malm
Aluminium är det tredje vanligaste elementet på jordens yta. Endast syre och kisel är vanligare. Jordskorpan till ett djup av 16 km innehåller 8 procent aluminium. Aluminium har en stark tendens att kombinera med andra vanliga element och förekommer sällan i naturen i metallform. Dess föreningar är emellertid en viktig beståndsdel av praktiskt taget alla vanliga bergarter. Det finns i lera, skiffer, skiffer, schist, granit, syenit och anorthosit.
Den viktigaste aluminiummalmen, en järnhaltig sten bestående av cirka 52 procent aluminiumoxid, upptäcktes 1821 nära Les Baux i södra Frankrike. Materialet fick senare namnet bauxit. Bauxit definieras bäst som en aluminiummalm med varierande renhetsgrader där aluminium i form av aluminiumhydroxid eller aluminiumoxid är den största enskilda beståndsdelen. Föroreningarna är till stor del järnoxid, kiseldioxid och titan.
Bauxit varierar mycket i fysiskt utseende, beroende på dess sammansättning och föroreningar. Det varierar i färg från gulaktigt vitt till grått eller från rosa till mörkrött eller brunt om det är högt i järnoxider. Det kan vara jordnära, eller det kan variera i form från lera till sten. Bauxit har hittats på alla världens kontinenter utom Antarktis. De rikaste avlagringarna ligger i allmänhet i områden som under bildningen fanns i tropiska och subtropiska klimat, vilket ger optimala förhållanden för kraftigt regn, konstant varma temperaturer och god dränering.
Stora insättningar finns på de Karibiska öarna, norra Sydamerika, Australien, Indien, Indonesien, Malaysia, Kina, Ryssland, Kazakstan, västra Afrika, Grekland, Kroatien, Bosnien och Hercegovina, Montenegro, Ungern, Italien och Frankrike.
Inte alla bauxiter är ekonomiska för aluminiumproduktion. Endast jord med en aluminiumoxidhalt på 30 procent eller mer anses vara praktisk. Endast de malmer som innehåller betydande koncentrationer av mineralerna gibbsite och boehmit, som innehåller 65 respektive 85 procent aluminiumoxid, anses i allmänhet ekonomiskt att bearbetas. Gibbsite finns i stor utsträckning i tropiska områden på vardera sidan av ekvatorn, medan boehmit finns till stor del norr om det subtropiska bältet i Ryssland, Kazakstan, Turkiet, Kina och Grekland.
Kända depositioner av bauxit kan förse världen med aluminium under hundratals år på nuvarande produktionsnivåer. När högklassiga bauxituppsättningar tappas, återstår betydande reserver av sekundära malmer: lateritavlagringar i nordvästra USA och Australien, anorthosit i västra USA, apatit och alunit i Europa, kaolinit i sydöstra USA. Andra icke-bauxitkällor av aluminiumoxid finns också tillgängliga: aluminiumoxid-leror, dawsonit, aluminiumhaltiga skiffer, stollar, och saprolite- och sillimanite-mineraler. I Ryssland förädlas aluminiumoxid från malm från icke-bauxit - nämligen nefelin syenit och alunit. Den enorma bauxitutvecklingen i Australien, Guinea och Indonesien har tenderat att skjuta upp intresset för sekundära malmer någon annanstans.
Brytning
Den överlägset största mängden kommersiellt utnyttjad bauxit ligger vid eller nära jordens yta. Följaktligen bryts det i öppna gropar som endast kräver ett minimalt avlägsnande av överbelastning. Bauxitbäddar sprängs loss och grävs upp med kraftspade eller dragline, och malmen transporteras med lastbil, skena eller transportband till en bearbetningsanläggning, där den krossas för enklare hantering. Raffineringsanläggningar är belägna nära gruvplatser, om möjligt, eftersom transport är en viktig faktor i bauxitkostnaderna.
Cirka 90 procent av all utvinning av bauxit raffineras till aluminiumoxid, vilket slutligen smälts till aluminium. De återstående 10 procenten används i andra applikationer, såsom slipmedel, eldfasta ämnen och proppanter för återvinning av råolja. Cirka fyra ton högklassig bauxit ger två ton aluminiumoxid, varifrån ett ton aluminium produceras.
Extraktion och raffinering
Produktionen av aluminium från bauxit är en tvåstegsprocess: raffinering av bauxit för att erhålla aluminiumoxid och smältande aluminiumoxid för att producera aluminium. Bauxit innehåller ett antal föroreningar, inklusive järnoxid, kiseldioxid och titan. Om dessa föroreningar inte avlägsnas under raffinering, legerar de med och förorenar metallen under smältprocessen. Malmen måste därför behandlas för att eliminera dessa föroreningar. Renat aluminiumoxid innehåller vanligtvis 0,5 till 1 procent vatten, 0,3 till 0,5 procent soda och mindre än 0,1 procent andra oxider. Bayer-processen, med olika modifieringar, är den mest använda metoden för framställning av aluminiumoxid, och allt aluminium produceras av aluminiumoxid med användning av Hall-Héroult elektrolytiska process.
