يعد الألومنيوم أحد أكثر المعادن استخدامًا على نطاق واسع، هل تعرف كيف يتم استخراج الألومنيوم وإنتاجه؟

البوكسيت هو صخرة تتكون من أكاسيد الألومنيوم ومعادن أخرى، وهو المصدر الرئيسي للألمنيوم في العالم. بعد التعدين، يتم تكرير البوكسيت إلى الألومينا، والتي يتم تحويلها بعد ذلك إلى الألومنيوم. يمر الألومنيوم عادة بثلاث مراحل من الخام إلى المعدن:

المرحلة الأولى: تعدين البوكسيت

يتم استخراج البوكسيت عادة في مناجم مفتوحة، وتمثل ثلاث دول فقط - أستراليا والصين وغينيا - 72٪ من إنتاج البوكسيت العالمي.

تعد أستراليا إلى حد بعيد أكبر منتج للبوكسيت وهي موطن لمنجم ويبا، أكبر مؤسسة لتعدين البوكسيت في العالم.

غينيا هي ثالث أكبر منتج للبوكسيت، مع أكثر من 7 مليارات طن من احتياطيات البوكسيت، أكثر من أي دولة أخرى. بالإضافة إلى ذلك، تعد غينيا أكبر مصدر للبوكسيت في العالم، حيث تذهب 76٪ من صادراتها من البوكسيت إلى الصين.

بمجرد استخراج البوكسيت، يتم إرساله إلى المصافي حول العالم لإنتاج الألومينا، والتي تمثل المرحلة الثانية من عملية الإنتاج.

المرحلة الثانية: إنتاج الألومينا

في تسعينيات القرن التاسع عشر، اخترع الكيميائي النمساوي كارل جوزيف باير طريقة ثورية لاستخلاص الألومينا من البوكسيت. واليوم، وبعد مرور أكثر من 100 عام، لا يزال حوالي 90 بالمائة من مصافي الألومينا تستخدم عملية باير لتكرير البوكسيت.

هناك أربع خطوات رئيسية في عملية باير: 1) التكرير، 2) الغربلة، 3) الترسيب و4) التحميص.

تعد الصين ثاني أكبر منتج وأكبر مستورد للبوكسيت في العالم وتزود أكثر من نصف الألومينا في العالم.

العديد من منتجي البوكسيت الرئيسيين، بما في ذلك أستراليا والبرازيل والهند، هم أكبر منتجي الألومينا، على الرغم من أن أيا منهم لا يضاهي الصين.

وتستخدم الألومينا في العديد من الصناعات، بما في ذلك البلاستيك ومستحضرات التجميل والإنتاج الكيميائي. وبطبيعة الحال، يتم شحن الكثير منه إلى المصاهر لإنتاج الألومنيوم.

المرحلة الثالثة: إنتاج الألمنيوم

يتم تحويل الألومينا إلى الألومنيوم عن طريق الاختزال الكهربائي. بالإضافة إلى الألومينا نفسها، هناك معدن آخر يسمى الكريوليت وهو مفتاح العملية، إلى جانب الكثير من الكهرباء.

في منشآت صهر الألومنيوم، يتم ملء مئات الخلايا الإلكتروليتية بالكريوليت المنصهر. تُسكب الألومينا في هذه الخلايا، ويؤدي تيار كهربائي قوي إلى كسر الرابطة الكيميائية بين ذرات الألومنيوم والأكسجين. نتيجة التحليل الكهربائي هي أن سائل الألمنيوم النقي يستقر في قاع المحلل الكهربائي ومن ثم يتم تنقيته وصبه في أشكال وأحجام مختلفة.

وتهيمن الصين على إنتاج الألمنيوم العالمي وهي أكبر مستهلك له. وتأتي الهند المجاورة، التي لا يتجاوز إنتاجها عُشر إنتاج الصين، في المركز الثاني.

وكما هو الحال مع إنتاج الألومينا، فإن بعض الدول التي تنتج البوكسيت والألومينا تنتج الألومنيوم أيضًا، مثل الهند وأستراليا وروسيا.

يتم استخدام حوالي ربع الألمنيوم المنتج سنويًا في صناعة البناء والتشييد. ويتم استخدام 23% أخرى في إطارات السيارات والأسلاك والعجلات وأجزاء أخرى من صناعة النقل. تعد رقائق الألومنيوم والعلب والتغليف أيضًا من الاستخدامات النهائية الرئيسية الأخرى، حيث تمثل 17٪ من الاستهلاك.

إن الاستخدام الواسع النطاق للألمنيوم يجعله واحدًا من أكثر أسواق المعادن قيمة. وفي عام 2021، بلغ حجم سوق الألمنيوم العالمي حوالي 245.7 مليار دولار، ومن المتوقع أن يتضاعف تقريبًا إلى 498.5 مليار دولار بحلول عام 2030 مع نمو الاستهلاك.