アルミ加工

鉱石

アルミニウムは地球表面で3番目に豊富な元素です。酸素とシリコンのみが一般的です。16 km（10マイル）の深さまでの地球の地殻には、8％のアルミニウムが含まれています。アルミニウムは他の一般的な元素と結合する傾向が強いため、金属の形態で自然に発生することはほとんどありません。しかし、その化合物は事実上すべての一般的な岩石の重要な構成要素です。粘土、頁岩、粘板岩、片岩、花崗岩、閃長岩、斜長石に含まれます。

最も重要なアルミニウム鉱石、約52％の酸化アルミニウムからなる鉄を含む岩石は、1821年に南フランスのレボー近くで発見されました。この材料は後にボーキサイトと呼ばれました。ボーキサイトは、水酸化アルミニウムまたは酸化アルミニウムの形のアルミニウムが最大の単一成分である、さまざまな純度のアルミニウム鉱石として最もよく定義されています。不純物は主に酸化鉄、シリカ、チタニアです。

ボーキサイトは、その組成や不純物によって、外観が大きく異なります。酸化鉄が多い場合、色は黄色がかった白から灰色、またはピンクから濃い赤または茶色に変化します。それは土であるかもしれません、またはそれは粘土から岩まで形に及ぶかもしれません。ボーキサイトは南極大陸を除くすべての大陸で発見されています。最も豊富な堆積物は一般に、形成中に熱帯および亜熱帯気候にあった地域にあり、大雨、一定の暖かい温度、および良好な排水の最適条件を提供します。

大規模な堆積物は、カリブ海の島々、南アメリカ北部、オーストラリア、インド、インドネシア、マレーシア、中国、ロシア、カザフスタン、西アフリカ、ギリシャ、クロアチア、ボスニアおよびヘルツェゴビナ、モンテネグロ、ハンガリー、イタリア、フランスで発見されています。

すべてのボーキサイトがアルミニウムの生産に経済的であるとは限りません。酸化アルミニウム含有量が30％以上の地球のみが実用的と見なされます。かなりの濃度のギブサイトとベーマイトの鉱物をそれぞれ含む鉱石だけが、それぞれ65％と85％のアルミナを含み、一般的に処理するのに経済的であると考えられています。ギブサイトは主に赤道の両側の熱帯地域にありますが、ベーマイトは主にロシア、カザフスタン、トルコ、中国、ギリシャの亜熱帯帯の北にあります。

ボーキサイトの既知の鉱床は、現在の生産レベルで何百年もの間、世界中のアルミニウムに供給できます。高品位ボーキサイト鉱床が枯渇すると、二次鉱石のかなりの埋蔵量が引き続き利用されます。米国北西部とオーストラリアのラテライト鉱床、米国西部の斜長石、ヨーロッパのアパタイトとアルナイト、米国南東部のカオリナイト。他の非ボーキサイトアルミナソースも利用できます：アルミナ粘土、ドーソナイト、アルミナ質頁岩、火成岩、およびサプロライトとシリマナイト鉱物。ロシアでは、アルミナは非ボーキサイト鉱石、つまり霞石閃長岩とアルナイトから精製されます。オーストラリア、ギニア、インドネシアでの広大なボーキサイトの開発は、他の二次鉱石への関心を先延ばしにする傾向があります。

鉱業

はるかに多くの商業的に利用されているボーキサイトが地球の表面またはその近くにあります。その結果、それは露天掘りで採掘され、表土の最小限の除去のみを必要とします。ボーキサイトの床は緩やかにブラスト処理され、パワーショベルまたはドラグラインで掘り起こされます。鉱石はトラック、レール、またはコンベヤーベルトで処理プラントに輸送され、そこで処理されて扱いやすくなります。輸送はボーキサイトのコストの主要な項目であるため、精製プラントはできれば鉱山の近くにあります。

採掘されたすべてのボーキサイトの約90％がアルミナに精製され、最終的にアルミニウムに製錬されます。残りの10％は、原油の回収において、研磨剤、耐火物、プロパントなどの他の用途に使用されます。約4トンの高級ボーキサイトから2トンのアルミナが生成され、そこから1トンのアルミニウムが生成されます。

抽出と精製

ボーキサイトからのアルミニウムの製造は、2段階のプロセスです。ボーキサイトを精製してアルミナを得、アルミナを精錬してアルミニウムを製造します。ボーキサイトには、酸化鉄、シリカ、チタニアなど、多くの不純物が含まれています。これらの不純物が精製中に除去されない場合、それらは製錬プロセス中に金属と合金になり、金属を汚染します。したがって、これらの不純物を除去するために鉱石を処理する必要があります。精製されたアルミナは、通常、0.5〜1パーセントの水、0.3〜0.5パーセントのソーダ、および0.1パーセント未満の他の酸化物を含んでいます。さまざまな変更を加えたバイエルプロセスは、最も広く使用されているアルミナの製造方法であり、すべてのアルミニウムは、アルミナからホールエルトル電解プロセスを使用して製造されます。