يتم تصنيع الألومنيوم وهو من المعادن خفيفة الوزن ومتعددة الاستخدامات، من خلال سلسلة من العمليات في صناعة الكيماويات غير العضوية. يتضمن إنتاج الألمنيوم عدة خطوات، بما في ذلك الاستخراج والتنقية والتحليل الكهربائي.
طرق تصنيع الألومنيوم في الصناعة الكيميائية
استخراج البوكسيت
وهو خام طبيعي غني بأكسيد الألومنيوم. يتم استخراج البوكسيت من قشرة الأرض ثم يتم تنقيته لإزالة الشوائب مثل أكاسيد الحديد والسيليكا. يتم بعد ذلك تحويل البوكسيت المكرر إلى ألومينا، المعروف أيضًا باسم أكسيد الألومنيوم، من خلال عملية باير. في هذه العملية ، يتم سحق البوكسيت ، وإذابته في الصودا الكاوية، ثم يتم تسخينه لترسيب الشوائب، تاركًا وراءه الألومينا المنقى.
التحليل الكهربائي
بمجرد الحصول على الألومينا، يخضع للتحليل الكهربائي في عملية تسمى عملية Hall-Héroult. تحدث هذه العملية في خلايا التحليل الكهربائي الكبيرة، حيث يتم إذابة الألومينا في حمام كريوليت منصهر في درجات حرارة عالية. تصطف الخلايا الإلكتروليتية بأقطاب كربون، ويتم تمرير تيار كهربائي قوي من خلالها.
يتسبب التيار في تحلل أيونات الألومينا إلى معدن الألمنيوم عند الكاثود، بينما يتم تحرير غاز الأكسجين عند القطب الموجب. يغرق الألمنيوم المصهور في قاع الخلية ويتم استغلاله بشكل دوري. تتطلب هذه العملية الإلكتروليتية قدرًا كبيرًا من الكهرباء ، مما يجعل توفر الكهرباء منخفضة التكلفة عاملاً حاسمًا في إنتاج الألمنيوم.
تكرير الألومنيوم المصهور
بعد مرحلة التحليل الكهربائي يتم تكرير الألومنيوم المصهور بشكل أكبر لإزالة أي شوائب متبقية. يتم ذلك من خلال عمليات مثل التفريغ والترشيح. يتم بعد ذلك صب الألمنيوم المنقى في سبائك أو غيرها من الأشكال المرغوبة لمزيد من المعالجة والاستخدام في مختلف الصناعات.
في الختام فإن إنتاج الألمنيوم في الصناعة الكيميائية غير العضوية يتضمن استخراج البوكسيت ، وتنقيته إلى ألومينا ، ثم إخضاعه للتحليل الكهربائي للحصول على الألومنيوم النقي. تتطلب العملية مدخلات طاقة كبيرة ولكنها تؤدي إلى معدن متعدد الاستخدامات وقابل لإعادة التدوير يجد تطبيقات في مختلف القطاعات ، بما في ذلك النقل والبناء والتعبئة.
