Co to jest wytapianie aluminium?

Wytapianie aluminium jest procesem przemysłowym stosowanym do produkcji metalu. Sposób, w jaki się to robi, zależy od tego, czy aluminium jest wytwarzane w procesie pierwotnym, obejmującym boksyt, czy w procesie wtórnym, obejmującym złom. Proces podstawowy jest najbardziej złożony i energochłonny.

Produkcja aluminium jest ogólnie podzielona na dwie kategorie, pierwotną i wtórną. Pierwotne wytapianie aluminium obejmuje proces, który rozpoczyna się od wydobycia metalu z rudy boksytu, rodzaju skały najczęściej występującej w klimacie tropikalnym i subtropikalnym. Proces ten rozpoczyna się od uzyskania surowca zwanego tlenkiem glinu z boksytu.

Aby to osiągnąć, posortowaną i zmieloną rudę miesza się z wodorotlenkiem sodu w warunkach wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia. Ten etap jest znany jako trawienie, a używana maszyna jest często nazywana komorą fermentacyjną. Mieszanie i warunki w komorze fermentacyjnej powodują oddzielanie reszt glinianu sodu i boksytu. Pozostałości zwykle opadają na dno mieszanki. Konieczne jest następnie oddzielenie pozostałości od tlenku glinu, co osiąga się poprzez filtrację.

Kiedy tlenek glinu jest po raz pierwszy filtrowany, można go znaleźć w postaci skrystalizowanej. Kryształy te są poddawane procesowi zwanemu strącaniem, który polega na stosowaniu hydratu tlenku glinu w celu uzyskania czystszej postaci kryształów tlenku glinu. Kolejnym etapem jest kalcynacja, która polega na wypłukiwaniu zanieczyszczeń i usuwaniu wody z kryształów. Ta część procesu wymaga użycia wysokich poziomów ciepła i ostatecznie spowoduje powstanie białego proszku, którym jest tlenek glinu.

W tym momencie wytapianie aluminium będzie wymagało przekształcenia proszku w postać metaliczną. Wymaga to dużych ilości prądu stałego (DC), co odbywa się w urządzeniu zwanym pulą redukcyjną. Metal wytwarzany w naczyniu redukcyjnym zwykle osiada na dnie i jest okresowo odsysany. Wytapianie jest zwykle procesem non-stop.

Wtórne wytapianie aluminium jest nieco inne, ponieważ obejmuje wydobywanie metalu ze złomu lub produktów ubocznych zwanych kożuchem żużlowym, które powstają podczas pierwotnego wytopu aluminium. Kiedy odzysk jest po prostu ze złomu, materiał zwykle topi się w gazowym urządzeniu pogłosowym, olejowym lub w piecu trzonowym. Następnie stosuje się roztwory chemiczne do usuwania zanieczyszczeń i wytwarzania glinu o różnej czystości. Gdy zaangażowany jest kożuch żużlowy, musi on najpierw zostać przetworzony w podobny sposób jak ruda boksytu, zanim metal będzie mógł być wydobywany za pomocą źródła ciepła.

Pierwotny wytop aluminium jest procesem energochłonnym. Wtórne wytapianie wymaga jedynie ułamka energii wymaganej do pierwotnego procesu. Produkowane aluminium zwykle nie jest w 100% czyste. W najlepszym wypadku może być czysty w 99,7 procentach.