آلومینیوم، سومین عنصر فراوان در پوسته زمین (8.8%)، معمولاً با سیلیکون و اکسیژن در سنگ ترکیب می شود. به دلیل واکنش شیمیایی آن، تقریباً به شکل آزاد وجود ندارد. تنها چند ماده معدنی و سنگ حاوی آلومینیوم برای تولید صنعتی مناسب هستند. آلومینیوم عمدتاً از بوکسیت تولید می شود، یعنی سنگی که حاوی غلظت بالایی از مواد معدنی هیدروکسید آلومینیوم است.

وقوع

بیش از 90 درصد از منابع بوکسیت جهان در کمربند گرمسیری و نیمه گرمسیری در استرالیا، گینه، جامائیکا، سورینام، برزیل و هند متمرکز شده است. 

بوکسیت معمولاً حاوی کانی‌های اصلی تشکیل‌دهنده سنگ معدن است و (i) Gibbsite Al2O3.3H2O است. (ii) Boehmite Al2O3.H2O. و (iii) دیاسپور Al2O3.H2O.

وجود و کمیت کانی گیبسیت تعیین کننده ارزش سنگ معدن بوکسیت در تولید فلز است زیرا در غلظت، دما و فشار کمتر به راحتی در سود سوزآور قابل استخراج است.

تولید آلومینیوم

تولید آلومینیوم اولیه به (1) استخراج بوکسیت، (2) تولید آلومینا (Al2O3) و (iii) تولید آلومینیوم (Al) تقسیم می شود. بوکسیت ماده اولیه برای تولید آلومینیوم از طریق یک روش معمول تولید صنعتی است که شامل دو مرحله متمایز است: یکی، تولید آلومینا متالورژیکی با عیار بالا (Al2O3) از بوکسیت که طبق فرآیند بایر انجام می‌شود و دیگری احیای الکترولیتی آلومینا به آلومینیوم، که طبق فرآیند هال هرول انجام می شود.

فرآیند بایر

فرآیند بایر، اصولاً شامل شسته شدن بوکسیت در دما و فشار بالا با سود سوزآور و جداسازی محلول آلومینات سدیم حاصل می‌شود که بعداً به‌عنوان اکسید آلومینیوم هیدراته با کریستالیزاسیون بذر رسوب می‌کند. فرآیند بایر فرآیند استاندارد و پذیرفته شده در سراسر جهان برای ساخت آلومینا از بوکسیت است.

صنعت آلومینیوم معمولاً از بوکسیت حاوی حداقل 38 درصد Al2O3 استفاده می کند. به طور متوسط فرآیند بایر به 2.65 تن سنگ معدن بوکسیت برای تولید 1 تن آلومینا نیاز دارد، در حالی که از هر دو تن آلومینا یک تن آلومینیوم تولید می شود.

در واقع باید حدود 5 تن بوکسیت برای تولید 1 تن فلز استخراج شود . این به وضوح نشان می دهد که عیار بوکسیت بالاتر، مقدار مورد نیاز به ازای هر تن آلومینیوم تولید شده کمتر است.

مصرف

صنعت آلومینیوم مصرف کننده اصلی بوکسیت (90 درصد) در کشور است و پس از آن سیمان (9 درصد) و نسوز (1 درصد) قرار دارند. فلز آلومینیوم کاملاً انرژی بر و یکی از آلاینده ترین صنایع است.

معدن و پردازش

بوکسیت حاوی ناخالصی های خاک رس، سیلیس و آهن است. ناخالصی های آهن هیچ تاثیر نامطلوبی بر صنعت متالورژی ندارد. با این حال، ظرفیت هاضم موثر برای تولید آلومینا را کاهش می دهد و تولید گل قرمز را افزایش می دهد. گل قرمز یا باقیمانده بوکسیت نام مواد باقیمانده به دست آمده از انحلال مواد معدنی آلومینا هیدراته بوکسیت در مشروب سوزاننده بایر است. این گل قرمز به دلیل ماهیت بسیار ریزش مشکلی برای دفع آن و تخریب محیط زیست ایجاد می کند. وجود سیلیس فعال (رس) در فرآیند بایار منجر به مصرف بیشتر سودا (NaOH) می شود، علاوه بر این، سدیم آلومینو سیلیکات تشکیل می شود و شروع به حل شدن در مشروب مصرف شده می کند که نامطلوب است.

در حال حاضر، هیچ فناوری غنی‌سازی برای تولید کنسانتره بوکسیت با عیار بالا برای مصارف صنعتی در کشور به‌جز استخراج انتخابی و به دنبال آن بارگیری دستی کلوخه‌های درشت تا اندازه 50 میلی‌متر مورد استفاده قرار نمی‌گیرد. با این حال، در موارد معدودی خاک رس با استفاده از عملیات اسکرابر از توده ها حذف می شود.

نیاز به پردازش

بوکسیت اساساً سنگی است متشکل از اکسیدهای آلومینیوم هیدراته (مانند گیبسیت، بوهمیت و دیاسپور) و ناخالصی‌هایی به شکل سیلیس، خاک رس، سیلت، کانی‌های تیتانیوم (مانند روتیل، ایلمنیت و مگنتیت تیتانی فرو) و مواد معدنی آهن (مانند هیدروکسید آهن، آهن). اکسید و پیریت). این ناخالصی ها باعث افزایش هزینه استخراج (در برخی موارد تا 40 درصد از بوکسیت به عنوان عیار کم/حاشیه ای رد می شود)، جابجایی و حمل و نقل را افزایش می دهد. مهمتر از آن، آنها هزینه های محصولات پایین دستی را به دلیل مدیریت و دفع زباله افزایش می دهند. ناخالصی ها همچنین باعث کاهش استفاده از ظرفیت، بهره وری و کارایی کارخانه می شوند.

ضایعات به شکل «گل سرخ» که در طی تولید آلومینا ایجاد می‌شود، به آلودگی محیط‌زیست و آب‌های زیرزمینی نیز کمک می‌کند.

بوکسیت تا حد زیادی مهمترین ماده خام برای تولید آلومینا است. فراوانی، توزیع و همچنین ترکیب کانی‌شناسی و شیمیایی آن، به شدت بر جریان جرمی درگیر با تولید آلومینا تأثیر می‌گذارد. کیفیت سنگ معدن بوکسیت بین ذخایر منفرد بسیار متغیر است و توسط عوامل زمین شناسی خاص کنترل می شود.

عوامل برای پردازش آلومینا

برخی از خصوصیات شیمیایی کانی شناسی مهم سنگ معدن بوکسیت که کارایی فرآوری آلومینا را کنترل می کند عبارتند از:

 الف) Al2O3 قابل بازیافت که نشان دهنده محتوای آلومینا است که می تواند توسط فرآیند بایر با توجه به ژئوشیمی و کانی شناسی سنگ معدن تری هیدرات ها به مونو هیدرات ها در دسترس باشد.

ب) نسبت بوکسیت/Al2O3، نسبت گل قرمز/Al2O3 - این اطلاعات در مورد مقدار بوکسیت مورد نیاز برای تولید مقدار معین اکسید آلومینیوم را ارائه می دهد.

ج) سیلیس واکنشی به شدت بر مصرف انرژی در فرآیند بایر تأثیر منفی می گذارد. وجود سیلیس فعال در فرآیند بایار منجر به مصرف بیشتر سودا (NaOH) می شود، علاوه بر این، سدیم آلومینو سیلیکات تشکیل می شود و شروع به حل شدن در مشروب مصرف شده می کند که نامطلوب است.

د) کاهش میزان آهن. محتوای اکسید آهن که منجر به مصرف بیشتر بوکسیت و افزایش تولید گل قرمز می شود، بنابراین بهره وری را مختل می کند و نیاز به تسهیلات حمل قرمز بیشتر به ازای هر تن آلومینا تولید شده و افزایش خطرات زیست محیطی را ایجاب می کند.

ه) عامل منفی دیگر محتوای بالای TiO2 است. این تأثیر شاخصی بر تولید آلومینا دارد. باعث ایجاد لایه لایه شدن سطوح گرمایش اتوکلاو می شود، غلیظ شدن گل قرمز و شستشو را مختل می کند، آلومینا و فلز آلومینیوم را آلوده می کند.

و) رطوبت - این تأثیر منفی بر پردازش و حمل و نقل دارد. این ویژگی ها از جمله بر میزان بوکسیت مورد نیاز برای تولید یک تن آلومینا و مقدار انرژی و مواد شیمیایی در طول فرآیند تأثیر می گذارد. نیاز به بوکسیت با کیفیت بالا، هم بر میزان و هم بر توزیع منطقه ای ذخایر موجود تأثیر حساسی دارد. بررسی‌های مختلف نشان داده است که می‌توان کیفیت عملکرد بوکسیت معدن (رم) را با فناوری‌های اثبات‌شده فرآوری مواد معدنی ارتقا داد.

ناخالصی های موجود در بوکسیت درجه نسوز عبارتند از قلیا، آهک و منیزیم که باید با روش های مختلف فرآوری به سطوح پایین تر حذف شوند. فرآیند بهینه سازی اتخاذ شده برای تولید محصولات بوکسیتی قابل فروش شامل شستشو، غربالگری، جداسازی گرانشی، جداسازی مغناطیسی، شناورسازی، اسیدشویی و غیره است.

کانسارهای بوکسیت در نقاط مختلف کانی شناسی متفاوتی دارند. سنگ معدن به طور کلی غنی از گوتیت، هماتیت، ایلمنیت، روتیل، آناتاز، خاک رس و کوارتز به عنوان فاز ناخالصی است. مشکل اصلی سنگ معدن، وجود آهن و تیتانیوم زیاد است. بنابراین حذف آهن و تیتانیا برای رعایت مشخصات نسوز الزامی است. علاوه بر این، برای سنگ‌های غنی از خاک رس/سیلیکا، سیلیس راکتیو باید برای مشخصات متالورژیکی کاهش یابد.

استخراج بوکسیت به روش روباز انجام می شود. استخراج انتخابی همراه با بارگیری دستی تا اندازه توده های 50 میلی متری، نیاز به هر گونه پردازش بیشتر را از بین می برد. در حال حاضر، هیچ فناوری بهره‌وری برای تولید کنسانتره بوکسیت با عیار بالا برای مصارف صنعتی تطبیق داده نشده است.

با من تماس بگیرید : کارگزار صادراتی در امور مواد و تجهیزات و خطوط فرآوری معدن

09123730052 شعبانی ( ساعت 9 الی 17 به جز روزهای تعطیل) و در تمامی ساعات با واتس آپ