{"id":102,"date":"2024-06-07T14:33:44","date_gmt":"2024-06-07T06:33:44","guid":{"rendered":"https:\/\/aluminaceramics.net\/?p=102"},"modified":"2024-07-15T20:14:28","modified_gmt":"2024-07-15T12:14:28","slug":"processen-for-utvinning-av-bauxit-och-aluminiumoxid","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/aluminaceramics.net\/sv\/the-bauxite-alumina-mining-process\/","title":{"rendered":"Processen f\u00f6r utvinning av bauxit och alumina"},"content":{"rendered":"<p>Dr Donoghue och Frisch \u00e4r heltidsanst\u00e4llda vid Alcoa i Australien.<\/p>\n<p>Bauxit \u00e4r det prim\u00e4ra r\u00e5materialet f\u00f6r aluminiumframst\u00e4llning och finns i stora fyndigheter \u00f6ver hela v\u00e4rlden. Bauxit krossas och kokas i kaustiksodal\u00f6sning innan den bes\u00e5s med fr\u00f6n av aluminiumhydroxid, s\u00e5 kallad gibbsit, f\u00f6r att f\u00e5 den att f\u00e4llas ut till r\u00f6tt slamavfall, vilket l\u00e4mnar en milj\u00f6skadlig r\u00f6d slamrest som har f\u00e5tt allvarliga \u00e5terverkningar i m\u00e5nga l\u00e4nder.<\/p>\n<h2>Bayer-processen<\/h2>\n<p>Bauxitmalm, som bryts f\u00f6r produktion av aluminium, inneh\u00e5ller hydroxider och oxyhydroxider av aluminium2 (gibbsit, bayerit och nordstrandit), oxider av j\u00e4rn2 (ferrisit och goethit) och titandioxid2 (rutil och diaspore). Bayerprocessen omvandlar denna bauxitmalm kemiskt till aluminiumoxid - det f\u00f6rsta steget mot att producera ren aluminiummetall genom Hall-Heroults elektrolytiska process.<\/p>\n<p>R\u00f6tning och klarning i Bayer-processen \u00e4r b\u00e5da mycket viktiga steg. Eventuella ol\u00f6sliga rester som bildas under r\u00f6tningen kallas f\u00f6r \"red mud\" och m\u00e5ste av milj\u00f6sk\u00e4l rensas bort. Dessutom m\u00e5ste en aluminatl\u00f6sning som blir kvar efter klarningen renas - anv\u00e4ndning av NaCl-fri kaustik, jonbytesrening eller h\u00f6gtemperatursintring kan alla bidra till att kontrollera f\u00f6roreningsniv\u00e5erna i dessa tv\u00e5 str\u00f6mmar.<\/p>\n<p>Klarning av en aluminatl\u00f6sning sker genom gravitationsf\u00e4llning och sk\u00f6ljning med vatten i f\u00f6rtjockare (\u00e4ven kallade krattf\u00f6rtjockare), vilket skapar en koncentrerad natriumaluminatl\u00f6sning som \u00e4r l\u00e4mplig f\u00f6r utf\u00e4llning till aluminiumoxidtrihydrat. Grova partiklar extraheras med hj\u00e4lp av r\u00e5cykloner medan finare fasta partiklar beh\u00e5lls genom filtrering; d\u00e4refter kyls l\u00f6sningen ytterligare f\u00f6r att \u00f6ka \u00f6verm\u00e4ttnaden innan den pumpas till h\u00f6ga siloliknande f\u00e4llare; detta ger utf\u00e4llt aluminiumhydroxid som sedan m\u00e5ste tv\u00e4ttas, filtreras och torkas innan det s\u00f6nderdelas till kommersiellt ren aluminiumoxid2.<\/p>\n<p>I den elektrolytiska Hall-Heroult-processen separeras metalliskt aluminium med sm\u00e5 m\u00e4ngder ferritf\u00f6roreningar (mindre f\u00f6roreningar) fr\u00e5n sm\u00e4lt salt (en blandning av natriumklorid och kalciumklorid) genom att leda en elektrisk str\u00f6m genom en aluminatl\u00f6sning som inneh\u00e5ller kol fr\u00e5n en anodanodelektrod, d\u00e4r kolet reagerar med andra f\u00f6roreningar och bildar en vitkristallin f\u00f6rening som kallas aluminat som \u00f6verf\u00f6rs till stora h\u00e5llugnar d\u00e4r f\u00f6roreningar avl\u00e4gsnas medan legeringselement tills\u00e4tts f\u00f6r att producera rent aluminium.<\/p>\n<p>Det \u00e4r en stor utmaning att h\u00e5lla f\u00f6roreningsniv\u00e5erna i Bayer-processens utbl\u00e5sningsstr\u00f6m under f\u00f6rutbest\u00e4mda niv\u00e5er, samtidigt som man producerar avloppsvatten som kan sl\u00e4ppas ut direkt i naturliga recipienter utan ytterligare behandling. F\u00f6r att lyckas med detta m\u00e5ste faktorer som att hantera f\u00f6r\u00e4ndringar i bauxitmineralogin, optimera produktionshastigheterna, kontrollera konkurrerande reaktioner och minimera f\u00f6rlusterna fr\u00e5n r\u00f6da slamavlagringar samverka p\u00e5 ett harmoniskt s\u00e4tt.<\/p>\n<h2>Sm\u00e4ltning<\/h2>\n<p>Bauxit, en aluminiumoxidhaltig bergart, kan brytas och raffineras f\u00f6r att producera aluminium. Gruv- och f\u00f6r\u00e4dlingsprocesserna ger upphov till betydande m\u00e4ngder avfall som inneh\u00e5ller giftiga \u00e4mnen som TENORM (Trace Elements of Natural Origin). Aluminiumoxid g\u00e5r sedan till ett aluminiumsm\u00e4ltverk f\u00f6r att omvandlas till metall genom elektrolys; f\u00f6r att minimera avfallet som genereras under denna process skulle det vara f\u00f6rdelaktigt om man kunde hitta metoder f\u00f6r att \u00e5teranv\u00e4nda s\u00e5 mycket aluminiumoxid som m\u00f6jligt.<\/p>\n<p>Aluminiumoxid anv\u00e4nds ofta som r\u00e5material i industriprodukter som glas, porslin och metallicf\u00e4rger f\u00f6r bilar. Aluminiumoxid har ocks\u00e5 m\u00e5nga andra anv\u00e4ndningsomr\u00e5den tack vare sin l\u00e5ga elektriska ledningsf\u00f6rm\u00e5ga, motst\u00e5ndskraft mot kemiska angrepp, extrema styrka och h\u00e5rdhet (9 p\u00e5 Mohs h\u00e5rdhetsskala).<\/p>\n<p>Som en del av gruv- och raffineringsprocesserna f\u00f6r aluminiumoxid \u00e4r det n\u00f6dv\u00e4ndigt att rensa marken fr\u00e5n vegetation och tr\u00e4d som kan hindra verksamheten. Bauxit bryts s\u00f6nder med hj\u00e4lp av spr\u00e4ngning, borrning, rivning och mycket stora bulldozers innan den lastas p\u00e5 lastbilar, j\u00e4rnv\u00e4gsvagnar eller transportband f\u00f6r transport till raffinaderier i n\u00e4rheten.<\/p>\n<p>I b\u00f6rjan av aluminiumoxidraffineringsprocessen bryts aluminiumoxid upp och s\u00e4nks ned i en kaustiksodal\u00f6sning f\u00f6r att bilda en \u00f6verm\u00e4ttad natriumaluminatl\u00f6sning. Den \u00f6verf\u00f6rs sedan till en uppslamningsreaktor d\u00e4r den upphettas till h\u00f6ga temperaturer f\u00f6r att avl\u00e4gsna kemiskt bundet vatten genom en process som kallas kalcinering, vilket ger stelnat aluminiumhydroxid som sedan lagras i tegelkl\u00e4dda krukor innan kolanoder inf\u00f6rs och en elektrisk str\u00f6m leds genom dem f\u00f6r att elektrolysera aluminiumoxid till rent aluminium som sedan \u00f6verf\u00f6rs tillbaka till krukor innan det slutligen \u00f6verf\u00f6rs tillbaka till gjuterier d\u00e4r billets med olika former formas genom hand-in.<\/p>\n<p>Efter att \u00e4mnena har skurits till g\u00f6t anv\u00e4nds de sedan f\u00f6r att rulla l\u00e5nga st\u00e4nger som kallas armeringsj\u00e4rn, som sedan kan sk\u00e4ras i olika l\u00e4ngder och anv\u00e4ndas p\u00e5 l\u00e4mpligt s\u00e4tt. Slutligen sm\u00e4lts dessa l\u00e5nga st\u00e4nger f\u00f6r att producera g\u00f6t f\u00f6r vidare bearbetning.<\/p>\n<h2>Gjutning<\/h2>\n<p>Aluminium \u00e4r ett centralt element i dagens moderna v\u00e4rld och anv\u00e4nds \u00f6verallt, fr\u00e5n byggnader och bilar till f\u00f6rpackningar och sportutrustning. Men aluminium f\u00f6rekommer inte naturligt som ren metall, utan genomg\u00e5r en komplicerad omvandlingsprocess fr\u00e5n sitt ursprung som bauxitmalm till den l\u00e4ttviktsmetall som vi alla k\u00e4nner till och uppskattar idag.<\/p>\n<p>F\u00f6rst bryts bauxit ur jorden med hj\u00e4lp av tekniker som borrning, spr\u00e4ngning och rivning med stora bulldozers. D\u00e4refter sker krossning och tv\u00e4ttning innan den transporteras till ett aluminaraffinaderi i n\u00e4rheten som anv\u00e4nder Bayers raffineringsprocess f\u00f6r att producera alumina.<\/p>\n<p>Varm kaustiksodal\u00f6sning anv\u00e4nds f\u00f6r att l\u00f6sa upp de aluminiumhaltiga mineraler som finns i bauxit (gibbsite, bohmite och diaspore) f\u00f6r att bilda en \u00f6verm\u00e4ttad natriumaluminatl\u00f6sning som kallas gravidlut, som sedan skickas iv\u00e4g f\u00f6r att kalcineras i en aluminiumoxidugn (Al2O3) f\u00f6r kalcinering innan den tv\u00e4ttas, torkas och v\u00e4rms upp igen f\u00f6r att driva bort eventuellt kvarvarande kristallvatten f\u00f6r att producera aluminiumoxid med h\u00f6g renhet som sedan bildar torrt vitt sandmaterial som kallas aluminiumhydroxid.<\/p>\n<p>Aluminiumoxid anv\u00e4nds i olika produkter, bland annat eldfasta material, kemiska produkter och r\u00e5material som gips och kiseldioxid; en del \u00e5tervinns till och med i sj\u00e4lva raffineringsprocessen.<\/p>\n<p>Raffinering av aluminiumoxid genererar tv\u00e5 till tre ton avfall f\u00f6r varje ton som produceras; dessa material, som kallas r\u00f6d lera, m\u00e5ste hanteras varsamt f\u00f6r att minimera milj\u00f6p\u00e5verkan.<\/p>\n<p>N\u00e4r aluminiumoxiden har raffinerats gjuts den till g\u00f6t som anv\u00e4nds i olika applikationer. De kan valsas till pl\u00e5t, folie och st\u00e4nger, dras till tr\u00e5d som sedan str\u00e4ngas till kabel f\u00f6r elektriska \u00f6verf\u00f6ringsledningar, gjutas till komplexa former eller extruderade profiler som f\u00f6nsterkarmar, de kan till och med \u00e5tervinnas till g\u00f6t igen - vilket g\u00f6r aluminium till en o\u00e4ndligt \u00e5tervinningsbar metall! Dessutom finns det olika legeringar som har specifika egenskaper f\u00f6r att uppfylla olika kundkrav.<\/p>\n<h2>\u00c5tervinning<\/h2>\n<p>Aluminium \u00e4r en av de mest utbredda metallerna som anv\u00e4nds i m\u00e5nga produkter, fr\u00e5n l\u00e4skburkar till bilkomponenter, men f\u00f6rekommer inte naturligt i sin rena form. Ist\u00e4llet m\u00e5ste den utvinnas ur bergarten bauxit som inneh\u00e5ller olika former av aluminiumoxider och raffineras till aluminiumoxid innan den slutligen blir aluminium i denna trestegsprocess som tar b\u00e5de energi- och vattenresurser i anspr\u00e5k.<\/p>\n<p>Som en del av gruvdriftsprocessen i aluminagruvor m\u00e5ste man f\u00f6rst avl\u00e4gsna \u00f6verliggande berg - lager av sten och lera som t\u00e4cker bauxiten - med hj\u00e4lp av spr\u00e4ngnings- eller borrningsmetoder. N\u00e4r materialet har lossnat kan det lastas p\u00e5 lastbilar f\u00f6r transport till en anl\u00e4ggning f\u00f6r bearbetning av aluminiumoxid.<\/p>\n<p>I ett bauxitbearbetningsverk krossas malmen f\u00f6r att minska dess storlek innan den s\u00e4nks ned i het kaustiksoda f\u00f6r att l\u00f6sa upp aluminiumhaltiga mineraler som gibbsit och bohmit innan den separeras fr\u00e5n kiseldioxid f\u00f6r att bli en \u00f6verm\u00e4ttad natriumaluminatl\u00f6sning som kallas gravidlut.<\/p>\n<p>En del av den gravida v\u00e4tskan bearbetas f\u00f6r att skapa aluminiumhydroxid, mer k\u00e4nt som sl\u00e4ckt kalk, medan resten av den skickas direkt till ett aluminiumoxidraffinaderi d\u00e4r dess komponenter genomg\u00e5r kemiska reaktioner som omvandlar dem till aluminiummetall.<\/p>\n<p>Aluminiumoxid \u00e4r ett oumb\u00e4rligt industriellt material som anv\u00e4nds f\u00f6r m\u00e5nga olika till\u00e4mpningar inom allt fr\u00e5n plasttillverkning till slipmedel. Aluminiumoxid spelar ocks\u00e5 en nyckelroll i m\u00e5nga typer av brandskyddsmedel.<\/p>\n<p>\u00c4ven om brytning och raffinering av aluminiumoxid kan vara mycket \u00e5tervinningsbart finns det fortfarande vissa milj\u00f6problem f\u00f6rknippade med brytning och raffinering. Dessa omfattar buller, ergonomiska problem, traumarisker och st\u00e4nk av kaustiksoda p\u00e5 huden eller i \u00f6gonen. Dessutom har b\u00e5de bauxitdamm och aluminiumoxidpulver f\u00f6rknippats med luftv\u00e4gskomplikationer, inklusive irritation eller inflammation i lungorna.<\/p>\n<p>Vissa arbetstagare har rapporterat h\u00e4lsoproblem som cancer, njursjukdom och leverskador till f\u00f6ljd av exponering f\u00f6r bauxitdamm och aluminiumoxiddamm samt olika f\u00f6roreningar. Studier har dock visat att nuvarande b\u00e4sta praxis inom gruvdrift och raffinering inte verkar \u00f6ka risken f\u00f6r dessa problem.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Dr Donoghue and Mr Frisch are full-time employees of Alcoa of Australia. Bauxite is the primary raw material for producing [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[6],"tags":[],"class_list":["post-102","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-alumina-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/102","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=102"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/102\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":103,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/102\/revisions\/103"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=102"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=102"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=102"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}