الألُومنيوم هو خام الألمنيوم الأساسي، وهو عنصر أساسي في إنتاج مختلف منتجات الألمنيوم. يستكشف هذا المقال ما يُصنع منه الألمنيوم، ويفصل عملية استخراج الألمنيوم من خام البكسيت.
تُستخدم البوكسيت بشكل رئيسي لإنتاج الألومنيوم، وهو معدن متعدد الاستخدامات يُستخدم في العديد من الصناعات. فيما يلي بعض المنتجات الرئيسية والتطبيقات المشتقة من البوكسيت:
– البناء: يُستخدم في مواد البناء، مثل إطارات النوافذ، والأسقف، والواجهات.
النقل: ضروري لصناعة المركبات والطائرات والسفن بسبب خفته ومقاومته للتآكل.
التغليف: يُستخدم في إنتاج العلب، والألمنيوم، ومواد التغليف الأخرى.
السلع الاستهلاكية: موجودة في الإلكترونيات والأجهزة المنزلية والأواني الطبخ.
المواد المقاومة للحرارة: تُستخدم في التطبيقات ذات درجات الحرارة العالية، مثل الأفران والفرن.
الخزف: أساسي لإنتاج منتجات الخزف، بما في ذلك البلاط والأدوات الصحية.
الصناعة الكيميائية: تستخدم في معالجة المياه وكعامل حفاز في العديد من العمليات الكيميائية.
المواد الكاشطة: تُستخدم البوكسيت في إنتاج المواد الكاشطة لعمليات الطحن واللمع.
الإسمنت: يعمل كمكون في تصنيع أنواع معينة من الإسمنت.
يُشمل استخراج الألومنيوم من خام البكسيت عدة خطوات، كل منها حاسمة للحصول على الألومنيوم النقي. يقسم العملية بشكل رئيسي إلى مرحلتين رئيسيتين: عملية باير وعملية هال-هيرولت.
عملية باير هي الطريقة الرئيسية لتنقية خام البكسيت لإنتاج أكسيد الألومنيوم (الألومينا)، والذي يُستخدم بعد ذلك لإنتاج معدن الألومنيوم. الخطوات المشاركة هي:
يُطحن خام البكسيت ويُسحق إلى مسحوق ناعم لزيادة مساحة السطح المُستخدمة في عملية الاستخراج.
يُمزج أكسيد الألومنيوم المُجَزَّأ مع محلول ساخن من هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)، والذي يذيب محتوى الألومنيوم، تاركًا الشوائب وراءه.
يُسمح للخليط بالترسيب، ثمّ يُفصل المحلول الصافٍ المحتوي على أكسيد الألومنيوم المنحل عن المواد المتبقية غير المنحلة.
تبرد محلول الألومينا و تُزرع به بلورات هيدروكسيد الألومنيوم، مما يُسبب ترسب الألومينا من المحلول.
يتم تسخين الألومينا المُترسبة في أفران دورانية لإزالة الماء، مما ينتج عنه أكسيد الألومنيوم غير المُهيدر.
تُستخدم عملية هال-هيرولت لتحويل أكسيد الألومنيوم إلى معدن الألومنيوم عن طريق الاختزال الكهربي. الخطوات هي:
يُذاب الألمنيوم في الكريوليت المنصهر، ثم يُخضع لعملية التحليل الكهربائي في خلية اختزال. يُمرر تيار كهربائي عبر المحلول، مما يُسبب انتقال أيونات الألمنيوم إلى الكاثود، حيث يتم اختزالها إلى معدن الألمنيوم.
يجمع الألومنيوم المنصهر في قاع الخلية ويزال دوريًا.
يُصبّ الألومنيوم المُستخرج في قضبان أو أشكال أخرى للمعالجة والإنتاج الإضافيين.
يلعب خام البكسيت دورًا محوريًا في إنتاج الألومنيوم، حيث يُعد المصدر الرئيسي للألومينا. وتُعد عملية الاستخراج، التي تتضمن طرق باير وهال-هيرولت، ضرورية لإنتاج معدن الألومنيوم المستخدم في مختلف الصناعات. يُبرز فهم هذه العمليات أهمية البكسيت في التصنيع الحديث وتطبيقاته الواسعة.
