Jaarlijks wordt wereldwijd ongeveer 390 miljoen ton bauxiet geproduceerd, waarvan 85% wordt gebruikt voor de productie van aluminium.
Bauxiet is een erts dat bestaat uit aluminiumoxide en andere mineralen en is 's werelds belangrijkste bron van aluminium. Na de mijnbouw wordt bauxiet geraffineerd tot aluminiumoxide en vervolgens omgezet in aluminium.
Daarom gaat aluminium gewoonlijk in drie fasen van erts naar metaal.
Fase één: mijnbouw van bauxiet
Bauxiet wordt doorgaans ondergronds gewonnen in dagbouwmijnen, waarbij alleen al Australië, China en Guinee 72% van de mondiale mijnproductie voor hun rekening nemen.
Australië is veruit de grootste bauxietproducent en herbergt de Weipa-mijn, de grootste bauxietmijnbouw ter wereld.
Guinee is de derde grootste bauxietproducent, met meer dan 7 miljard ton bauxietreserves, meer dan enig ander land. Bovendien is Guinee de grootste bauxietexporteur ter wereld, waarbij 76% van zijn bauxiet naar China wordt geëxporteerd.
Nadat bauxiet uit de grond is gewonnen, wordt het naar aluminiumoxidefabrieken over de hele wereld gestuurd om aluminiumoxide te produceren, wat de tweede fase van het productieproces markeert.
Fase twee: productie van aluminiumoxide
In de jaren 1890 vond de Oostenrijkse chemicus Carl Josef Bayer een revolutionair proces uit om aluminiumoxide uit bauxiet te winnen. Tegenwoordig, meer dan 100 jaar later, gebruikt ongeveer 90% van de aluminiumoxidefabrieken nog steeds het Bayer-proces om bauxiet te raffineren.
Dit zijn de vier belangrijkste stappen van het Bayer-proces:
Oplossen onder hoge druk:
Bauxiet wordt gemengd met natriumhydroxide en onder druk verwarmd. Tijdens deze fase lost natriumhydroxide selectief het aluminiumoxide uit het bauxiet op, waardoor andere mineralen als onzuiverheden achterblijven.
Filteren:
Onzuiverheden worden gescheiden en uit de oplossing gefilterd, waardoor een residu ontstaat dat rode modder wordt genoemd. Nadat de slurry is weggegooid, wordt het aluminiumoxide omgezet in natriumaluminaat.
neerslag:
De natriumaluminaatoplossing koelt af en slaat neer in een vaste, kristallijne vorm van aluminiumhydroxide.
Roosteren:
De aluminiumhydroxidekristallen worden gewassen en verwarmd in een calciner om puur aluminiumoxide te vormen, een zandwit materiaal dat aluminiumoxide wordt genoemd.
Onzuiverheden of rode modder die achterblijven bij het productieproces van aluminiumoxide zijn een groot probleem voor het milieu. In feite wordt voor elke ton aluminiumoxide die door een aluminiumoxidefabriek wordt geproduceerd, 1,2 ton rode modder geproduceerd, en de hoeveelheid rode modder die momenteel in de wereld is opgeslagen overschrijdt de 3 miljard ton.
China is de op één na grootste bauxietproducent en grootste importeur en levert meer dan de helft van het aluminiumoxide in de wereld.
Verschillende grote bauxietproducerende landen, waaronder Australië, Brazilië en India, behoren tot de grootste producenten van aluminiumoxide, maar geen enkele kan China evenaren.
Alumina heeft toepassingen in een verscheidenheid aan industrieën, waaronder de kunststoffen-, cosmetica- en chemische productie. Natuurlijk wordt een groot deel ervan naar smelterijen verscheept om aluminium te produceren.
3
Fase drie: aluminiumproductie
Aluminiumoxide wordt door elektrolytische reductie omgezet in aluminium. Naast het aluminiumoxide zelf zijn een ander mineraal, cryoliet genaamd, en grote hoeveelheden elektriciteit van cruciaal belang voor het productieproces. Hier is een eenvoudig overzicht van hoe het smelten van aluminium werkt:
In een aluminiumsmelter worden honderden elektrolytische cellen gevuld met gesmolten kryoliet.
Aluminiumoxide (bestaande uit twee aluminiumatomen en drie zuurstofatomen) wordt vervolgens aan deze elektrolytische cellen toegevoegd, en een krachtige stroom verbreekt de chemische bindingen tussen de aluminium- en zuurstofatomen.
De elektrolysereactie zorgt ervoor dat puur vloeibaar aluminium neerslaat op de bodem van de elektrolytische cel, dat vervolgens wordt gezuiverd en gegoten in aluminiumproducten van verschillende vormen en maten.
China domineert de mondiale aluminiumproductie en is de grootste consument. Het buurland India is de op één na grootste producent, met een productie die slechts een tiende bedraagt van die van China.