minerali
L'alluminio è il terzo elemento più abbondante sulla superficie terrestre. Solo l'ossigeno e il silicio sono più comuni. La crosta terrestre a una profondità di 16 km (10 miglia) contiene l'8 percento di alluminio. L'alluminio ha una forte tendenza a combinarsi con altri elementi comuni e quindi raramente si presenta in natura nella forma metallica. I suoi composti, tuttavia, sono un costituente importante praticamente di tutte le rocce comuni. Si trova in argilla, scisto, ardesia, scisto, granito, sienite e anorthosite.
Il minerale di alluminio più importante, una roccia contenente ferro costituita per circa il 52% da ossido di alluminio, fu scoperto nel 1821 vicino a Les Baux, nel sud della Francia. Il materiale fu in seguito chiamato bauxite. La bauxite è meglio definita come un minerale di alluminio con vari gradi di purezza in cui l'alluminio sotto forma di idrossido di alluminio o ossido di alluminio è il costituente singolo più grande. Le impurità sono in gran parte ossido di ferro, silice e titania.
La bauxite varia notevolmente nell'aspetto fisico, a seconda della sua composizione e impurità. Varia di colore dal bianco giallastro al grigio o dal rosa al rosso scuro o marrone se ricco di ossidi di ferro. Può essere terroso o può variare nella forma dall'argilla alla roccia. La bauxite è stata trovata in tutti i continenti del mondo tranne l'Antartide. I depositi più ricchi si trovano generalmente in aree che durante la formazione erano in climi tropicali e subtropicali, fornendo condizioni ottimali di forti piogge, temperature calde costanti e buon drenaggio.
Grandi depositi si trovano nelle isole dei Caraibi, nel Nord America meridionale, in Australia, India, Indonesia, Malesia, Cina, Russia, Kazakistan, Africa occidentale, Grecia, Croazia, Bosnia ed Erzegovina, Montenegro, Ungheria, Italia e Francia.
Non tutte le bauxiti sono economiche per la produzione di alluminio. Solo la terra con un contenuto di ossido di alluminio del 30 percento o più è considerata pratica. Solo quei minerali che contengono concentrazioni significative del sito di minerali e boehmite di minerali, che contengono rispettivamente 65 e 85% di allumina, sono generalmente considerati economici da elaborare. Il sito di siti web si trova principalmente nelle aree tropicali su entrambi i lati dell'equatore, mentre il boehmite si trova in gran parte a nord della fascia subtropicale in Russia, Kazakistan, Turchia, Cina e Grecia.
Depositi noti di bauxite possono fornire al mondo alluminio per centinaia di anni agli attuali livelli di produzione. Quando i depositi di bauxite di alta qualità saranno esauriti, resteranno da sfruttare sostanziali riserve di minerali secondari: depositi di laterite negli Stati Uniti nordoccidentali e in Australia, anorthosite negli Stati Uniti occidentali, apatite e alunite in Europa, caolinite negli Stati Uniti sudorientali. Sono anche disponibili altre fonti di allumina non auxite: argille di allumina, dawsonite, scisti alluminosi, rocce ignee e minerali di saprolite e sillimanite. In Russia, l'allumina viene raffinata dai minerali non auxitici, vale a dire la sifenite di nefelina e l'alunite. I vasti sviluppi della bauxite in Australia, Guinea e Indonesia hanno teso a rinviare l'interesse per i minerali secondari altrove.
Estrazione
Di gran lunga la più grande quantità di bauxite sfruttata commercialmente si trova sulla superficie della Terra o nelle sue vicinanze. Di conseguenza, viene estratto in fosse aperte che richiedono solo una minima rimozione del sovraccarico. I letti di bauxite sono sfusi e scavati con una pala o una trascina motrice, e il minerale viene trasportato da camion, rotaia o nastro trasportatore in un impianto di lavorazione, dove viene frantumato per facilitare la movimentazione. Gli impianti di raffinazione si trovano vicino ai siti minerari, se possibile, poiché il trasporto è un elemento importante nei costi della bauxite.
Circa il 90 percento di tutta la bauxite estratta viene raffinato in allumina, che viene infine fusa in alluminio. Il restante 10 percento viene utilizzato in altre applicazioni, come abrasivi, refrattari e propianti nel recupero del greggio. Circa quattro tonnellate di bauxite di alta qualità producono due tonnellate di allumina, da cui viene prodotta una tonnellata di alluminio.
Estrazione e raffinazione
La produzione di alluminio dalla bauxite è un processo in due fasi: raffinazione della bauxite per ottenere allumina e fusione dell'allumina per produrre alluminio. La bauxite contiene una serie di impurità, tra cui ossido di ferro, silice e titania. Se queste impurità non vengono rimosse durante la raffinazione, si legheranno e contamineranno il metallo durante il processo di fusione. Il minerale, quindi, deve essere trattato per eliminare queste impurità. L'allumina purificata di solito contiene dallo 0,5 all'1% di acqua, dallo 0,3 allo 0,5% di soda e meno dello 0,1% di altri ossidi. Il processo Bayer, con varie modifiche, è il metodo più ampiamente utilizzato per la produzione di allumina e tutto l'alluminio è prodotto dall'allumina usando il processo elettrolitico Hall-Héroult.
