Aluminium podstawowe wiadomości - proces produkcyjny i właściwości

Glin to trzeci pod względem występowania pierwiastek środowiska naturalnego. Mimo, że kojarzy się on raczej z puszkami czy folią aluminiową, to pochodzi z przetworzonych rud boksytu, których złogi tworzą malownicze krajobrazy skalne. Oprócz szerokiego zastosowania w branży spożywczej wykorzystuje się go praktycznie w każdej dziedzinie przemysłu, a możliwość wtórnej obróbki zapewniają mu praktycznie nieśmiertelny żywot. Jego popularność wynika również z faktu, iż może być on przetwarzany wtórnie właściwie bez żadnych ograniczeń. Dlatego wiele firm, których polityka działania opiera się na zrównoważonym rozwoju, chętnie decyduje się na włączenie elementów aluminiowych do swoich produktów.

Wydobycie boksytu

Proces produkcji aluminium rozpoczyna się od budowy kopalni odkrywkowej służącej do wydobycia boksytu. Materiał ten powstaje w wyniku procesu wietrzenia skał glinokrzemianowych i składa się głównie z tlenków aluminium, żelaza oraz krzemu. Zawartość tlenku aluminium w rudach boksytu wynosi około 20-30%. Jego największe złoża znajdują się w okolicach równika. Górnictwo boksytów najlepiej rozwinięte jest w Australii, Brazylii, Chinach, Ameryce Środkowej, Afryce, Francji, krajach dawnej Jugosławii i Grecji. Pomimo tego, że proces wydobywania surowców przy pomocy kopalni odkrywkowych jest obciążający dla ekosystemu, to w dzisiejszych czasach istnieją sposoby na zmniejszenie ich negatywnego wpływu.

Jedną z takich metod jest tworzenie siatek kwadratów na obszarze, z którego wydobywany jest surowiec, pomiędzy którymi pozostawia się nienaruszone pola. Proces pozyskiwania surowca oraz przywracania obszaru do stanu sprzed odkrywki trwa od około 5 do 10 lat. W tym czasie odbywa się przygotowanie terenu, wydobycie, likwidacja kopalni, wypełnienie terenu, nasadzenie i wzrost nowych roślin.

Produkcja aluminium

Kolejnym etapem produkcji aluminium jest oddzielenie jego tlenku od innych pierwiastków wchodzących w skład rud boksytu. Proces ten nazywany jest rafinacją i może odbywać się z użyciem roztworu alkalicznego lub kwasowego. Metody z użyciem zasad to między innymi: metoda Bayera oraz metoda spiekania boksytu z sodą i wapieniem. Rafinacja za pomocą kwasu polega na ługowaniu (wypłukiwaniu substancji w fazie stałej za pomocą rozpuszczalnika) rudy aluminium roztworami kwasu solnego, siarkowego, azotowego lub innymi. Po skończonym oczyszczaniu oddziela się roztwór od ciała stałego. Po przeprowadzeniu rafinacji należy także doprowadzić tlenek aluminium do postaci czystej. Surowe aluminium pozyskuje się w procesie elektrolizy, podczas którego płynny elektrolit oddzielany jest od substancji stałej. Ilość tlenku, jaka jest potrzebna do wytworzenia kilograma czystego aluminium w tym procesie jest dwukrotnie większa od uzyskanego surowca.

– Pomimo tego, że produkcja aluminium wymaga dość dużych nakładów energetycznych, a sam proces wytworzenia kilograma surowca wymaga zużycia 47 MJ, to zalety wynikające z jego użytkowania w pełni kompensują te koszty. Dobrym przykładem na to jest chociażby branża automotive, która coraz chętniej wykorzystuje aluminium przy produkcji samochodów. Dzięki temu, że jest ono lekkie, pojazdy zużywają mniej paliwa, więc po jakimś czasie inwestycja energetyczna w aluminium się zwraca, nawet z nawiązką.- tłumaczy Michał Karbowy – Kierownik Produkcji w firmie Sapa Aluminium.

Recykling aluminium

Aluminium to jeden z surowców, który praktycznie stale może być poddawany wtórnej obróbce. Dzięki odpowiedniemu sortowaniu ze złomu aluminiowego można wytwarzać dokładnie takie same produkty, jakie tworzył on uprzednio. – Materiał ten chętnie poddawany jest recyklingowi, ponieważ w czasie tego procesu praktycznie nie traci się na jego jakości oraz na samym materiale (straty wynoszą w tym przypadku zaledwie kilka procent). Inną, równie ważną zaletą tego rozwiązania jest fakt, iż wtórna obróbka aluminium pochłania zaledwie 5% pierwotnego wkładu energii. – wyjaśnia Michał Karbowy. Jedyną przeszkodą, która może uniemożliwić poddawanie aluminium procesowi recyklingu jest nieodpowiednie projektowanie produktów. Dlatego aby móc przyczynić się do jeszcze większego odzysku metalu w czasie obróbki wtórnej, projektanci powinni tworzyć produkty, które w łatwy sposób  można rozdzielać i sortować.

Aluminium to metal, który odkryto dla przemysłu stosunkowo niedawno, bo pod koniec XIX wieku. Od tego czasu stale zyskuje na znaczeniu, przede wszystkim w branży budowlanej i motoryzacyjnej. Mimo tego, że popyt na ten surowiec stale rośnie, nie ma zagrożenia, że jego zasoby szybko się skończą, gdyż łatwo poddaje się on obróbce wtórnej. Dzięki odpowiedzialnemu projektowaniu można także zniwelować straty na materiale podczas recyklingu i zapewnić mu praktycznie nieśmiertelny żywot.

Czytaj również: Materiał przyjazny środowisku