موسوعة
طريقة إنتاج الألومنيوم
تتضمن الطريقة الأساسية لإنتاج الألومنيوم الأولي 4 أجزاء أساسية، والتي سيتم شرحها أدناه.
تعدين الخام
يتم الاستخراج من صخرة تسمى البوكسيت. يوجد في البوكسيت أكسيد الألومنيوم وهيدروكسيد الألومنيوم و… العديد من الشوائب الأخرى التي لا نرغب في إنتاجها من الألومنيوم. تعتبر عملية استخراج البوكسيت من أقذر عمليات التعدين لأن هذا الحجر يوجد في المناطق الصديقة للمناخ (الغابات) مثل: أمريكا الجنوبية، غابات الأمازون، جنوب الهند و…. يحدث البوكسيت نتيجة لتآكل الصخور مثل الجرانيت والبازلت، والتي تحتوي على كميات كبيرة من الألومينيوم.
صقل
بعد مرحلة الاستخراج، يتم نقل البوكسيت إلى مصفاة الألومينا. الألومينا هي أكسيد الألومنيوم والفرق بين الألومينا والأكسيد هو أن الألومينا أنقى بكثير. الشوائب الموجودة هي:
وجود 3 إلى 25% حديد
وجود السيليكا
وجود أكسيد التيتانيوم
عملية التنقية
للتنقية، يتم استخدام الصودا الكاوية (NaOH). بهذه الطريقة، يُسكب مسحوق البوكسيت في محلول الصودا المربح عند ضغط مرتفع يبلغ حوالي 4 أجواء عند درجة حرارة عالية ويسمح بحدوث التفاعل. في هذه العملية، الجزء الوحيد من البوكسيت الذي يدخل التفاعل هو الألومنيوم. وتسمى هذه العملية بالرقمنة. وبعد هذه العملية تدخل المرحلة التالية حيث توجد خزانات كبيرة جدًا. في هذه الخزانات، يتم خفض درجة حرارة المحلول والسماح لجميع العناصر بالاستقرار، بحيث يتبقى فقط الألومنيوم الممزوج على السطح. بعد إزالة الشوائب وإجراء التفاعل في الاتجاه المعاكس (ضغط منخفض + درجة حرارة منخفضة)، يتم إنشاء أكسيد الألومنيوم، والذي يكون على شكل مسحوق رطب. يتم سكب هذا المسحوق الرطب في أفران الصهر، والتي تكون أفقية عمومًا، وفي نفس الوقت الذي يتم فيه التسخين مع المنحدر اللطيف للفرن، يتم إزالة مسحوق أكسيد الألومنيوم المجفف والنقي من نهاية الفرن. هذا المسحوق هو المادة الخام لإنتاج الألومنيوم.
أضف الكريوليت
في هذه المرحلة يجب إضافة القليل من الكريوليت إلى المسحوق الناتج، حيث يعمل الكريوليت على خفض درجة انصهار الألومنيوم. لتحضير الكريوليت، يتفاعل أكسيد الألومنيوم مع مركباته ويتم الحصول على الكريوليت.
إحياء
وتتم عملية الاستصلاح في مصانع كبيرة جداً، ومعظم هذه المصانع الضخمة يتم بناؤها بالقرب من البحر، والسبب في ذلك هو سهولة الوصول إلى المواد الخام، والتي غالباً ما يتم نقلها عن طريق السفن. تتمتع هذه المصانع باستهلاك عالي جدًا للطاقة، وفي هذه المصانع تتكرر وحدات معينة بمعدل 8 أمتار في 4 أمتار في متر واحد؛ كل منها عبارة عن خلايا تحليل كهربائي. في هذه الغلايات، يحدث تفاعل التحليل الكهربائي. بهذه الطريقة يتم إدخال تيار كهربائي وإعطاء الطاقة الكهربائية للمحلول المحتوي على الكريوليت وأكسيد الألومنيوم من خلال الأنود والكاثود، وتؤدي هذه الطاقة إلى تقليل الأيون في الكاثود وتقليل الأكسجين في الأنود.
أنديز
بسبب ارتفاع درجة الحرارة، القدرة على توصيل الكهرباء و… تحتوي على مادة الجرافيت. المشكلة الرئيسية في هذه الأنودات هي أنه بسبب وجود الكربون والأكسجين وارتفاع درجة الحرارة، تتفاعل الرافعة مع الأكسجين وتخرج، وبعد فترة تنفد هذه الأنودات.
الطريقة الثانوية لإنتاج الألومنيوم
رمز إعادة تدوير الألومنيوم.
طريقة أخرى لإنتاج الألومنيوم، والتي تعرف بالإنتاج الثانوي. تعتبر هذه الطريقة مصدرًا مهمًا لإنتاج الألومنيوم. في هذه الطريقة يتم استخدام أجزاء الألمنيوم المستعملة وإعادة تدوير هذه الأجزاء للإنتاج. يتطلب إنتاج الألومنيوم الثانوي 5% فقط من الطاقة المستهلكة في طريقة الإنتاج الأولية، ولهذا السبب يتم إعطاؤه دائمًا الكثير من الاهتمام، بالإضافة إلى الانخفاض الكبير في استهلاك الطاقة في هذه الطريقة مقارنة بطريقة إنتاج الألومنيوم الأولية، فإن كل كيلوغرام من إنتاج الألومنيوم بهذه الطريقة يعادل توفير 8 كجم من البوكسيت و 4 كجم من المواد الكيميائية الأخرى. تتضمن هذه العملية 5 خطوات، 1 – التجميع 2 – الفرز 3 – إعادة المعالجة 4 – التدحرج 5 – التحويل

