde çıkarılıyor; Avustralya, Çin ve Gine tek başına küresel maden üretiminin %72'sini oluşturuyor.
Avustralya açık ara en büyük boksit üreticisidir ve dünyanın en büyük boksit madenciliği işletmesi olan Weipa madenine ev sahipliği yapmaktadır.
Gine, 7 milyar tondan fazla boksit rezerviyle diğer tüm ülkelerden daha fazla olan üçüncü büyük boksit üreticisidir. Ayrıca Gine, boksitinin %76'sını Çin'e ihraç ederek dünyanın en büyük boksit ihracatçısıdır.
Boksit topraktan çıkarıldıktan sonra, üretim sürecinin ikinci aşamasını oluşturan alümina üretimi için dünya çapındaki alümina tesislerine gönderilmektedir.
İkinci Aşama: Alümina Üretimi
1890'larda Avusturyalı kimyager Carl Josef Bayer, boksitten alüminyum oksidi çıkarmak için devrim niteliğinde bir süreç icat etti. Bugün, yani 100 yıldan fazla bir süre sonra, alümina tesislerinin yaklaşık %90'ı boksit rafine etmek için hâlâ Bayer prosesini kullanıyor.
Bayer sürecinin dört temel adımı şunlardır:
Yüksek basınçta çözünme:
Boksit, sodyum hidroksit ile karıştırılarak basınç altında ısıtılır. Bu aşamada, sodyum hidroksit, alüminyum oksidi boksitten seçici olarak çözer ve diğer mineralleri safsızlık olarak bırakır.
filtre:
Kirlilikler ayrılır ve çözeltiden süzülür, böylece kırmızı çamur adı verilen bir kalıntı oluşturulur. Bulamaç atıldıktan sonra alüminyum oksit, sodyum alüminata dönüştürülür.
yağış:
Sodyum alüminat çözeltisi soğur ve katı, kristalli bir alüminyum hidroksit formuna çöker.
Kavurma:
Alüminyum hidroksit kristalleri, saf alüminyum oksit (alümina adı verilen kumlu beyaz bir malzeme) oluşturmak üzere bir kalsinatörde yıkanır ve ısıtılır.
Alümina üretim sürecinden kalan yabancı maddeler veya kırmızı çamur, önemli bir çevresel sorundur. Hatta bir alümina fabrikasının ürettiği her ton alümina karşılığında 1,2 ton kırmızı çamur üretilmekte olup, şu anda dünyada depolanan kırmızı çamur miktarı 3 milyar tonu aşmaktadır.
Çin, dünyadaki alüminanın yarısından fazlasını sağlayan ikinci büyük boksit üreticisi ve en büyük ithalatçısıdır.
Avustralya, Brezilya ve Hindistan'ın da aralarında bulunduğu birçok büyük boksit üreticisi ülke, en büyük alümina üreticileri arasında yer alıyor ancak hiçbiri Çin'le boy ölçüşemez.
Alüminanın plastik, kozmetik ve kimyasal üretimi de dahil olmak üzere çeşitli endüstrilerde uygulamaları vardır. Tabii ki bunların çoğu alüminyum üretmek için izabe tesislerine gönderiliyor.
3
Üçüncü Aşama: Alüminyum Üretimi
Alüminyum oksit, elektrolitik indirgeme yoluyla alüminyuma dönüştürülür. Alüminanın yanı sıra, kriyolit adı verilen başka bir mineral ve büyük miktarlarda elektrik, üretim sürecinin anahtarıdır. Alüminyum eritme işleminin nasıl çalıştığına dair basit bir genel bakış:
Bir alüminyum izabe tesisinde yüzlerce elektrolitik hücre erimiş kriyolit ile doldurulur.
Daha sonra bu elektrolitik hücrelere alüminyum oksit (iki alüminyum atomu ve üç oksijen atomundan oluşur) eklenir ve güçlü bir akım, alüminyum ve oksijen atomları arasındaki kimyasal bağları koparır.
Elektroliz reaksiyonu, saf sıvı alüminyumun elektrolitik hücrenin tabanında çökelmesine neden olur; bu daha sonra saflaştırılır ve çeşitli şekil ve boyutlarda alüminyum ürünlere dönüştürülür.
Çin, küresel alüminyum üretimine hakimdir ve en büyük tüketicidir. Komşu Hindistan, Çin'in yalnızca onda biri kadar üretimle ikinci en büyük üreticidir.