Dr. Donoghue und Herr Frisch sind Vollzeitbesch\u00e4ftigte von Alcoa of Australia.<\/p>\n
Bauxit ist der wichtigste Rohstoff f\u00fcr die Aluminiumherstellung und kommt weltweit in gro\u00dfen Lagerst\u00e4tten vor. Bauxit wird zerkleinert und in Natronlauge gekocht, bevor es mit Aluminiumhydroxid-K\u00f6rnern, dem so genannten Gibbsit, versetzt wird, damit es als roter Schlamm ausf\u00e4llt, der einen umweltsch\u00e4dlichen roten Schlamm hinterl\u00e4sst, der in vielen L\u00e4ndern schwerwiegende Auswirkungen hat.<\/p>\n
Bauxiterz, das f\u00fcr die Aluminiumherstellung abgebaut wird, enth\u00e4lt Hydroxide und Oxyhydroxide von Aluminium2 (Gibbsit, Bayerit und Nordstrandit), Oxide von Eisen2 (Ferrit und Goethit) und Titandioxid2 (Rutil und Diaspore). Das Bayer-Verfahren wandelt dieses Bauxiterz chemisch in Tonerde um - der erste Schritt zur Herstellung von reinem Aluminiummetall durch das elektrolytische Hall-Heroult-Verfahren.<\/p>\n
Die Aufschluss- und Kl\u00e4rungsschritte im Bayer-Verfahren sind beide von entscheidender Bedeutung. Alle unl\u00f6slichen R\u00fcckst\u00e4nde, die beim Aufschluss entstehen, werden als Rotschlamm bezeichnet und m\u00fcssen aus Umweltschutzgr\u00fcnden gereinigt werden. Au\u00dferdem muss die nach der Kl\u00e4rung verbleibende Aluminatl\u00f6sung gereinigt werden. Die Verwendung von NaCl-freier Lauge, die Reinigung durch Ionenaustausch oder die Hochtemperatursinterung k\u00f6nnen dazu beitragen, den Gehalt an Verunreinigungen in diesen beiden Str\u00f6men zu kontrollieren.<\/p>\n
Die Kl\u00e4rung einer Aluminatl\u00f6sung erfolgt durch Schwerkraftabsetzen und Sp\u00fclen mit Wasser in Eindickern (auch als Recheneindicker bezeichnet), wodurch eine konzentrierte Natriumaluminatl\u00f6sung entsteht, die sich f\u00fcr die Ausf\u00e4llung zu Aluminiumoxidtrihydrat eignet. Grobe Partikel werden mit Hilfe von Rohzyklonen extrahiert, w\u00e4hrend feinere Feststoffe durch Filtration zur\u00fcckgehalten werden; anschlie\u00dfend wird die L\u00f6sung weiter abgek\u00fchlt, um die \u00dcbers\u00e4ttigung zu erh\u00f6hen, bevor sie in hohe silo\u00e4hnliche F\u00e4llungsanlagen gepumpt wird; dabei entsteht gef\u00e4lltes Aluminiumoxidhydrat, das anschlie\u00dfend gewaschen, gefiltert und getrocknet werden muss, bevor es in kommerziell reines Aluminiumoxid2 zerlegt wird.<\/p>\n
Beim elektrolytischen Hall-Heroult-Verfahren wird metallisches Aluminium mit geringen Mengen an Ferritverunreinigungen (geringf\u00fcgigen Verunreinigungen) von geschmolzenem Salz (einer Mischung aus Natrium- und Kalziumchlorid) getrennt, indem elektrischer Strom durch eine kohlenstoffhaltige Aluminatl\u00f6sung von einer Anodenelektrode geleitet wird, wo der Kohlenstoff mit anderen Verunreinigungen reagiert und eine wei\u00df-kristalline Verbindung namens Aluminat bildet, die in gro\u00dfe Warmhalte\u00f6fen geleitet wird, wo die Verunreinigungen entfernt und Legierungselemente hinzugef\u00fcgt werden, um reines Aluminium zu erzeugen.<\/p>\n
Es ist eine gro\u00dfe Herausforderung, die Verunreinigungswerte im Bayer-Verfahren unter den vorgegebenen Werten zu halten und gleichzeitig Abw\u00e4sser zu produzieren, die ohne zus\u00e4tzliche Behandlung direkt in nat\u00fcrliche Gew\u00e4sser eingeleitet werden k\u00f6nnen. Um dieses Kunstst\u00fcck zu vollbringen, m\u00fcssen Faktoren wie das Management von Ver\u00e4nderungen in der Bauxitmineralogie, die Optimierung der Produktionsraten, die Kontrolle konkurrierender Reaktionen und die Minimierung von Verlusten durch Rotschlammablagerungen harmonisch zusammenspielen.<\/p>\n
Bauxit, ein Aluminiumoxidgestein, kann abgebaut und raffiniert werden, um Aluminium herzustellen. Bei den Abbau- und Raffinierungsprozessen fallen erhebliche Abfallmengen an, die toxische Elemente wie TENORM (Trace Elements of Natural Origin) enthalten. Tonerde wird anschlie\u00dfend in einer Aluminiumh\u00fctte durch Elektrolyse in Metall umgewandelt. Um die bei diesem Prozess entstehenden Abf\u00e4lle zu minimieren, w\u00e4re es von Vorteil, wenn Methoden gefunden werden k\u00f6nnten, um so viel Tonerde wie m\u00f6glich wiederzuverwenden.<\/p>\n
Tonerde wird in gro\u00dfem Umfang als Rohstoff f\u00fcr Industrieprodukte wie Glas, Porzellan und Metallic-Lacke f\u00fcr Autos verwendet. Aufgrund seiner geringen elektrischen Leitf\u00e4higkeit, seiner Widerstandsf\u00e4higkeit gegen chemische Angriffe, seiner extremen Festigkeit und H\u00e4rte (9 auf der Mohs'schen H\u00e4rteskala) ist Aluminiumoxid auch f\u00fcr viele andere Anwendungen geeignet.<\/p>\n
Im Rahmen des Abbaus und der Raffination von Tonerde ist es notwendig, das Land von Vegetation und B\u00e4umen zu befreien, die den Betrieb behindern k\u00f6nnten. Bauxit wird durch Sprengen, Bohren, Rei\u00dfen und sehr gro\u00dfe Bulldozer zerkleinert, bevor es auf Lastwagen, Eisenbahnwaggons oder F\u00f6rderb\u00e4nder f\u00fcr den Transport zu den nahe gelegenen Raffinerien verladen wird.<\/p>\n
Zu Beginn der Tonerderaffination wird Tonerde zerkleinert und in eine Natronlauge getaucht, um eine \u00fcbers\u00e4ttigte Natriumaluminatl\u00f6sung zu bilden. Diese wird dann in einen Aufschl\u00e4mmungsreaktor geleitet, wo sie bei hohen Temperaturen erhitzt wird, um das chemisch gebundene Wasser durch ein als Kalzinierung bekanntes Verfahren zu entfernen. Dabei entsteht verfestigtes Aluminiumoxidhydrat, das dann in mit Ziegeln ausgekleideten T\u00f6pfen gelagert wird, bevor Kohlenstoffanoden eingef\u00fchrt und ein elektrischer Strom durch sie geleitet wird, um Aluminiumoxid zu reinem Aluminium zu elektrolysieren, das dann wieder in T\u00f6pfe geleitet wird, bevor es schlie\u00dflich zur\u00fcck in Gie\u00dfereien gebracht wird, wo Kn\u00fcppel mit verschiedenen Formen von Hand geformt werden.<\/p>\n
Nachdem die Kn\u00fcppel zu Bl\u00f6cken geschnitten wurden, werden sie zu langen Stangen, den so genannten Bewehrungsst\u00e4ben, gewalzt, die dann auf verschiedene L\u00e4ngen geschnitten und entsprechend verwendet werden k\u00f6nnen. Schlie\u00dflich werden diese langen St\u00e4be geschmolzen, um Bl\u00f6cke f\u00fcr die weitere Verarbeitung herzustellen.<\/p>\n
Aluminium ist ein zentrales Element in der modernen Welt von heute und wird \u00fcberall verwendet, von Geb\u00e4uden und Autos bis hin zu Verpackungen und Sportger\u00e4ten. Doch Aluminium kommt in der Natur nicht als reines Metall vor. Vielmehr durchl\u00e4uft es einen komplizierten Umwandlungsprozess von seinem Ursprung als Bauxiterz zu dem leichten Metall, das wir heute alle kennen und sch\u00e4tzen.<\/p>\n
Zun\u00e4chst wird das Bauxit mit Bohr-, Spreng- und Rei\u00dftechniken mit gro\u00dfen Bulldozern aus der Erde geholt. Anschlie\u00dfend wird es zerkleinert und gewaschen, bevor es zu einer nahe gelegenen Aluminiumoxid-Raffinerie transportiert wird, die das Bayer-Verfahren zur Herstellung von Aluminiumoxid anwendet.<\/p>\n
Hei\u00dfe Natronlauge wird verwendet, um die im Bauxit enthaltenen aluminiumhaltigen Mineralien (Gibbsit, Bohmit und Diasporen) aufzul\u00f6sen, so dass eine \u00fcbers\u00e4ttigte Natriumaluminatl\u00f6sung entsteht, die als Schwangere Lauge bezeichnet wird. Diese wird dann zur Kalzinierung in einen Aluminiumoxid (Al2O3)-Ofen geschickt, bevor sie gewaschen, getrocknet und erneut erhitzt wird, um das verbleibende Kristallwasser zu verdr\u00e4ngen, so dass hochreines Aluminiumoxid entsteht, das dann ein trockenes wei\u00dfes sandiges Material bildet, das als Aluminiumoxidhydrat bezeichnet wird.<\/p>\n
Tonerde wird in verschiedenen Produkten wie feuerfesten Materialien, chemischen Produkten und Rohstoffen wie Gips und Siliziumdioxid verwendet; ein Teil wird sogar in den Raffinationsprozess selbst zur\u00fcckgef\u00fchrt.<\/p>\n
Bei der Raffination von Tonerde fallen pro Tonne zwei bis drei Tonnen Abf\u00e4lle an; diese als Rotschlamm bezeichneten Materialien m\u00fcssen sorgf\u00e4ltig behandelt werden, um die Umweltauswirkungen zu minimieren.<\/p>\n
Nach der Veredelung wird Aluminiumoxid in Barren gegossen, die f\u00fcr verschiedene Anwendungen verwendet werden. Sie k\u00f6nnen zu Blechen, Folien und St\u00e4ben gewalzt werden, zu Draht gezogen werden, der zu Kabeln f\u00fcr elektrische \u00dcbertragungsleitungen verseilt wird, zu komplexen Formen oder stranggepressten Profilen wie Fensterrahmen geformt werden; sie k\u00f6nnen sogar wieder zu Barren recycelt werden - was Aluminium zu einem unendlich recycelbaren Metall macht! Dar\u00fcber hinaus gibt es verschiedene Legierungen, die spezifische Eigenschaften aufweisen, um unterschiedlichen Kundenanforderungen gerecht zu werden.<\/p>\n
Aluminium ist eines der am weitesten verbreiteten Metalle, das in zahlreichen Produkten - von Getr\u00e4nkedosen bis hin zu Autoteilen - verwendet wird, aber in der Natur nicht in reiner Form vorkommt. Stattdessen muss es aus Bauxitgestein, das verschiedene Formen von Aluminiumoxiden enth\u00e4lt, gewonnen und zu Aluminiumoxid raffiniert werden, bevor es schlie\u00dflich in einem dreistufigen Prozess zu Aluminium wird, der sowohl Energie- als auch Wasserressourcen ben\u00f6tigt.<\/p>\n
Bei der Gewinnung von Tonerde muss zun\u00e4chst der Abraum - Gesteins- und Tonschichten, die das Bauxit bedecken - durch Sprengungen oder Bohrungen entfernt werden. Sobald dieses Material gel\u00f6st ist, kann es auf Lastwagen verladen und zur Weiterverarbeitung in eine Tonerdeaufbereitungsanlage transportiert werden.<\/p>\n
In einer Bauxitaufbereitungsanlage wird das Erz zerkleinert, bevor es in hei\u00dfe Natronlauge getaucht wird, um aluminiumhaltige Mineralien wie Gibbsit und Bohmit aufzul\u00f6sen, bevor es von Siliziumdioxid getrennt wird, um eine mit Natriumaluminat \u00fcbers\u00e4ttigte L\u00f6sung zu erhalten, die als Lauge bezeichnet wird.<\/p>\n
Ein Teil der Schwangerenlauge wird zu Aluminiumhydroxid, besser bekannt als L\u00f6schkalk, verarbeitet, w\u00e4hrend der Rest direkt in eine Aluminiumoxid-Raffinerie geleitet wird, wo seine Bestandteile durch chemische Reaktionen in Aluminiummetall umgewandelt werden.<\/p>\n
Tonerde ist ein unverzichtbares industrielles Material, das f\u00fcr viele verschiedene Anwendungen in der Industrie verwendet wird, von der Kunststoffherstellung bis zu Schleifmitteln. Auch in vielen Arten von Flammschutzmitteln spielt Aluminiumoxid eine wichtige Rolle.<\/p>\n
Obwohl der Abbau und die Raffination von Aluminiumoxid in hohem Ma\u00dfe recycelbar sind, gibt es nach wie vor einige Umweltprobleme im Zusammenhang mit dem Abbau und der Raffination von Aluminiumoxid. Dazu geh\u00f6ren L\u00e4rmbel\u00e4stigung, ergonomische Probleme, Traumarisiken und Spritzer von \u00c4tznatron auf die Haut oder in die Augen. Au\u00dferdem wurden sowohl Bauxitstaub als auch Tonerdepulver mit Komplikationen der Atemwege in Verbindung gebracht, darunter Reizungen oder Entz\u00fcndungen der Lunge.<\/p>\n
Einige Arbeitnehmer haben \u00fcber gesundheitliche Probleme wie Krebs, Nieren- und Lebersch\u00e4den berichtet, die auf die Exposition gegen\u00fcber Bauxit- und Aluminiumoxidstaub sowie verschiedenen Schadstoffen zur\u00fcckgef\u00fchrt werden; die durchgef\u00fchrten Studien haben jedoch ergeben, dass die derzeitigen bew\u00e4hrten Verfahren im Bergbau und in der Raffinerie das Risiko f\u00fcr diese Probleme nicht zu erh\u00f6hen scheinen.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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