Hvorfor Satisfying Alumina er det grønneste industriprodukt

Aluminiumoxidtrihydrat er en iboende flammehæmmer, der fungerer både som fyldstof og forlængelsesmiddel, når det tilsættes polymerer, og hjælper med at undertrykke ild og røg, mens det binder sig til vandmolekyler under endotermisk dehydrering og endotermisk fordampning.

Raffinering af bauxit til aluminium skaber silica som et biprodukt, men ved at lede 1/3 af denne aluminiumoxid gennem aluminiumsstøberier og smelteværker til elektrodealuminiumskrot er det muligt helt at undgå biproduktet silica, samtidig med at energieffektiviteten forbedres.

Bauxit af høj kvalitet

Bauxit er et stenmineral, der består af høje koncentrationer af aluminiumholdige stoffer som Boehmite-AlO(OH), Gibbsite-AlO(OH)3 og Diaspore-AlO(OH). Bauxitminedrift er en vigtig indtægtskilde for mange lande; aluminiumsproduktion bruger disse mineraler i vid udstrækning til mange formål og er utroligt holdbart med mange anvendelsesmuligheder; derfor fortsætter dets popularitet med at stige dramatisk gennem årtier; der er dog stadig mange problemer forbundet med minedrift, da dets kvalitet afhænger af dets geografiske placering og dybde, der varierer meget mellem forekomster;

SiO2 (silica modulus), som måler mængden af opløselig silica i stenmineraler, er en af de vigtigste parametre i evalueringen af bauxitforekomster. Den måler vandindholdet i bauxitprøver ved hjælp af mættede saltopløsninger; denne måling viser, hvor meget opløseligt silica der kan udvaskes fra malmen under forarbejdningen og indikerer, om der er kvalitet til at producere aluminiumoxid eller ej. En høj SiO2-værdi indikerer forekomster af høj kvalitet til produktionsformål.

Selvom bauxit kan produceres ved hjælp af forskellige processer, udvindes det meste af det på verdensplan ved hjælp af åbne brud eller strip mining-metoder og transporteres til et raffinaderi, hvor det forarbejdes til aluminiumoxid og dets derivater - og sendes ud i verden til forskellige anvendelser, herunder keramikproduktion eller cementproduktion. Omkring 85% af den globale bauxitproduktion går til denne produktionsmetode alene, mens resten kan bruges til andre formål som f.eks. keramikproduktion og cementfremstilling.

Elfenbenskysten kan snart overhale Guinea som den fjerdestørste producent på grund af nye fund af bauxitforekomster.

Elfenbenskystens bauxitforekomster er overvejende lateritiske og indeholder betydelige andele gibbsit, hvilket giver forekomster med høje SiO2-værdier og lavt indhold af kvarts, som gør dem velegnede til produktion af metallisk aluminium. Det meste afrikanske bauxit bruges på kontinentet til aluminiumsproduktion; Mozambique og Tanzania eksporterer deres bauxit til brug på cementfabrikker i Zambia, mens andre producentlande som Cameroun, Ghana og Guinea eksporterer mere af deres produkt til udlandet end til Afrika, f.eks. til Europa og Kina.

Reduceret energiforbrug

Mens produktionen af aluminiumoxid i sig selv ikke kræver et stort energiforbrug, kan den samlede produktionsproces være ekstremt energiintensiv. For at afbøde dette energispild i produktionen er der blevet implementeret forskellige teknikker, der forbedrer både energieffektiviteten og anlæggets output.

Energiforbruget ved fremstilling af aluminiumoxid kommer i høj grad fra oplukning, inddampning og afsaltningsprocesser; disse energiintensive processer bruger store mængder elektricitet. En måde at mindske forbruget på er gennem malmforædling eller direkte oplukning, som øger produktionsforholdet for bauxit til brug som råmateriale; at øge dette forhold resulterer i betydelige energibesparelser, der bidrager til et samlet fald i energiintensiteten for industrien som helhed.

Elektrisk strøm er et andet vigtigt energidræn i aluminiumoxidproduktion, idet den driver elektrolysereaktioner i cellen. For at reducere energiforbruget skal du reducere hyppigheden og varigheden af anodeeffekter. Det kan du opnå ved enten at sænke katodepotentialet eller øge strømtætheden - moderne prebake-celler har kapacitet til at køre i ugevis uden at opleve anodeeffekter!

En yderligere energibesparende foranstaltning består i at bruge aluminiumoxid som termisk isolator oven på katoden, hvilket minimerer varmetab og luftforbrænding fra kulstofanoder. Aluminiumoxid fungerer også som en beskyttende belægning i moderne celler mod korrosion.

Carbormisk reduktion af aluminiumoxid er en alternativ produktionsmetode, der ikke involverer elektricitet, men som producerer kuldioxid og aluminiumcarbid i gasform, der let kan omdannes til flydende aluminium. Desværre foregår reaktionerne i forbindelse med denne proces ved temperaturer på over 2000 °C, hvilket medfører et betydeligt varmetab og betydelige drivhusgasser.

For at blive betragtet som en levedygtig mulighed ville det kræve betydelige investeringer i teknologi og drift af et nyt anlæg. Desuden er karbotermiske processer vanskelige at opskalere og kræver store mængder energi til varmegenvinding fra reaktionsprodukter.

Miljøvenlig

At tiltrække kunder med aluminiumoxidprodukter er det grønneste industriprodukt, der findes i dag, da aluminium kan genbruges adskillige gange uden at miste sin ydeevne eller kvalitet. Desuden bruger produktion af genbrugsaluminium op til 95% mindre energi end fremstilling af nye ressourcer - hvilket betyder reducerede drivhusemissioner og bevarede naturressourcer!

Energiomkostningerne i forbindelse med minedrift, raffinering og forarbejdning af bauxit til primæraluminium kan være betydelige; lateritminedrift skal ske fra tropiske jorde via en kompleks kemisk Bayer-proces for at udvinde lateritrig laterit fra tropiske jorde for at udvinde de ædle metaller. Desværre kan aluminiumsudvindingsprocesser være meget ødelæggende for miljøet, da bauxitminedrift ofte ødelægger uberørte skove; forurening kan forekomme fra åbne miner, store dæmninger, der oversvømmer oprindelige samfund, og forurening af floder med giftige tungmetaller er blot to problemer, der er forbundet med udvindingsprocesser - hvilket gør aluminiumsproduktion meget ødelæggende for miljøet sammenlignet med dets modstykker.

Affald af rødt mudder fra bauxitraffineringsprocessen udgør et andet stort problem, da det giftige slam skal opbevares i store tailing-damme, som kan lække eller gå i stykker, hvilket kan føre til en miljøkatastrofe. Desuden udgør indholdet af tungmetaller en sundhedstrussel i form af hudsygdomme, dehydrering og endda død for mennesker, der bor i nærheden.

På nuværende tidspunkt er der dog bestræbelser i gang for at minimere disse miljøeffekter af aluminiumsproduktionen. Nogle virksomheder tilbyder primæraluminium med lavt kulstofindhold med et forventet maksimalt kulstofaftryk på 4 kg CO2e pr. kg produceret aluminium. De opnår dette ved at bruge vedvarende energi og effektiv elektrolyseteknologi til at producere både aluminiumoxid og primær aluminiumsproduktion.

Producenter kan bruge bærbare røntgenfluorescensanalysatorer til at overvåge indgående og udgående aluminiumoxidproduktion og hurtigt og effektivt identificere forurenende stoffer, der udgør en trussel mod miljøet - disse problemer kan derefter rettes ved at tilpasse produktionsprocesserne i overensstemmelse hermed.

Tilfredsstillende aluminiumoxid er miljøvenligt på grund af dets modstandsdygtighed over for korrosion og manglende behov for kontinuerlig organisk maling eller uorganisk film, som stål kræver. Desuden kan dets selvhelende egenskaber være med til at reducere vedligeholdelsesomkostningerne betydeligt og samtidig øge konstruktionernes levetid.

Genanvendelig

Genanvendelse af tilfredsstillende aluminiumoxid er en integreret del af aluminiumindustrien, der indsamler både skrot fra før forbrug (industrielt skrot) og skrot efter forbrug fra drikkedåser, vinduesrammer, elektriske kabler og køkkengrej, der er blevet efterladt af deres respektive forbrugere. Skrot kan derefter smeltes om og genbruges til nye aluminiumsprodukter uden at miste kvalitet eller egenskaber; denne proces bruger op til 95% mindre energi end at producere nyt aluminium fra råmaterialer.

Aluminiums genanvendelige natur stammer fra dets atomare struktur, som gør det muligt at smelte og omforme det gentagne gange uden at ændre dets væsentlige egenskaber. Det gør aluminium lettere end plast at adskille og genbruge over tid - hvilket sparer naturressourcer og energiforbrug, som er afgørende i en tid, hvor klimaforandringerne bliver stadig mere alvorlige.

Aluminium kan genbruges på ubestemt tid, så længe der er systemer til at sikre dets renhed under smeltningen, hvilket gør det til et meget alsidigt materiale, der kan anvendes i mange forskellige sammenhænge.

På grund af sin alsidighed kan skumplader nemt formes i forskellige former og størrelser til brug som bygge- og anlægsmaterialer. Desuden giver det lette, men holdbare isoleringsegenskaber med hensyn til elektrisk, termisk og kemisk modstandsdygtighed.

Aluminiumoxid kan genbruges gennem smelteprocessen ved hjælp af enten bauxit med høj renhed eller aluminiumoxidaffaldspulver, og dette studie undersøgte dets sintringsegenskaber, når det blev sintret med op til 20 tørvægtsprocent aluminiumoxidaffaldspulver. Sintringsparametrene, herunder temperatur, tid og hjælpemiddel, blev varieret for at undersøge, hvordan de påvirkede de endelige mekaniske egenskaber. Resultaterne viste, at tilsætning af affaldsaluminiumoxid ikke ændrede sintrede prøvers fortætning, mikrostruktur, hårdhed eller indtryksbrudstyrke væsentligt.

Sintringsparametre, der ikke påvirkede de mekaniske egenskaber væsentligt, omfattede temperatur- og tidsparametre. Desuden blev virkningerne af sintringshjælpemiddel på mekaniske egenskaber undersøgt ved at ændre dets koncentration og partikelstørrelse; Raman-spektre for prøver sintret med og uden aluminiumoxidaffald viste, at korund var til stede i begge tilfælde, hvor ren sintring producerede højere intensitet og smallere peak-baser end prøver med tilsat aluminiumoxidaffald.