Alüminium yer kürəsinin torpağının və süxurlarının 8%-ni təşkil edir və bu da onu yer qabığında müvafiq olaraq oksigen və silikondan sonra üçüncü ən çox yayılmış element edir.
Bu birləşmə təmiz formada olmur. Bunun əvəzinə, alüminium atomları digər metallarla birləşərək birləşmələr əmələ gətirir. Dəmir kimi birləşməni ayırmaq üçün yalnız ərimə tələb edən digər minerallardan fərqli olaraq, alüminiumun hazırlanması bir qədər fərqlidir. Alüminiumda proses mürəkkəbdir və xeyli miqdarda enerji tələb edir.
Buna görə də alüminium əritmə zavodlarının əksəriyyəti həmişə enerji mənbələrinin yaxınlığında tikilir.
Alüminium istehsalında ilk addım yeraltından boksitlərin çıxarılmasıdır. Boksitlər alüminium istehsalında ən çox yayılmış xammaldır. Onlar əsasən bəzi digər minerallarla qarışdırılmış alüminium oksidindən ibarətdir.
Əgər boksit 50%-dən çox alüminium oksidi ehtiva edirsə, o, yüksək keyfiyyətli hesab olunur. Bununla belə, boksitlərdə çoxlu variasiya var. Onlar bərk, sıx və ya qırıntılı ola bilər. Onlar həmçinin rənglərinə görə də dəyişir, ən çox yayılmışı dəmir oksidi səbəbindən kərpic qırmızısı, qəhvəyi və ya alovlu qırmızıdır.
Dəmir oksidinin konsentrasiyası aşağıdırsa, boksit ağ və ya boz rəngdə ola bilər. Tərkibindən asılı olaraq sarı, tünd yaşıl və ya qırmızı, mavi, bənövşəyi və ya qara çalarları olan çoxrəngli boksitlərə də rast gəlmək mümkündür.
Boksit hasil edildikdən sonra, alüminium istehsalında növbəti addım xammalın alüminium oksidi kimi tanınan ağ toz olan alüminium oksidinə çevrilməsidir.
Boksitin keyfiyyətindən asılı olaraq, təxminən 4-5 ton alüminiumdan təxminən 2 ton alüminium oksidi əldə etmək olar ki, bu da bir ton alüminium istehsal etməyə imkan verir.
Alüminium yer üzündə ən çox yayılmış metaldır, lakin o, təmiz formada mövcud deyil. O, boksit adlanan filizdən çıxarılmalıdır. Alüminiumun çıxarılması prosesi çox resurs tələb edir və bu da alüminiumu istehsal üçün ən bahalı metallardan birinə çevirir.
Alüminium ekstraksiyası elektroliz adlanan bir proses vasitəsilə həyata keçirilir və bu proses üç mərhələyə bölünür və nəticədə bildiyimiz kimi alüminium əldə edilir. Alüminium ekstraksiyasının bu mərhələləri isə bunlardır
Alüminium çıxarma prosesində müxtəlif minerallardan istifadə etmək olar. Ən çox istifadə edilən xammal, digər minerallarla qarışdırılmış alüminium oksidinin qarışığından ibarət olan boksitdir.
Mədənçilik zamanı boksit tərkibindəki alüminium oksidinin faizinə görə təsnif edilir. Yüksək keyfiyyətli boksit 50%-dən çox alüminium oksid ehtiva edir. O, müxtəlif rənglərdə olur və mineralların birləşməsindən asılı olaraq kərpic qırmızısı, boz, ağ, bənövşəyi, qara, mavi və digər çoxrəngli rənglərdə görünə bilər.
Struktur olaraq, boksit bərk, qırıntılı və ya sıx ola bilər. Yenə də bu, mineral tərkibindən asılıdır.
Mədəndən sonra boksit ağ toz olan alüminium oksidi, həmçinin alüminium oksidi hazırlamaq üçün emal olunur. Alüminium oksidi hazırlamağın müxtəlif üsulları var, lakin ən çox istifadə edilən proses Bayer prosesidir.
Bayer prosesi ilk dəfə 100 ildən çox əvvəl kəşf edilmiş və alüminium oksidi istehsalının üstünlük verilən üsulu olaraq qalmışdır. Bayer prosesi yüksək səmərəli olsa da, yalnız yüksək keyfiyyətli boksitlərdə, xüsusən də çox aşağı silikon tərkibli boksitlərdə istifadə edilə bilər.
Alüminium oksidinin hazırlanması, boksitdə olan alüminium hidratının yüksək temperaturda konsentratlaşdırılmış kaustik sodada həll edilməsi ilə başlayır.
Məhlulun temperaturu aşağı düşdükdə konsentrasiya artır və alüminium hidrat kristallaşır. Boksitdə olan digər minerallar və elementlər həll olmur və ya yenidən kristallaşmır, dibinə çökür. Daha sonra alüminium hidratı qırmızı palçıq kimi də tanınan ballastdan təcrid oluna bilər.
Qırmızı palçıq çıxarılan boksitdə tapılan silisium, dəmir, titan və digər müxtəlif minerallardan ibarətdir. Ayrılmış palçıq xüsusi sahələrə atılır, alüminium hidrat isə alüminium ekstraksiya prosesi ilə davam edir.
Alüminium hidrat kristalları kifayət qədər böyükdür və məhluldan asanlıqla süzülür. Daha sonra kristallar su ilə yuyulur, qurudulur və sonra suyu çıxarmaq üçün qızdırılır (kalsine edilir). Nəticədə alınan məhsul alüminium oksidi adlanır.
Alüminium oksidinin raf ömrü məhdud deyil, lakin yüksək higroskopikdir və düzgün şəraitdə saxlanılmalıdır. Əksər istehsalçılar alüminiumu sudan uzaq tutmaq üçün mübarizə aparmaq əvəzinə, onu mümkün qədər tez əritməyə göndərməyi üstün tuturlar.
Əritmə prosesi alüminium oksidinin 30.000 tona qədər ağırlığında yığınlara yığılması ilə başlayır. Bu çəkiyə çatmaq üçün alüminium oksid yığınları 12 metrə qədər hündürlüyə çata bilər. Yığın bölünür və əritmə zavoduna göndərilmək üçün dəmir yolu vaqonlarına yüklənir.
Elektroliz yolu ilə alüminium oksidi alüminium istehsal edir. Lakin bundan əvvəl prosesdə kriolit adlanan başqa bir komponent tələb olunur.
Kriolit təbii mineral kimi nadir olduğuna görə süni şəkildə istehsal olunan təbii flüorid mineralıdır.
Kriolitin istifadəsi, elektrolitik reduksiya yolu ilə alüminiumu alüminiuma çevirmək üçün tələb olunan son addımdır.
Bu proses alüminium əritmə zavodunun içərisində baş verir. Bunlar uzunluğu bəzi hallarda bir kilometrdən çox olan düzbucaqlı binalardır. Binaların içərisində nəhəng kabellər vasitəsilə enerji mənbələrinə qoşulmuş yüzlərlə reduksiya elementi sıra şəklində yerləşir.
Hər bir element təxminən 4-6 volt enerji sərf edir, amperajı 300-400 KA və bəzən daha çoxdur. Bu proses əsasən enerji ilə idarə olunur və əksər hissəsi avtomatlaşdırılıb.
Hər neçə dəqiqədən bir hüceyrələrə alüminium oksidi çatdıran avtomatik sistem mövcuddur. Hüceyrələrin içərisində yüksək temperatur və kriolitin yaratdığı əlverişli mühit alüminium və oksigen arasındakı əlaqələri pozur.
Alüminium hüceyrələrin dibinə çökür, oksigen isə karbonla birləşərək karbon qazı əmələ gətirir.
Alüminiumu elementlərdən çıxarmaq üçün xüsusi vakuum vedrələrindən istifadə olunur, bundan sonra vedrə dolduqdan sonra tökmə otağına aparılır.
Tökmə zavodunda alüminium 6 kq ilə 30 ton arasında çəkidə külçələrə tökülür. Tökmə zavodunda alüminiumun möhkəmliyini artırmaq, istilik ötürmə xüsusiyyətlərini dəyişdirmək və daha sıx etmək üçün digər ərinti elementləri ilə qarışdırılaraq kimyəvi tərkibi də verilir.
Bazarda 100-dən çox alüminium ərintisi mövcuddur ki, onların hər biri müxtəlif tətbiqlərə uyğun olaraq hazırlanmış və istifadə olunduğu mühitə uyğun olaraq spesifik xüsusiyyətlər nümayiş etdirir və hamısı yuxarıda göstərilən prosesdən keçən boksit kimi başlayır.
English
Русский