Aluminium ist nach Sauerstoff und Silizium eines der drei am h\u00e4ufigsten vorkommenden Elemente auf der Erde. Bauxit-Erz wird durch die Bayer-Raffination zur Gewinnung verarbeitet.<\/p>\n
Bauxiterz wird zerkleinert, gewaschen und getrocknet, bevor es mit hei\u00dfer Natronlauge zu einer mit Natriumaluminat \u00fcbers\u00e4ttigten L\u00f6sung vermischt wird, die gemeinhin als Rotschlamm bezeichnet wird. Diese L\u00f6sung wird dann zur Sammlung und Verarbeitung in hohe Beh\u00e4lter gepumpt, die als Abscheider bezeichnet werden.<\/p>\n
Bauxit ist eine der wichtigsten Aluminiumquellen der Welt, die f\u00fcr Anwendungen von Flugzeugen und Automobilen bis hin zu Getr\u00e4nkedosen und Zinnfolie verwendet wird. Bauxit ist ein Al2O3-haltiges Erz, das in der Regel in der N\u00e4he von bewaldeten Gebieten in der N\u00e4he der Oberfl\u00e4che und des Baumbestandes vorkommt. Beim Abbau k\u00f6nnen Tagebaumethoden angewandt werden, wobei der Boden durch Aufforstung als Teil der Sanierungsverfahren ersetzt wird.<\/p>\n
Bauxiterz besteht aus aluminiumhaltigen Mineralien wie Gibbsit, Bohmit und Diasporen, deren Anteil je nach Fundort variiert. Bauxitvorkommen sind auf allen Kontinenten au\u00dfer der Antarktis zu finden, mit reichen Vorkommen in Guinea (Brasilien), Australien, Indonesien und China. Bauxit entsteht durch chemische Verwitterung durch Wasser in tropischen Klimazonen, wo Regenwasser das Siliziumdioxid aus dem urspr\u00fcnglichen Eruptivgestein auslaugt, aus dem es entstanden ist.<\/p>\n
Nach dem Abbau von Bauxit muss es zu einer Aluminiumoxidraffinerie transportiert werden, wo es zu Tonerde f\u00fcr die Herstellung von Aluminiumprodukten verarbeitet wird. Bauxit kann in der Regel per Zug oder Lkw von den Minen direkt zu einer Aluminiumoxidraffinerie transportiert werden; einige Sendungen k\u00f6nnen sogar auf dem Seeweg ankommen.<\/p>\n
Im Rahmen des Produktionsprozesses muss Bauxit zun\u00e4chst ausgelaugt werden, um den Tonerdegehalt mit einer L\u00f6sung von 15-20% w\u00e4ssrigem Natriumhydroxid unter Druck abzutrennen. Nach diesem Schritt kann das ausgef\u00e4llte Aluminiumoxid ausgef\u00e4llt und durch Kalzinierung im Wirbelschicht- oder Drehrohrofen zur Herstellung von Aluminiumoxid mit einem Reinheitsgrad von 99,5% weiterverarbeitet werden.<\/p>\n
Das in dieser Mine gef\u00f6rderte Bauxit wird anschlie\u00dfend zur Verwendung in den Raffinerien von Yarwun und Queensland Alumina Ltd in Gladstone, Australien, exportiert, w\u00e4hrend ein Teil auch nach \u00dcbersee (z. B. China) geliefert wird.<\/p>\n
Der Bauxitabbau hat in L\u00e4ndern wie Guinea gravierende Umweltauswirkungen. Eine k\u00fcrzlich durchgef\u00fchrte Analyse der Auswirkungen auf die Gemeinden in Guineas gr\u00f6\u00dftem Bergbaugebiet, Boke, ergab, dass der Abbau von Bauxit das Leben und die Lebensgrundlage l\u00e4ndlicher Gemeinden durch den Verlust des Zugangs zu Land, die Ersch\u00f6pfung der Wasserressourcen, die Auswirkungen auf die Gesundheit und gewaltt\u00e4tige Angriffe auf Projektmitarbeiter durch Angeh\u00f6rige der \u00f6rtlichen Bev\u00f6lkerung beeintr\u00e4chtigt.<\/p>\n
Die Herstellung von Aluminium ist mit vielen Umweltrisiken verbunden. Der Bauxitabbau dezimiert riesige Gebiete mit altem Baumbestand, w\u00e4hrend der energieintensive Prozess massive D\u00e4mme erfordert, die indigene Gemeinden \u00fcberfluten. Dar\u00fcber hinaus stellt der bei der Produktion entstehende giftige Rotschlamm ein ernsthaftes Gesundheits- und Sicherheitsrisiko dar, wenn er nicht ordnungsgem\u00e4\u00df eingeschlossen wird.<\/p>\n
Es wurden zahlreiche Studien dar\u00fcber durchgef\u00fchrt, wie Rotschlamm weniger gef\u00e4hrlich gemacht werden kann, wobei sich die meisten Bem\u00fchungen darauf konzentrierten, die Gefahren zu lindern, anstatt sie zu beseitigen. Ein wichtiges Ziel dieser Arbeiten ist es, gef\u00e4hrliche Metalle, die in den Laugenabf\u00e4llen vorkommen, in eine feste Form, die sogenannten feuerfesten Mineralien, zu \u00fcberf\u00fchren.<\/p>\n
Ein Verwendungszweck f\u00fcr Hersteller von Aluminiumoxid k\u00f6nnte die Verst\u00e4rkung von Metalllegierungen sein, die sie in ihren Produkten mit Seltenerdmetallen wie Aluminiumoxid verwenden. Forscher haben sogar Scandium-Aluminium-Legierungen entwickelt, die 40% fester sind als reines Aluminium. Die Hersteller der Luft- und Raumfahrtindustrie sind begierig darauf, sie zu verwenden, da sie dazu beitragen k\u00f6nnten, den Treibstoffverbrauch und die Emissionen zu senken, indem sie Flugzeuge leichter und treibstoffeffizienter machen; leider verhindert der hohe Preis - $3500 pro Kilogramm - ein Wachstum in diesem Sektor.<\/p>\n
Feuerfeste Mineralien haben eine weitere Anwendung in Baumaterialien. Zwar werden derzeit nur etwa 3% Bauxitr\u00fcckst\u00e4nde auf diese Weise recycelt, doch k\u00f6nnte dieses Material f\u00fcr W\u00e4nde und andere Bauprojekte verwendet werden; der gr\u00f6\u00dfte Teil wird in gro\u00dfen Abfallteichen, auf Trockenmauern oder auf Deponien entsorgt.<\/p>\n
Die gr\u00f6\u00dfte Herausforderung, vor der die Industrie heute steht, ist jedoch die Suche nach einer umweltvertr\u00e4glichen L\u00f6sung f\u00fcr die Entsorgung der riesigen Mengen an Bauxitr\u00fcckst\u00e4nden, die jedes Jahr anfallen. Die derzeitigen Methoden, bei denen die Abf\u00e4lle direkt in die freie Natur gekippt werden, haben sich als teuer und umweltsch\u00e4dlich erwiesen.<\/p>\n
Forscher aus China haben eine Technik entwickelt, um die Stabilit\u00e4t und Haltbarkeit von Laugenabf\u00e4llen zu erh\u00f6hen, indem sie sie mit verschiedenen Bindemitteln mischen. Die Bindemittel haben den zus\u00e4tzlichen Vorteil, dass sie die im Rotschlamm enthaltenen Schadstoffe wie sechswertiges Chrom, Blei, Selen, Fluorid und Arsen binden und so die Auslaugung oder toxische Wirkung verringern; au\u00dferdem verlangsamen sie den Abbau und verringern die Durchl\u00e4ssigkeit.<\/p>\n
In diesem Stadium l\u00f6st hei\u00dfe Natronlauge (NaOH) die im Bauxit enthaltenen aluminiumhaltigen Mineralien wie Gibbsit, B\u00f6hmit und Diaspore auf, so dass eine mit Natriumaluminat \u00fcbers\u00e4ttigte L\u00f6sung entsteht, die als Lauge bezeichnet wird. Alle unl\u00f6slichen R\u00fcckst\u00e4nde, die nach dem Aufschluss zur\u00fcckbleiben, werden als Rotschlamm bezeichnet und k\u00f6nnen Verunreinigungen wie Eisenoxide, Natriumsilikat und Titandioxid enthalten, die entfernt werden m\u00fcssen, um qualitativ hochwertige Aluminiumoxidprodukte zu gew\u00e4hrleisten.<\/p>\n
Die Aluminatl\u00f6sung wird dann zur weiteren Verarbeitung durch eine Reihe von Beh\u00e4ltern, den so genannten Reaktionskreislauf, geleitet, wo sie durch Sicherheitsfilter flie\u00dft, um feste Aluminiumoxidpartikel von der Natronlauge zu trennen und \u00fcberm\u00e4\u00dfige Verluste dieser teuren Chemikalie zu vermeiden. Schlie\u00dflich wird die klare, an Aluminiumoxidtrihydroxid reiche Lauge f\u00fcr weitere F\u00e4llungsschritte in den F\u00e4llungsteil des Bayer-Prozesses zur\u00fcckgef\u00fchrt.<\/p>\n
Ungef\u00e4hr 10% bis 25% des ankommenden Laugenstroms werden in einen Agglomerationsbereich geleitet, der aus Tanks besteht, die feine Aluminiumhydroxid-Impfkristalle mit einer mittleren Teilchengr\u00f6\u00dfe von 30-60 Mikron enthalten; anschlie\u00dfend l\u00e4sst man sie sich in diesem Agglomerationsbereich \u00fcber einen Zeitraum von ungef\u00e4hr sechs Stunden absetzen und agglomerieren.<\/p>\n
Nach der \u00dcberf\u00fchrung der Tr\u00e4nkfl\u00fcssigkeit in den F\u00e4llungsabschnitt wird sie in gr\u00f6\u00dferen Beh\u00e4ltern, den so genannten Wachstumsabschnittstanks, abgelagert, die grobe Impfkristalle aus Aluminiumoxidtrihydroxid mit einer mittleren Gr\u00f6\u00dfe von 80 bis 100 Mikrometern enthalten.<\/p>\n
Wenn die F\u00e4llungsbecken abk\u00fchlen, bilden sich Aluminiumoxidkristalle, die nach und nach in verschiedene Gr\u00f6\u00dfenbereiche getrennt werden. Gro\u00dfe Kristalle werden als feuerfeste Produkte eingestuft, w\u00e4hrend kleinere Partikel kalziniert werden; w\u00e4hrend dieses Prozesses werden alle Spuren von Schlammr\u00fcckst\u00e4nden weggewaschen, um ein Qualit\u00e4tsprodukt zu gew\u00e4hrleisten.<\/p>\n
Nach dem gr\u00fcndlichen Mischen und Trocknen in einem Rotationstrockner wird das Aluminiumoxid f\u00fcr die weitere Verarbeitung kalziniert, d. h. seine Zusammensetzung und Kristallstruktur werden ver\u00e4ndert, ohne dass sich die Partikelgr\u00f6\u00dfe \u00e4ndert.<\/p>\n
Bauxiterz wird nach dem Bayer-Verfahren zu Aluminiumoxid (Al2O3) raffiniert, wobei ein wei\u00dfes, kristallines Pulver entsteht, das Aluminiumoxid [Al2O3] genannt wird. Aus dieser raffinierten Form kann dann geschmolzenes Aluminiummetall hergestellt werden. Vier Tonnen Bauxit ergeben zwei Tonnen Tonerde, die in vielen Bereichen wie Schleifmittel und Keramik verwendet wird.<\/p>\n
Bauxiterz wird in Stab- oder Kugelm\u00fchlen zu einer feinen Aufschl\u00e4mmung gemahlen, die dann in Druckbeh\u00e4ltern unter Druck und bei Temperaturen zwischen 145 und 265 \u00b0C mit Natronlauge in Konzentrationen von bis zu 170 g\/l aufgeschlossen wird - dieser Prozess wird als Schwangerenaufschluss bezeichnet. Die Reaktion verl\u00e4uft durch Zugabe von Natronlauge in eine Richtung; es bilden sich \u00fcbers\u00e4ttigte L\u00f6sungen, die dann in hohe silo\u00e4hnliche Abscheider gepumpt werden, bevor bei kontrollierter Abk\u00fchlung B\u00f6hmitkristalle ausfallen und eine Aluminiumoxid enthaltende Schlacke bilden, w\u00e4hrend \u00fcbersch\u00fcssige Natronlauge zum Aufschluss zur\u00fcckgef\u00fchrt wird.<\/p>\n
Rohzyklone werden zur Abtrennung grober Partikel aus tonerdehaltiger Schlacke eingesetzt, w\u00e4hrend feinere Partikel mit Recheneindickern mit synthetischen Flockungsmitteln abgesetzt werden. Beide Eindicker arbeiten unter extremen Temperatur- und Druckbedingungen und geh\u00f6ren damit zu den fortschrittlichsten Anlagen auf dem heutigen Markt.<\/p>\n
Wie alle Bergbaubetriebe sind auch Tonerdeanlagen mit Umwelt- und Gesundheitsrisiken konfrontiert. Ihr Raffinierungsprozess ist energieintensiv und erzeugt betr\u00e4chtliche Abfallstoffe, so dass die Anlagenbetreiber bestrebt sein m\u00fcssen, den Brennstoff- und \u00c4tznatronverbrauch zu minimieren und gleichzeitig die Produktionseffizienz zu steigern.<\/p>\n
Gesundheitsrisiken in Aluminiumoxidraffinerien k\u00f6nnen ebenfalls ein gro\u00dfes Problem darstellen, insbesondere im Hinblick auf Atemwegs- und Magen-Darm-Erkrankungen. Dar\u00fcber hinaus sind einige Standorte anf\u00e4llig f\u00fcr Tropenkrankheiten wie Malaria und Dengue-Fieber; die Arbeitnehmer werden daher in dieser Hinsicht geschult und erhalten Impfungen gegen solche Krankheiten.<\/p>\n
Arbeiter in Bauxitminen und Aluminiumoxidraffinerien sind einem erh\u00f6hten Risiko durch Asbest und andere giftige Chemikalien ausgesetzt, obwohl die Aluminiumindustrie im Vergleich zu einigen anderen Branchen in der Regel eine geringere berufsbedingte Asbestexposition aufweist. Mesotheliome wurden mit australischen Bauxitminen und -h\u00fctten in Verbindung gebracht. Die in der Aluminiumoxidraffinerie Pinjarra erhobenen Positions- und pers\u00f6nlichen \u00dcberwachungsdaten weisen darauf hin, dass die Quecksilberwerte im Urin der Besch\u00e4ftigten weit unter den aktuellen australischen Richtlinien von 20 mg\/g Kreatinin liegen.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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