Každý rok sa na celom svete vyrobí asi 390 miliónov ton bauxitu, z čoho 85 % sa používa na výrobu hliníka.
Bauxit je ruda zložená z oxidu hlinitého a iných minerálov a je hlavným svetovým zdrojom hliníka. Po ťažbe sa bauxit rafinuje na oxid hlinitý a potom sa premieňa na hliník.
Preto hliník zvyčajne prechádza z rudy na kov v troch stupňoch.
Prvá fáza: Ťažba bauxitu
Bauxit sa zvyčajne ťaží pod zemou v povrchových baniach, pričom samotná Austrália, Čína a Guinea predstavujú 72 % celosvetovej produkcie baní.
Austrália je zďaleka najväčším producentom bauxitu a je domovom bane Weipa, najväčšej ťažby bauxitu na svete.
Guinea je tretím najväčším producentom bauxitu s viac ako 7 miliardami ton zásob bauxitu, čo je viac ako ktorákoľvek iná krajina. Okrem toho je Guinea najväčším svetovým vývozcom bauxitu, pričom 76 % svojho bauxitu vyváža do Číny.
Po vyťažení bauxitu zo zeme sa posiela do závodov na výrobu oxidu hlinitého po celom svete na výrobu oxidu hlinitého, čo predstavuje druhú fázu výrobného procesu.
Druhá fáza: Výroba oxidu hlinitého
V 90. rokoch 19. storočia rakúsky chemik Carl Josef Bayer vynašiel revolučný proces extrakcie oxidu hlinitého z bauxitu. Dnes, o viac ako 100 rokov neskôr, asi 90 % závodov na výrobu oxidu hlinitého stále používa Bayerov proces na rafináciu bauxitu.
Tu sú štyri kľúčové kroky Bayerovho procesu:
Rozpúšťanie pri vysokom tlaku:
Bauxit sa zmieša s hydroxidom sodným a zahrieva sa pod tlakom. Počas tohto štádia hydroxid sodný selektívne rozpúšťa oxid hlinitý z bauxitu, pričom ostatné minerály zostávajú ako nečistoty.
filter:
Nečistoty sa oddelia a odfiltrujú z roztoku, čím sa vytvorí zvyšok nazývaný červené bahno. Po odstránení kaše sa oxid hlinitý premení na hlinitan sodný.
zrážky:
Roztok hlinitanu sodného sa ochladí a vyzráža sa do tuhej kryštalickej formy hydroxidu hlinitého.
Praženie:
Kryštály hydroxidu hlinitého sa premyjú a zahrievajú v kalcinátore za vzniku čistého oxidu hlinitého – piesočnatej bielej hmoty nazývanej oxid hlinitý.
Nečistoty alebo červené bahno, ktoré zostalo z procesu výroby oxidu hlinitého, sú hlavným problémom životného prostredia. V skutočnosti sa na každú tonu oxidu hlinitého vyprodukovaného v závode na výrobu oxidu hlinitého vyrobí 1,2 tony červeného bahna a množstvo červeného bahna, ktoré je v súčasnosti uskladnené vo svete, presahuje 3 miliardy ton.
Čína je druhým najväčším producentom a najväčším dovozcom bauxitu a dodáva viac ako polovicu svetového oxidu hlinitého.
Niekoľko veľkých krajín produkujúcich bauxit, vrátane Austrálie, Brazílie a Indie, patrí medzi najväčších producentov oxidu hlinitého, no žiadna sa nemôže rovnať Číne.
Alumina má uplatnenie v rôznych priemyselných odvetviach, vrátane plastov, kozmetiky a chemickej výroby. Samozrejme, veľká časť sa posiela do hút na výrobu hliníka.
3
Tretia fáza: Výroba hliníka
Oxid hlinitý sa premieňa na hliník elektrolytickou redukciou. Okrem samotného oxidu hlinitého je pre výrobný proces kľúčový ďalší minerál zvaný kryolit a veľké množstvo elektriny. Tu je jednoduchý prehľad toho, ako funguje tavenie hliníka:
V hlinikárni sú stovky elektrolytických článkov naplnených roztaveným kryolitom.
Do týchto elektrolytických článkov sa potom pridá oxid hlinitý (pozostávajúci z dvoch atómov hliníka a troch atómov kyslíka) a silný prúd preruší chemické väzby medzi atómami hliníka a kyslíka.
Elektrolytická reakcia spôsobí, že sa na dne elektrolytického článku vyzráža čistý tekutý hliník, ktorý sa potom čistí a odlieva do hliníkových produktov rôznych tvarov a veľkostí.
Čína dominuje globálnej výrobe hliníka a je najväčším spotrebiteľom. Susedná India je druhým najväčším producentom s produkciou iba jednej desatiny produkcie Číny.