Die weltweite Bauxitproduktion von etwa 85% dient als Ausgangsmaterial f\u00fcr die Herstellung von Tonerde. Australien f\u00f6rdert und veredelt Tonerde in Queensland, Westaustralien, im Northern Territory und in Tasmanien nach bew\u00e4hrten Verfahren, die keine ernsthaften Risiken f\u00fcr die Gesundheit am Arbeitsplatz mit sich bringen.<\/p>\n
Charles Hall in Amerika und Paul Heroult in Frankreich entwickelten 1886 unabh\u00e4ngig voneinander ein wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung von Aluminium durch Elektrolyse von geschmolzenem Kryolith, das als Bayer-Verfahren bekannt wurde.<\/p>\n
Aluminium ist eines der am h\u00e4ufigsten in der Natur vorkommenden Elemente, kann jedoch nicht in reinem Zustand gewonnen werden. Stattdessen kommt es in verschiedenen Verbindungen in Gesteinen und Sedimenten vor. Die weltweit wichtigste Quelle ist Bauxitgestein, das abgebaut und zu Aluminiumoxid raffiniert werden muss, bevor es in Bergwerken auf der ganzen Welt zu Aluminium verarbeitet werden kann.<\/p>\n
Bei der Aluminiumgewinnung und -raffination fallen erhebliche Mengen an Abfall an, wobei gro\u00dfe Mengen an toxischen Abf\u00e4llen wie TENORM mit verschiedenen Gesundheitsst\u00f6rungen wie Fibrose, Mesotheliom und Lungenerkrankungen in Verbindung gebracht werden. Dar\u00fcber hinaus sickern Schwermetalle aus den Abfallhalden in die Wasserquellen und kontaminieren diese mit potenziell gef\u00e4hrlichen Konzentrationen, die die Integrit\u00e4t der Umwelt bedrohen.<\/p>\n
Um die mit der Tonerdegewinnung verbundenen Umweltauswirkungen zu verringern, werden erhebliche Mittel in die Sanierung von Minen und die Wiederherstellung nat\u00fcrlicher Lebensr\u00e4ume investiert. Leider birgt diese T\u00e4tigkeit gewisse Risiken f\u00fcr die Besch\u00e4ftigten im Bergbau und in der Raffinerie, die Atemwegs- und Hautkrankheiten wie Mesotheliom, Haut- und Nierenkrebs, degenerativen Lungenkrankheiten oder in der Gemeinschaft erworbenen Infektionskrankheiten wie Malaria oder Dengue-Fieber ausgesetzt sein k\u00f6nnten, wenn M\u00fccken vorhanden sind.<\/p>\n
Bauxit wird in der Regel im Tagebau abgebaut, und Australien, Guinea und China sind f\u00fcr den Gro\u00dfteil der weltweiten Bauxitproduktion verantwortlich. Da das meiste Bauxit in tropischen Gebieten vorkommt, muss es auch dort abgebaut werden, wobei die gro\u00dfen Bergbauunternehmen in der Regel Minen in der N\u00e4he von Hafenanlagen betreiben, in denen ausgebildete Arbeitskr\u00e4fte arbeiten.<\/p>\n
Beim Bayer-Verfahren wird Bauxit zerkleinert, gewaschen und gemahlen, bevor es unter hohem Druck und bei hoher Temperatur in Natronlauge aufgel\u00f6st wird, um eine \u00fcbers\u00e4ttigte Natriumaluminatl\u00f6sung zu erzeugen, die so genannte \"pregnant liquor\", die dann in hohe Tanks, die so genannten F\u00e4llungsanlagen, gepumpt wird, in denen Aluminiumhydroxidkeime hinzugef\u00fcgt werden, um beim Abk\u00fchlen der \"pregnant liquor\" die Ausf\u00e4llung fester Aluminiumhydroxidkristalle zu beg\u00fcnstigen - dieses ausgef\u00e4llte Aluminiumoxid wird dann gefiltert und direkt in Lagerbereiche f\u00fcr Bauxitr\u00fcckst\u00e4nde geleitet.<\/p>\n
Aluminium ist eines der am h\u00e4ufigsten vorkommenden Elemente auf der Erde und bekannt f\u00fcr sein geringes Gewicht, seine Formbarkeit, seine Verformbarkeit und seine Korrosionsbest\u00e4ndigkeit. Leider kommt Aluminium jedoch nicht in der Natur in metallischer Form vor und muss daher abgebaut werden, um es zu gewinnen. Bauxit muss zun\u00e4chst zu Tonerde (Aluminiumoxid) verarbeitet werden. Danach kann diese Substanz in verschiedene Formen wie Butzen, Kn\u00fcppel, Barren und Vorbl\u00f6cke geformt werden, bis schlie\u00dflich Aluminiummetall entsteht.<\/p>\n
Bauxit ist die wichtigste Aluminiumquelle und kommt in der Regel als verwitterte Decke, bekannt als Laterit oder Duricrust, auf verschiedenen Eruptivgesteinen vor und besteht aus Aluminiumoxid, Eisenoxid und Siliziumdioxid. Nur Lagerst\u00e4tten, die Gibbsit und B\u00f6hmit mit einem Aluminiumgehalt von 65 bzw. 85 Prozent enthalten, k\u00f6nnen wirtschaftlich f\u00fcr die Tonerdegewinnung genutzt werden; solche Lagerst\u00e4tten finden sich vor allem auf beiden Seiten des \u00c4quators.<\/p>\n
Hei\u00dfe Natronlauge wird verwendet, um die aluminiumhaltigen Mineralien im Bauxit (Gibbsit, B\u00f6hmit und Diaspore) aufzul\u00f6sen. Dieser Prozess wird als Aufschluss oder Auslaugung bezeichnet, und die dabei entstehende Natriumaluminat-\u00fcbers\u00e4ttigte L\u00f6sung wird als \"pregnant liquor\" bezeichnet. Nach der Abtrennung von der Stammtonerde muss das unl\u00f6sliche Siliziumdioxid im Bauxit durch Filtern von den nach dem Filtern verbleibenden Rotschlammresten getrennt werden, die nach dem Filtern schlie\u00dflich verworfen werden.<\/p>\n
F\u00fcr den Aufschluss werden gro\u00dfe Mengen an Wasser ben\u00f6tigt. Wasser wird auch f\u00fcr die Herstellung von w\u00e4ssriger Natronlauge und anderen Chemikalien, f\u00fcr das Waschen von Erz, R\u00fcckst\u00e4nden, recycelten Natronlaugeabf\u00e4llen und Abf\u00e4llen sowie zur Staubminderung ben\u00f6tigt. Der Wasserverbrauch ist von Werk zu Werk unterschiedlich und h\u00e4ngt von der Bauxitqualit\u00e4t, der Anlagenkonzeption und der Wasserverf\u00fcgbarkeit in der jeweiligen Region ab.<\/p>\n
Traditionelle Verfahren in den Anlagen erforderten die Zugabe von Kalziumfluorid w\u00e4hrend der Kalzinierung, um den Natriumgehalt im Aluminiumoxid-Einsatzmaterial zu senken; aufgrund von Bedenken hinsichtlich der Fluorid-Emissionen in die Atmosph\u00e4re wurde diese Praxis jedoch inzwischen aufgegeben. Aufgrund dieser Anforderungen mussten neue Technologien zur Herstellung von natriumarmem Aluminiumoxid entwickelt werden. Die auf diese Weise hergestellte Tonerde wird in einer Reibungsm\u00fchle unter Verwendung von Essigs\u00e4ure gemahlen, um Soda zu entfernen und natriumarme Produkte herzustellen. Die Ausf\u00e4llung des Aluminiumoxids erfolgt durch Einblasen von Salzs\u00e4uregas, um Aluminiumchlorid-Hexahydrat-Kristalle zu bilden, die dann gefiltert, zentrifugiert, mit Salzs\u00e4ure gewaschen und erneut gefiltert werden, bevor sie sich in hei\u00dfem Wasser aufl\u00f6sen, um eine f\u00fcr die weitere Verarbeitung geeignete Aluminiumoxid-Aufschl\u00e4mmung (ALO) zu erhalten.<\/p>\n
Aluminium, das wir tagt\u00e4glich verwenden, wird durch eine komplexe Reihe von chemischen Reaktionen hergestellt, die mit der Raffination von Bauxit beginnen. Tonerde (Al2O3) dient als Rohstoff f\u00fcr die elektrolytische Herstellung von Prim\u00e4raluminium, wird aber auch f\u00fcr andere Zwecke verwendet, die weit \u00fcber die Prim\u00e4rproduktion hinausgehen. F\u00fcr die Herstellung einer Tonne Prim\u00e4raluminium sind etwa zwei Tonnen Tonerde erforderlich, die auch in vielen anderen Chemikalien eine wichtige Rolle spielen, wie z. B. in feuerfesten Materialien f\u00fcr die Auskleidung von Hochtemperatur-Drehrohr\u00f6fen und -Ofen, als Schleifmittel und sogar in der Wasseraufbereitung.<\/p>\n
Der gr\u00f6\u00dfte Teil des Bauxits wird im Tagebau abgebaut, wobei auf drei L\u00e4nder - Australien, China und Guinea - 72% der weltweiten Produktion entfallen. Bauxit wird mit Methoden wie Sprengen, Bohren und Aufrei\u00dfen mit gro\u00dfen Bulldozern aus dem Boden geholt, bevor es zur Weiterverarbeitung direkt zu nahe gelegenen Aluminiumoxidraffinerien transportiert wird.<\/p>\n
Die Tonerderaffination ist ein komplexer vierstufiger Prozess. Zun\u00e4chst muss das Bauxit gewaschen und gefiltert werden, um Verunreinigungen wie Kiesels\u00e4ure zu entfernen. Anschlie\u00dfend wird die Gr\u00fcnlauge in einem Ofen mit Natronlauge auf hohe Temperaturen erhitzt, bis sie in F\u00e4llungsgef\u00e4\u00dfen kristallisiert, wobei die Keimpartikel der Tonerdehydroxidl\u00f6sung mit Hilfe von Keimbildnern aufgetragen werden; die Ausf\u00e4llung f\u00f6rdert dann das weitere Wachstum der Tonerdehydroxidl\u00f6sung, bevor die nachfolgenden Raffinationsschritte erfolgen.<\/p>\n
In Aluminiumoxidraffinerien und Bergbauwerkst\u00e4tten wird h\u00e4ufig geschwei\u00dft, was zu einer Exposition gegen\u00fcber D\u00e4mpfen und Staub f\u00fchrt, die zu Erkrankungen der Atemwege und Verletzungen f\u00fchren k\u00f6nnen. Daher sollten Kontrollen eingef\u00fchrt werden, um dieses Risiko, die Vibrationsexposition und die Exposition gegen\u00fcber gef\u00e4hrlichen Stoffen zu minimieren, da in tropischen Regionen, in denen die Arbeit im Freien die Norm ist, andere Fragen der Gesundheit am Arbeitsplatz auftauchen, die m\u00f6glicherweise zu einer erh\u00f6hten Hitzestressbelastung der Arbeitnehmer f\u00fchren, w\u00e4hrend die Erm\u00fcdung durch Ganzk\u00f6rpervibrationen mit Maschinen wie Scrapern, Bohrger\u00e4ten, Lastwagen oder Baggern, die solche Maschinen bedienen, in Verbindung gebracht wird.<\/p>\n
Tonerde ist der wichtigste Rohstoff f\u00fcr die Herstellung von Aluminium. Es wird in einem vierstufigen Verfahren, dem so genannten Bayer-Verfahren - benannt nach seinem Entwickler Karl Josef Bayer - hergestellt. Bauxiterz wird fein gemahlen und in einen dampfbeheizten Fermenter geleitet, wo es unter Druck mit Natronlauge gemischt wird, um Natriumaluminatl\u00f6sung (Gr\u00fcnlauge) zu bilden, w\u00e4hrend Natronlaugeabf\u00e4lle als Ausgangsmaterial in den Fermentationsprozess zur\u00fcckgef\u00fchrt werden; Tonerde kann dann durch Verdampfung und Kristallisation extrahiert werden, um wei\u00dfes Pulver, bekannt als Gibbsit, zu erzeugen.<\/p>\n
Reduktion von Aluminiumoxid zu Barren >>In der Reduktionsphase der Produktion l\u00f6st sich Aluminiumoxid in so genannten Reduktionst\u00f6pfen auf - tiefe rechteckige Stahlschalen, die mit Kohlenstoff oder Graphit ausgekleidet sind und einen Kryolith-Elektrolyten enthalten. Ein elektrischer Strom flie\u00dft durch diese Mischung, w\u00e4hrend Kohlenstoffanoden als Kathoden dienen; Aluminium und Sauerstoff aus der Tonerde reagieren mit der Kohlenstoffanode, um Kohlendioxidgas zu erzeugen, das dann mit den metallischen Aluminiumanoden als Kathode reagiert, wobei Kohlendioxidgas erzeugt wird, das als metallische Aluminiumanoden zur\u00fcckbleibt, so dass nur metallisches Aluminium an der Kathode zur\u00fcckbleibt; es gelangt dann in Warmhalte\u00f6fen, wo Verunreinigungen entfernt, Legierungselemente hinzugef\u00fcgt und in Barren gegossen werden.<\/p>\n
Tonerdebl\u00f6cke werden zur Herstellung einer Vielzahl von Produkten verwendet. Sie k\u00f6nnen zu Blechen, Folien und Stangen gewalzt, zu langen Stangen f\u00fcr die Drahtherstellung stranggepresst oder durch trockenes isostatisches Pressen oder Gie\u00dfen zu langen Stangen f\u00fcr die Drahtherstellung verarbeitet werden. Aluminiumbarren k\u00f6nnen auch durch Warm- oder Kaltwalzen, Schlickergie\u00dfen, Spritzgie\u00dfen oder Spritzgie\u00dftechniken in verschiedene Formen gebracht werden.<\/p>\n
Bergbau-, Raffinerie- und Schmelzbetriebe bem\u00fchen sich, ihre Umweltauswirkungen durch den Einsatz energieeffizienter Anlagen und die Entwicklung von Recyclingverfahren zu minimieren. Nach Beendigung des Bergbaus werden Anstrengungen unternommen, um den urspr\u00fcnglichen Zustand des Gel\u00e4ndes wiederherzustellen, sobald die Bergbauarbeiten beendet sind. Die Luftverschmutzung kann durch angemessene Bel\u00fcftungssysteme und Luftreinigungsanlagen wie W\u00e4scher kontrolliert werden. Die Wasserverschmutzung kann durch das Recycling von Schlacke, Abfallfl\u00fcssigkeiten und Gasen zur Wiederverwendung verringert werden.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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