Чому сатурація глинозему є найзеленішим промисловим продуктом

Тригідрат глинозему - це вогнезахисний засіб, який при додаванні до полімерів діє як наповнювач і розширювач, допомагаючи пригнічувати вогонь і дим, одночасно зв'язуючись з молекулами води під час ендотермічного зневоднення та ендотермічного випаровування.

При переробці бокситів на алюміній утворюється кремнезем як побічний продукт, але, направляючи 1/3 цього глинозему через ливарні заводи алюмінієвих злитків і заводи з переробки електродного алюмінієвого брухту, можна повністю уникнути утворення побічного кремнезему, одночасно підвищуючи енергоефективність.

Високоякісний боксит

Боксити - це гірські породи, що складаються з високих концентрацій алюмінійвмісних речовин, таких як беміт-AlO(OH), гіббіт-AlO(OH)3 та діаспор-AlO(OH). Видобуток бокситів є важливим джерелом доходу для багатьох країн; виробництво алюмінію широко використовує ці мінерали в багатьох сферах застосування, і вони неймовірно міцні при багаторазовому використанні; отже, їхня популярність продовжує стрімко зростати протягом десятиліть; проте залишається багато проблем, пов'язаних з видобутком бокситів, оскільки їхня якість залежить від географічного розташування та глибини залягання, що значно варіюється між родовищами;

SiO2 (кремнеземний модуль), який вимірює кількість розчинного кремнезему, присутнього в гірських мінералах, є одним з ключових показників при оцінці родовищ бокситів. Він вимірює вміст води в зразках бокситів за допомогою насичених сольових розчинів; це вимірювання показує, скільки розчинного кремнезему може бути вилучено з руди під час переробки, і вказує на те, чи існує якість для виробництва глинозему чи ні. Високе значення SiO2 вказує на високу якість покладів, придатних для виробництва.

Хоча боксити можуть видобуватися різними способами, більша частина бокситів у світі видобувається відкритим способом або шляхом відкритих гірничих робіт і транспортується на переробний завод для переробки на глинозем та його похідні, які потім розходяться по всьому світу для різних застосувань, включаючи виробництво кераміки та цементу. Близько 851 трлн. т світового видобутку бокситів припадає лише на цей метод видобутку, тоді як решта може бути використана для інших цілей, таких як виробництво кераміки та цементу.

Кот-д'Івуар може незабаром обігнати Гвінею як четвертий за величиною виробник завдяки новим відкриттям родовищ бокситів.

Бокситові родовища Кот-д'Івуару мають переважно латеритне залягання і містять значний відсоток гібситу, що забезпечує родовищам високий вміст SiO2 і низький вміст кварцу, що робить їх придатними для виробництва металевого алюмінію. Більшість африканських бокситів використовується на континенті для виробництва алюмінію; Мозамбік і Танзанія експортують боксити для цементних заводів у Замбії, тоді як інші країни-виробники, такі як Камерун, Гана і Гвінея, експортують більше своєї продукції за кордон, ніж в межах Африки, наприклад, в Європу і Китай.

Зменшення споживання енергії

Хоча виробництво глинозему саме по собі не потребує значного використання енергії, загальний виробничий процес може бути надзвичайно енергоємним. Щоб зменшити енерговитратність виробництва, було впроваджено різні технології, які підвищують енергоефективність та продуктивність заводу.

Енергія, що споживається при виробництві глинозему, надходить в основному від процесів варіння, випаровування та десикації; ці енергоємні операції використовують велику кількість електроенергії. Одним із способів зменшити їх використання є збагачення руди або пряме зброджування, що збільшує вихід бокситів, які використовуються як сировина; збільшення цього показника призводить до значної економії енергії, що сприяє загальному зниженню енергоємності галузі в цілому.

Електричний струм є ще одним значним джерелом втрат енергії у виробництві глинозему, оскільки він керує реакціями електролізу в комірці. Щоб зменшити споживання енергії, потрібно зменшити частоту і тривалість анодних впливів. Цього можна досягти або зниженням катодного потенціалу, або збільшенням щільності струму - сучасні кліті попереднього випалу можуть працювати тижнями без анодного впливу!

Додатковим заходом енергозбереження є використання глинозему як теплоізолятора на катоді, що дозволяє мінімізувати тепловтрати і вигоряння повітря з вугільних анодів. Глинозем також слугує захисним покриттям у сучасних елементах від корозії.

Карбормічне відновлення глинозему - це альтернативний метод виробництва, який не потребує електроенергії, але виробляє вуглекислий газ і газоподібний карбід алюмінію, який можна легко перетворити на рідкий алюміній. Однак, на жаль, реакції, пов'язані з цим процесом, відбуваються при температурі понад 2000 градусів за Цельсієм, що призводить до значних втрат тепла і значних штрафних санкцій за викиди парникових газів.

Для того, щоб розглядати цей варіант як життєздатний, потрібні значні інвестиції в технологію та експлуатацію нового заводу. Крім того, карботермічні процеси важко масштабувати і вони потребують величезної кількості енергії для утилізації тепла від продуктів реакції.

Екологічно чистий

Залучення клієнтів продукцією з глинозему є найекологічнішим промисловим продуктом, доступним на сьогодні, оскільки алюміній можна переробляти багато разів, не втрачаючи при цьому його експлуатаційних характеристик та якості. Крім того, виробництво переробленого алюмінію використовує на 95% менше енергії, ніж виробництво первинних ресурсів, що означає скорочення викидів парникових газів і збереження природних ресурсів!

Енергетичні витрати, пов'язані з видобутком, рафінуванням і переробкою бокситів на первинний алюміній, можуть бути значними; видобуток латериту має відбуватися з тропічних ґрунтів за допомогою складного хімічного процесу Байєра для вилучення багатого на латерит латериту з тропічних ґрунтів, щоб видобути з нього дорогоцінні метали. На жаль, процеси видобутку алюмінію можуть бути дуже руйнівними для довкілля, оскільки видобуток бокситів часто знищує незаймані ліси; забруднення може відбуватися з відкритих кар'єрів, великі дамби затоплюють корінні громади і забруднюють річки токсичними важкими металами - це лише дві проблеми, пов'язані з процесами видобутку, що робить виробництво алюмінію дуже руйнівним для довкілля порівняно з його аналогами.

Відходи червоного шламу, що утворюються в процесі переробки бокситів, становлять ще одну значну проблему, оскільки токсичний шлам необхідно зберігати у великих хвостосховищах, які можуть протікати або розриватися, що може призвести до екологічної катастрофи. Крім того, вміст важких металів створює загрозу для здоров'я людей, які живуть поблизу, через шкірні захворювання, зневоднення і навіть смерть.

Однак наразі докладаються зусилля для мінімізації цих екологічних наслідків виробництва алюмінію. Деякі компанії пропонують низьковуглецевий первинний алюміній з очікуваним максимальним вуглецевим слідом 4 кг CO2e на кілограм виробленого алюмінію. Вони досягають цього, використовуючи відновлювану енергію та ефективну технологію електролізу для виробництва глинозему і первинного алюмінію.

Виробники можуть використовувати портативні рентгенофлуоресцентні аналізатори для моніторингу вхідних і вихідних потоків глинозему, швидко і ефективно виявляючи забруднювачі, які становлять загрозу для навколишнього середовища - ці проблеми можна виправити, адаптувавши виробничі процеси відповідним чином.

Задовільний глинозем є екологічно чистим завдяки своїй стійкості до корозії та відсутності потреби в постійному покритті органічною фарбою або неорганічною плівкою, як це потрібно для сталі. Крім того, його властивості самовідновлення можуть допомогти значно скоротити витрати на технічне обслуговування, одночасно збільшуючи довговічність конструкцій.

Придатний для вторинної переробки

Переробка задовільного глинозему є невід'ємною складовою алюмінієвої промисловості, яка збирає як брухт до споживання (промисловий брухт), так і брухт після споживання: бляшанки з-під напоїв, віконні рами, електричні кабелі та посуд, що залишилися валятися, викинуті відповідними споживачами. Потім брухт може бути переплавлений і перероблений на нові алюмінієві вироби без втрати якості або властивостей; цей процес використовує на 95% менше енергії, ніж виробництво нового алюмінію з сировини.

Придатність алюмінію до вторинної переробки зумовлена його атомною структурою, яка дозволяє багаторазово переплавляти та реформувати його без зміни його основних характеристик. Завдяки цьому алюміній легше, ніж пластик, відокремлювати та повторно використовувати з часом, заощаджуючи природні ресурси та енергію, що є життєво важливим в епоху, коли зміни клімату стають дедалі серйознішими.

Алюміній можна переробляти необмежену кількість разів, якщо є системи, що забезпечують його чистоту під час виплавки, що робить його дуже універсальним матеріалом, який можна застосовувати в різних сферах.

Завдяки своїй універсальності, пінопласт можна легко формувати в різні форми і розміри для використання в якості будівельних матеріалів. Крім того, він забезпечує легкі, але міцні ізоляційні властивості з точки зору електричної, теплової та хімічної стійкості.

Глинозем можна переробляти в процесі виплавки, використовуючи або високочистий боксит, або відпрацьований глиноземний порошок, і в цьому дослідженні вивчалися його спікальні властивості при спіканні з додаванням до 20 сухих відсотків відпрацьованого глиноземного порошку. Параметри спікання, включаючи температуру, час і допоміжні речовини, варіювалися для того, щоб вивчити, як вони впливають на кінцеві механічні властивості. Результати показали, що додавання відходів глинозему суттєво не змінило щільність, мікроструктуру, твердість або в'язкість руйнування при вдавлюванні спечених зразків.

Параметри спікання, які не мали суттєвого впливу на механічні властивості, включали параметри температури та часу. Крім того, було досліджено вплив добавки на механічні властивості шляхом зміни її концентрації та розміру частинок; спектри комбінаційного розсіювання для зразків, спечених з відходами глинозему та без них, показали, що корунд був присутній в обох випадках, причому чисте спікання давало вищу інтенсивність і вужчі основи піків, ніж зразок з додаванням відходів глинозему.