مراحل تولید آلومینیوم آلومینیوم در طیف وسیعی از محصولات، از قوطی های نوشابه گرفته تا قطعات خودرو یافت می شود. با این حال، بسیاری از مردم نمی دانند که آلومینیوم از چه چیزی ساخته شده است یا چگونه ساخته شده است. اگرچه آلومینیوم به وفور در پوسته زمین در کرایولیت معدنی و سنگ بوکسیت یافت می شود، اما در محصولات روزمره آن را به شکل خالص نخواهید یافت. آلومینیوم از عناصر دیگری ساخته شده است زیرا به طور طبیعی به شکل خالص وجود ندارد. قبل از تبدیل شدن به محصولات استاندارد مانند فویل و بسته بندی مواد غذایی باید تحت فرآیندهای شیمیایی قرار گیرد. تاریخچه آلومینیوم آلومینیوم یکی از جدیدترین فلزاتی است که توسط بشر کشف شده است. فلزی که امروزه آن را می شناسیم در قرن نوزدهم کشف شد، اگرچه ریشه های آن به دورتر برمی گردد. نمک پایه آلومینیومی معروف به آلوم از زمان های قدیم در صنایع چرم و کاغذ به دلیل ویژگی های مقاوم در برابر آتش آن استفاده می شده است. یک شیمیدان انگلیسی به نام هامفری دیوی این نظریه را مطرح کرد که در سال 1808 می توان آلومینیوم را از طریق احیای الکترولیتی آلومینا یا اکسید آلومینیوم ساخت. با این حال، او تجهیزات لازم برای ادامه ایده خود را نداشت. در سال 1825، مردی به نام هانس کریستین اورستد آلیاژ آلومینیومی را بر اساس ایده هامفری دیوی ساخت. شیمیدان آلمانی فردریش وولر کار هانس کریستین اورستد را برای تشکیل اولین تپه های کوچک آلومینیوم مذاب جامد شده در سال 1845 ادامه داد. شیمیدان دیگر، هانری اتین سنت کلر دویل، اولین کسی بود که از روش های شیمیایی ایجاد آلومینیوم استفاده کرد و آنها را در بخش صنعتی به کار برد. در سال 1856، هانری اتین سنت کلر دویل برای تولید آلومینیوم صنعتی در فرانسه کار کرد. این آلومینیوم صنعتی شبیه نقره بود - هر دو فلزات گران قیمتی برای ایجاد اقلام لوکس مانند جواهرات بودند. در چند سال اول تولید، از این ماده برای ساخت مدال استفاده می شد. این در زمان رهبری ناپلئون سوم بود. ناپلئون سوم از تولید آلومینیوم در فرانسه حمایت کرد که نتیجه آن آینده ای هیجان انگیز برای این فلز بود. فرآیندهای هال هرولت و بایر دو نفر به نام‌های پل هرولت و چارلز هال در سال 1886 فرآیند ایجاد آلومینیوم را دوباره تعریف کردند. مهندس و دانشجو دریافتند که کاهش اکسید آلومینیوم مذاب در کرایولیت برای ساخت آلومینیوم با استفاده از نیروی الکتریکی موثر است. فرآیند هال-هروولت روش اصلی ساخت آلومینیوم در قرن بیست و یکم است. روش دیگری برای تولید آلومینیوم توسط کارل یوزف بایر در سال 1888 کشف شد. فرآیند بایر شامل حرارت دادن بوکسیت و مخلوط قلیایی برای ایجاد آلومینیوم است. مراحل تولید و ساخت آلومینیوم به طور کلی، فرآیند ساخت آلومینیوم شامل سه مرحله است: استخراج بوکسیت، استخراج آلومینا از بوکسیت استخراج شده و تبدیل آلومینا به آلومینیوم. در این راهنما، ما به هر مرحله از فرآیند تولید آلومینیوم از معدن تا قفسه ها نگاه می کنیم تا نحوه ساخت آن را به شما نشان دهیم. مرحله 1: فرآیند استخراج بوکسیت اولین قدم در تولید اولیه آلومینیوم، استخراج بوکسیت است. بوکسیت منبع اصلی آلومینیوم است. سنگ بوکسیت ترکیب خاصی ندارد. در عوض، حاوی مواد معدنی آلومینیوم همراه با مواد معدنی خاک رس و سایر مواد نامحلول مانند کوارتز است. بوکسیت معمولاً در لایه های سطحی خاک در مناطق گرمسیری و نیمه گرمسیری یافت می شود و در آفریقا، آمریکای جنوبی و اقیانوسیه به وفور یافت می شود. استخراج بوکسیت نیاز به استفاده از تجهیزات سنگین دارد. معدنچیان معمولاً از ماشین هایی مانند بولدوزر، اسکراپر، لودر جلویی و بیل مکانیکی هیدرولیک برای کمک به حفاری استفاده می کنند. پس از تکمیل فرآیند استخراج آلومینیوم، مناطق غنی از بوکسیت را می توان بازسازی کرد. بوکسیت چیست؟ بوکسیت نوعی سنگ رسوبی است که دارای آثاری از آلومینیوم است. این سنگ منبع اصلی آلومینیوم در جهان است و کارشناسان باید سنگ رسوبی را برای ایجاد آلومینا تصفیه کنند. بیشتر کشورها دارای بوکسیت در اعماق سطح زمین هستند، اما این ماده در مناطق گرمسیری فراوانتر است. به غیر از آفریقا و آمریکای جنوبی، چین، هند و اندونزی بزرگترین تامین کنندگان سنگ بوکسیت هستند. بوکسیت عمدتاً در صنعت آلومینیوم سازی استفاده می شود، اما سنگ های رسوبی در زمینه های چسب، سیمان و مواد شیمیایی نیز جایگاهی دارند. چگونه آلومینیوم استخراج می کنید؟ آلومینیوم به طور طبیعی وجود ندارد. در عوض، کارشناسان باید سنگ بوکسیت را استخراج کنند و آثاری از آلومینیوم را برای ایجاد قطعات خودرو، فناوری هوافضا و کالاها استخراج کنند. بوکسیت چگونه استخراج می شود؟ سنگ بوکسیت از طریق پاکسازی زمین، حفاری و برداشتن بخش های ضخیم سنگ معدن بوکسیت به وسیله انفجار یا کندن استخراج و استخراج می شود. زمین را پاک کنید و خاک سطحی را بردارید بوکسیت معمولاً در نزدیکی سطح یافت می شود و از طریق استخراج معادن روباز یا تکنیک های استخراج نواری از زمین استخراج می شود. هر دوی این روش های استخراج شامل حذف خاک و سنگ های پوشاننده لایه بوکسیت است. استخراج معادن با حذف درختان و پوشش گیاهی آغاز می شود. سپس خاک سطحی برداشته شده و برای فرآیند بازسازی پس از استخراج ذخیره می شود. در بیشتر مناطق جنگلی که استخراج بوکسیت انجام می شود، زمین به حالت اولیه خود باز می گردد زیست بوم. این امر از طریق شیوه های احیای معادن که شامل تسطیح زمین و جایگزینی خاک سطحی جابجا شده است امکان پذیر می شود. معدنچیان باید مطمئن شوند که چرخه تولید آلومینیوم با زندگی حیوانات و گیاهان در مکان های معدن تداخلی ایجاد نمی کند. بنابراین، گل قرمز از مناطق معدن حذف می شود تا از آلودگی های مضر برای محیط زیست جلوگیری شود. شکستن، بارگیری و حمل و نقل هنگامی که معدنچیان به لایه بوکسیت می رسند، ممکن است از روش های حفاری یا انفجار برای شکستن بوکسیت به قطعات شل استفاده کنند. سپس قطعات بوکسیت معمولاً در یک کامیون یا وسیله نقلیه دیگر بارگیری می شوند و برای خرد کردن و دسته بندی به کارخانه منتقل می شوند. برخی از اشکال بوکسیت، معدنچیان را ملزم می کند تا مواد را قبل از ارسال به پالایشگاه ها تمیز و خشک کنند. در این سناریوها، خاک رس از بوکسیت خارج می شود و مواد در کوره ها قرار می گیرند. بوکسیت همچنین می تواند از طریق واگن ریلی یا کشتی برای فرآیند تولید آلومینیوم حمل شود. اکثر پالایشگاه های آلومینا در نزدیکی معادن قرار دارند تا حمل و نقل را ساده کنند. اگرچه بوکسیت کاربردهای مختلفی دارد، اما حدود 85 درصد از تولید بوکسیت برای تولید آلومینا استفاده می شود. با افزایش تقاضا برای محصولات آلومینیومی با کیفیت، نیاز به استخراج بوکسیت نیز افزایش می یابد. تخمین زده می شود که ذخایر بوکسیت کنونی برای قرن ها باقی بماند. مرحله 2: تبدیل بوکسیت به آلومینیوم از طریق فرآیند بایر مرحله دوم در تولید آلومینیوم، پالایش آلومینا است. برای جداسازی آلومینا از بوکسیت، سنگ رسوبی در دمای شدید در معرض سود سوزآور قرار می گیرد. آلومینا را می توان از بوکسیت حذف کرد، اما این فرآیند مستلزم استفاده از مخازن رسوب دهنده در تاسیسات پالایشی است. آلومینا چیست؟ آلومینا نام اکسید آلومینیوم است که پودری سفید رنگ و بی بو است. آلومینا در صنایع مختلف استفاده می شود. به عنوان مثال، در تولید رنگ های فلزی و همچنین تولید عایق های شمع استفاده می شود. حرفه ای ها از آلومینا به عنوان ماده اولیه برای تولید فلز آلومینیوم استفاده می کنند. آلومینا به عنوان یک ترکیب شیمیایی از آلومینیوم و اکسیژن وجود دارد و شباهت فیزیکی زیادی به نمک خوراکی دارد. این ترکیب دارای نقطه جوش 2980 درجه سانتیگراد و نقطه ذوب 2040 درجه سانتیگراد است. آلومینا چگونه تصفیه می شود؟ پالایش آلومینا شامل استخراج آلومینا از بوکسیت با استفاده از روشی به نام فرآیند بایر است. اکثر پالایشگاه های جهان هنوز از فرآیند بایر که در سال 1887 اختراع شد برای تولید آلومینا استفاده می کنند. از هر دو پوند آلومینا، می توانید یک پوند آلومینیوم ایجاد کنید. فرآیند بایر شامل حل کردن بوکسیت با سود سوزآور است. فیلتر کردن برای حذف ناخالصی ها ضروری است. حرفه ای ها مخلوط آلومینا را برای خنک سازی به رسوب دهنده ها منتقل می کنند و دانه های هیدروکسید آلومینیوم برای تشویق ایجاد کریستال های هیدروکسید آلومینیوم ترکیب می شوند. هنگامی که هیدروکسید آلومینیوم جامد شد و در پایه مخزن قرار گرفت، می توان آن را خارج کرد. هیدروکسید آلومینیوم باید شسته و حرارت داده شود تا آب خارج شود. در پایان فرآیند پالایش، آلومینا به صورت پودر سفید ظریف وجود دارد. فرآیند بایر توسط شیمیدان اتریشی کارل یوزف بایر ابداع شد. هنگامی که شیمیدانان کشف کردند که می توانند فرآیند بایر را با فرآیند الکترولیتی هال-هروولت ترکیب کنند، هر دو روش در دنیای تولید آلومینیوم محبوبیت یافتند. فرآیند بایر شامل مراحل زیر است: بوکسیت خرد شده، شسته و خشک می شود. سپس از محلول هیدروکسید سدیم گرم شده برای حل کردن بوکسیت استفاده می شود. این مخلوط تحت یک فرآیند فیلتراسیون قرار می گیرد تا ناخالصی هایی را که به عنوان "گل قرمز" شناخته می شود، حذف کند. محلول حاوی اکسیدهای آلومینیوم به مخزنی به نام رسوب دهنده منتقل می شود. در مخزن رسوب‌دهنده، محلول سرد می‌شود و ذرات کوچک هیدروکسید آلومینیوم برای تحریک رشد کریستال‌های هیدروکسید آلومینیوم جامد به آن اضافه می‌شود. کریستال های هیدروکسید آلومینیوم در کف مخزن رسوبگیر می نشینند و حذف می شوند. سپس هیدروکسید آلومینیوم شسته می شود تا باقیمانده ها پاک شود و سپس برای حذف آب اضافی حرارت داده می شود. فرآیند بایر منجر به تولید آلومینا می شود که از نظر ظاهری شبیه شکر است. مرحله 3: آلومینیوم به آلومینیوم با فرآیند هال-هروولت هنگامی که آلومینا تشکیل شد، برای تولید آلومینیوم خالص نیاز به فرآیند ذوب به نام فرآیند هال-هروولت دارد. فرآیند ذوب شامل استخراج آلومینیوم با روش های گرمایش و ذوب است. چارلز هال و پل هرولت به طور همزمان و به طور مستقل فرآیند هال-هروولت را در سال 1886 اختراع کردند. این فرآیند هنوز هم امروزه برای ساخت آلومینیوم استفاده می شود. فرآیند هال هرولت برای تولید بیشتر آلومینیوم تجاری استفاده می شود. از مراحل زیر تشکیل شده است: در یک گلدان با پوشش کربن، آلومینا در حمامی از کرایولیت مذاب حل می شود. آندهای کربنی که برای رسانایی الکتریسیته استفاده می شوند در گلدان ها قرار می گیرند. جریان الکتریکی از آندها و مخلوط آلومینا-کرایولیت عبور می کند. الکتریسیته مخلوط را بسیار داغ نگه می دارد و به آلومینا اجازه می دهد تا به آلومینیوم و اکسیژن جدا شود. آلومینیوم مذاب از تی سیفون می شود او را در گلدان می‌فرستد و به یک ریخته‌گری منتقل می‌کند تا به شکل بلوک‌هایی به نام شمش، اسلب یا اشکال دیگر درآید. مرحله 4: آلومینیوم به محصولات نهایی ساخته می شود پس از قالب گیری آلومینیوم، برای تولیدکنندگان توزیع می شود و سپس آن را به محصولات مصرفی تبدیل می کنند. یک تولید کننده محصولات آلومینیومی جدیدی را با ذوب مجدد آنها و افزودن آلیاژها یا سایر مواد مورد نیاز خود ایجاد می کند. آلومینیوم خالص استحکام کششی زیادی ندارد. به همین دلیل، اغلب آن را با مقادیر کمی از مواد مختلف مانند مس، آهن یا تیتانیوم آلیاژ می کنند تا قوی تر شود یا خواص دیگری به آن بدهد. سپس تولید کنندگان مخلوط را دوباره به شکل دلخواه در می آورند. روشهای متداول ساخت آلومینیوم بسیاری از تولید کنندگان صفحات آلومینیومی بزرگ را سفارش می دهند. آنها اسلب ها را به صورت ورقه های نازک برای استفاده در تولید فویل، قوطی و پانل ماشین می سازند. آلومینیوم ماده ای عالی برای تولید قوطی های نوشیدنی و غذا است. این به این دلیل است که قوطی‌های آلومینیومی بی‌نهایت قابل بازیافت، سبک وزن، سرد شدن آسان، به اندازه کافی صاف برای چاپ برچسب‌ها و در حفظ محصول داخل آن هستند. اصطلاح ساخت آلومینیوم فرآیند تولید آلومینیوم به شکل یا محصول جدید را توصیف می کند. برخی از متداول ترین تکنیک های ساخت در زیر توضیح داده شده است. اکستروژن های آلومینیومی تکنیک های اکستروژن شامل هدایت یک قطعه آلومینیوم از داخل یا اطراف یک قالب برای تغییر شکل فلز است. بسته به محصولی که تولید می‌کنید، می‌توان روشهای اکستروژن آلومینیوم را در جایی که آلومینیوم گرم می‌شود یا در دمای اتاق تکمیل کرد. ریخته گری آلومینیوم حرفه ای ها برای تولید محصولات از قالب به ریخته گری آلومینیوم متکی هستند. با روش های ریخته گری، آلومینیوم حرارت داده می شود تا به حالت مایع درآید. سپس فلز مایع در قالب یا قالب ریخته می شود و در آنجا سرد و سفت می شود تا شکل و اندازه قطعه قالب گیری را به خود بگیرد. ریخته گری آلومینیوم معمولاً با استفاده از آلیاژهای 4xxx و 5xxx ایجاد می شود زیرا مقاومت در برابر سایش عالی دارند. فورج آلومینیوم فرآیند آهنگری مستلزم آن است که سازندگان آلومینیوم را از طریق چکش کاری یا کوبیدن ورق های آلومینیومی به شکل دلخواه فشرده کنند. آهنگری آلومینیوم زمانی ضروری است که اجزا یا محصولات باید از دوام استثنایی برخوردار باشند. به عنوان مثال، قطعات خودرو ممکن است در معرض تکنیک‌های آهنگری برای افزایش قابلیت‌های کنترل استرس مواد باشند. شکل دهی و نورد آلومینیوم آلومینیوم انعطاف پذیر و نرم است. آلیاژهای انتخابی مانند آلومینیوم 3003 که حاوی منگنز است را می توان به صورت ورق یا صفحات نورد کرد. سازندگان می توانند بخش های آلومینیومی بزرگی را برای مونتاژ وسایل نقلیه، هواپیماها، واگن های ریلی و سایر فناوری ها ایجاد کنند. نقشه کشی آلومینیوم تصمیم گیرندگان در صنایع برق و ساختمان به روش های ساخت کشش آلومینیوم برای کشیدن فلز از درون قالب ها متکی هستند. کشش آلومینیومی کارگران را قادر می سازد تا فلز را به سیم کشی یا قوطی برای ذخیره مایعاتی مانند رنگ بکشند. ماشینکاری آلومینیوم برخی از کارهای ساخت نیاز به برش ورق های فلزی دارند. ماشینکاری فرآیند تغییر شکل و اندازه یک محصول فلزی را با حذف بخش ها توصیف می کند. آلومینیوم زمانی که در معرض گرما قرار می گیرد تغییر می کند، بنابراین استفاده از تجهیزات، ابزار و روان کننده های تخصصی برای مجسمه سازی قطعات و محصولات آلومینیومی بسیار مهم است. برش جت آب سازندگان می توانند به جای استفاده از گرما، آب با فشار بالا را روی سطوح آلومینیومی اسپری کنند. عملیات برش واترجت امکان تغییر شکل فلز را بدون تغییر خواص اصلی آن مانند حرارت می دهد. جوشکاری آلومینیوم سازندگان فلز می توانند دو قطعه آلومینیوم را از طریق روش های جوشکاری گاز بی اثر فلزی (MIG) یا گاز بی اثر تنگستن (TIG) با یکدیگر ادغام کنند. این امکان وجود دارد که سطوح فلزی را با حرارت دادن یک نخ آلومینیومی به یکدیگر متصل کنید.
مراحل تولید آلومینیوم آلومینیوم در طیف وسیعی از محصولات، از قوطی های نوشابه گرفته تا قطعات خودرو یافت می شود. با این حال، بسیاری از مردم نمی دانند که آلومینیوم از چه چیزی ساخته شده است یا چگونه ساخته شده است. اگرچه آلومینیوم به وفور در پوسته زمین در کرایولیت معدنی و سنگ بوکسیت یافت می شود، اما در محصولات روزمره آن را به شکل خالص نخواهید یافت. آلومینیوم از عناصر دیگری ساخته شده است زیرا به طور طبیعی به شکل خالص وجود ندارد. قبل از تبدیل شدن به محصولات استاندارد مانند فویل و بسته بندی مواد غذایی باید تحت فرآیندهای شیمیایی قرار گیرد. تاریخچه آلومینیوم آلومینیوم یکی از جدیدترین فلزاتی است که توسط بشر کشف شده است. فلزی که امروزه آن را می شناسیم در قرن نوزدهم کشف شد، اگرچه ریشه های آن به دورتر برمی گردد. نمک پایه آلومینیومی معروف به آلوم از زمان های قدیم در صنایع چرم و کاغذ به دلیل ویژگی های مقاوم در برابر آتش آن استفاده می شده است. یک شیمیدان انگلیسی به نام هامفری دیوی این نظریه را مطرح کرد که در سال 1808 می توان آلومینیوم را از طریق احیای الکترولیتی آلومینا یا اکسید آلومینیوم ساخت. با این حال، او تجهیزات لازم برای ادامه ایده خود را نداشت. در سال 1825، مردی به نام هانس کریستین اورستد آلیاژ آلومینیومی را بر اساس ایده هامفری دیوی ساخت. شیمیدان آلمانی فردریش وولر کار هانس کریستین اورستد را برای تشکیل اولین تپه های کوچک آلومینیوم مذاب جامد شده در سال 1845 ادامه داد. شیمیدان دیگر، هانری اتین سنت کلر دویل، اولین کسی بود که از روش های شیمیایی ایجاد آلومینیوم استفاده کرد و آنها را در بخش صنعتی به کار برد. در سال 1856، هانری اتین سنت کلر دویل برای تولید آلومینیوم صنعتی در فرانسه کار کرد. این آلومینیوم صنعتی شبیه نقره بود - هر دو فلزات گران قیمتی برای ایجاد اقلام لوکس مانند جواهرات بودند. در چند سال اول تولید، از این ماده برای ساخت مدال استفاده می شد. این در زمان رهبری ناپلئون سوم بود. ناپلئون سوم از تولید آلومینیوم در فرانسه حمایت کرد که نتیجه آن آینده ای هیجان انگیز برای این فلز بود. فرآیندهای هال هرولت و بایر دو نفر به نام‌های پل هرولت و چارلز هال در سال 1886 فرآیند ایجاد آلومینیوم را دوباره تعریف کردند. مهندس و دانشجو دریافتند که کاهش اکسید آلومینیوم مذاب در کرایولیت برای ساخت آلومینیوم با استفاده از نیروی الکتریکی موثر است. فرآیند هال-هروولت روش اصلی ساخت آلومینیوم در قرن بیست و یکم است. روش دیگری برای تولید آلومینیوم توسط کارل یوزف بایر در سال 1888 کشف شد. فرآیند بایر شامل حرارت دادن بوکسیت و مخلوط قلیایی برای ایجاد آلومینیوم است. مراحل تولید و ساخت آلومینیوم به طور کلی، فرآیند ساخت آلومینیوم شامل سه مرحله است: استخراج بوکسیت، استخراج آلومینا از بوکسیت استخراج شده و تبدیل آلومینا به آلومینیوم. در این راهنما، ما به هر مرحله از فرآیند تولید آلومینیوم از معدن تا قفسه ها نگاه می کنیم تا نحوه ساخت آن را به شما نشان دهیم. مرحله 1: فرآیند استخراج بوکسیت اولین قدم در تولید اولیه آلومینیوم، استخراج بوکسیت است. بوکسیت منبع اصلی آلومینیوم است. سنگ بوکسیت ترکیب خاصی ندارد. در عوض، حاوی مواد معدنی آلومینیوم همراه با مواد معدنی خاک رس و سایر مواد نامحلول مانند کوارتز است. بوکسیت معمولاً در لایه های سطحی خاک در مناطق گرمسیری و نیمه گرمسیری یافت می شود و در آفریقا، آمریکای جنوبی و اقیانوسیه به وفور یافت می شود. استخراج بوکسیت نیاز به استفاده از تجهیزات سنگین دارد. معدنچیان معمولاً از ماشین هایی مانند بولدوزر، اسکراپر، لودر جلویی و بیل مکانیکی هیدرولیک برای کمک به حفاری استفاده می کنند. پس از تکمیل فرآیند استخراج آلومینیوم، مناطق غنی از بوکسیت را می توان بازسازی کرد. بوکسیت چیست؟ بوکسیت نوعی سنگ رسوبی است که دارای آثاری از آلومینیوم است. این سنگ منبع اصلی آلومینیوم در جهان است و کارشناسان باید سنگ رسوبی را برای ایجاد آلومینا تصفیه کنند. بیشتر کشورها دارای بوکسیت در اعماق سطح زمین هستند، اما این ماده در مناطق گرمسیری فراوانتر است. به غیر از آفریقا و آمریکای جنوبی، چین، هند و اندونزی بزرگترین تامین کنندگان سنگ بوکسیت هستند. بوکسیت عمدتاً در صنعت آلومینیوم سازی استفاده می شود، اما سنگ های رسوبی در زمینه های چسب، سیمان و مواد شیمیایی نیز جایگاهی دارند. چگونه آلومینیوم استخراج می کنید؟ آلومینیوم به طور طبیعی وجود ندارد. در عوض، کارشناسان باید سنگ بوکسیت را استخراج کنند و آثاری از آلومینیوم را برای ایجاد قطعات خودرو، فناوری هوافضا و کالاها استخراج کنند. بوکسیت چگونه استخراج می شود؟ سنگ بوکسیت از طریق پاکسازی زمین، حفاری و برداشتن بخش های ضخیم سنگ معدن بوکسیت به وسیله انفجار یا کندن استخراج و استخراج می شود. زمین را پاک کنید و خاک سطحی را بردارید بوکسیت معمولاً در نزدیکی سطح یافت می شود و از طریق استخراج معادن روباز یا تکنیک های استخراج نواری از زمین استخراج می شود. هر دوی این روش های استخراج شامل حذف خاک و سنگ های پوشاننده لایه بوکسیت است. استخراج معادن با حذف درختان و پوشش گیاهی آغاز می شود. سپس خاک سطحی برداشته شده و برای فرآیند بازسازی پس از استخراج ذخیره می شود. در بیشتر مناطق جنگلی که استخراج بوکسیت انجام می شود، زمین به حالت اولیه خود باز می گردد زیست بوم. این امر از طریق شیوه های احیای معادن که شامل تسطیح زمین و جایگزینی خاک سطحی جابجا شده است امکان پذیر می شود. معدنچیان باید مطمئن شوند که چرخه تولید آلومینیوم با زندگی حیوانات و گیاهان در مکان های معدن تداخلی ایجاد نمی کند. بنابراین، گل قرمز از مناطق معدن حذف می شود تا از آلودگی های مضر برای محیط زیست جلوگیری شود. شکستن، بارگیری و حمل و نقل هنگامی که معدنچیان به لایه بوکسیت می رسند، ممکن است از روش های حفاری یا انفجار برای شکستن بوکسیت به قطعات شل استفاده کنند. سپس قطعات بوکسیت معمولاً در یک کامیون یا وسیله نقلیه دیگر بارگیری می شوند و برای خرد کردن و دسته بندی به کارخانه منتقل می شوند. برخی از اشکال بوکسیت، معدنچیان را ملزم می کند تا مواد را قبل از ارسال به پالایشگاه ها تمیز و خشک کنند. در این سناریوها، خاک رس از بوکسیت خارج می شود و مواد در کوره ها قرار می گیرند. بوکسیت همچنین می تواند از طریق واگن ریلی یا کشتی برای فرآیند تولید آلومینیوم حمل شود. اکثر پالایشگاه های آلومینا در نزدیکی معادن قرار دارند تا حمل و نقل را ساده کنند. اگرچه بوکسیت کاربردهای مختلفی دارد، اما حدود 85 درصد از تولید بوکسیت برای تولید آلومینا استفاده می شود. با افزایش تقاضا برای محصولات آلومینیومی با کیفیت، نیاز به استخراج بوکسیت نیز افزایش می یابد. تخمین زده می شود که ذخایر بوکسیت کنونی برای قرن ها باقی بماند. مرحله 2: تبدیل بوکسیت به آلومینیوم از طریق فرآیند بایر مرحله دوم در تولید آلومینیوم، پالایش آلومینا است. برای جداسازی آلومینا از بوکسیت، سنگ رسوبی در دمای شدید در معرض سود سوزآور قرار می گیرد. آلومینا را می توان از بوکسیت حذف کرد، اما این فرآیند مستلزم استفاده از مخازن رسوب دهنده در تاسیسات پالایشی است. آلومینا چیست؟ آلومینا نام اکسید آلومینیوم است که پودری سفید رنگ و بی بو است. آلومینا در صنایع مختلف استفاده می شود. به عنوان مثال، در تولید رنگ های فلزی و همچنین تولید عایق های شمع استفاده می شود. حرفه ای ها از آلومینا به عنوان ماده اولیه برای تولید فلز آلومینیوم استفاده می کنند. آلومینا به عنوان یک ترکیب شیمیایی از آلومینیوم و اکسیژن وجود دارد و شباهت فیزیکی زیادی به نمک خوراکی دارد. این ترکیب دارای نقطه جوش 2980 درجه سانتیگراد و نقطه ذوب 2040 درجه سانتیگراد است. آلومینا چگونه تصفیه می شود؟ پالایش آلومینا شامل استخراج آلومینا از بوکسیت با استفاده از روشی به نام فرآیند بایر است. اکثر پالایشگاه های جهان هنوز از فرآیند بایر که در سال 1887 اختراع شد برای تولید آلومینا استفاده می کنند. از هر دو پوند آلومینا، می توانید یک پوند آلومینیوم ایجاد کنید. فرآیند بایر شامل حل کردن بوکسیت با سود سوزآور است. فیلتر کردن برای حذف ناخالصی ها ضروری است. حرفه ای ها مخلوط آلومینا را برای خنک سازی به رسوب دهنده ها منتقل می کنند و دانه های هیدروکسید آلومینیوم برای تشویق ایجاد کریستال های هیدروکسید آلومینیوم ترکیب می شوند. هنگامی که هیدروکسید آلومینیوم جامد شد و در پایه مخزن قرار گرفت، می توان آن را خارج کرد. هیدروکسید آلومینیوم باید شسته و حرارت داده شود تا آب خارج شود. در پایان فرآیند پالایش، آلومینا به صورت پودر سفید ظریف وجود دارد. فرآیند بایر توسط شیمیدان اتریشی کارل یوزف بایر ابداع شد. هنگامی که شیمیدانان کشف کردند که می توانند فرآیند بایر را با فرآیند الکترولیتی هال-هروولت ترکیب کنند، هر دو روش در دنیای تولید آلومینیوم محبوبیت یافتند. فرآیند بایر شامل مراحل زیر است: بوکسیت خرد شده، شسته و خشک می شود. سپس از محلول هیدروکسید سدیم گرم شده برای حل کردن بوکسیت استفاده می شود. این مخلوط تحت یک فرآیند فیلتراسیون قرار می گیرد تا ناخالصی هایی را که به عنوان "گل قرمز" شناخته می شود، حذف کند. محلول حاوی اکسیدهای آلومینیوم به مخزنی به نام رسوب دهنده منتقل می شود. در مخزن رسوب‌دهنده، محلول سرد می‌شود و ذرات کوچک هیدروکسید آلومینیوم برای تحریک رشد کریستال‌های هیدروکسید آلومینیوم جامد به آن اضافه می‌شود. کریستال های هیدروکسید آلومینیوم در کف مخزن رسوبگیر می نشینند و حذف می شوند. سپس هیدروکسید آلومینیوم شسته می شود تا باقیمانده ها پاک شود و سپس برای حذف آب اضافی حرارت داده می شود. فرآیند بایر منجر به تولید آلومینا می شود که از نظر ظاهری شبیه شکر است. مرحله 3: آلومینیوم به آلومینیوم با فرآیند هال-هروولت هنگامی که آلومینا تشکیل شد، برای تولید آلومینیوم خالص نیاز به فرآیند ذوب به نام فرآیند هال-هروولت دارد. فرآیند ذوب شامل استخراج آلومینیوم با روش های گرمایش و ذوب است. چارلز هال و پل هرولت به طور همزمان و به طور مستقل فرآیند هال-هروولت را در سال 1886 اختراع کردند. این فرآیند هنوز هم امروزه برای ساخت آلومینیوم استفاده می شود. فرآیند هال هرولت برای تولید بیشتر آلومینیوم تجاری استفاده می شود. از مراحل زیر تشکیل شده است: در یک گلدان با پوشش کربن، آلومینا در حمامی از کرایولیت مذاب حل می شود. آندهای کربنی که برای رسانایی الکتریسیته استفاده می شوند در گلدان ها قرار می گیرند. جریان الکتریکی از آندها و مخلوط آلومینا-کرایولیت عبور می کند. الکتریسیته مخلوط را بسیار داغ نگه می دارد و به آلومینا اجازه می دهد تا به آلومینیوم و اکسیژن جدا شود. آلومینیوم مذاب از تی سیفون می شود او را در گلدان می‌فرستد و به یک ریخته‌گری منتقل می‌کند تا به شکل بلوک‌هایی به نام شمش، اسلب یا اشکال دیگر درآید. مرحله 4: آلومینیوم به محصولات نهایی ساخته می شود پس از قالب گیری آلومینیوم، برای تولیدکنندگان توزیع می شود و سپس آن را به محصولات مصرفی تبدیل می کنند. یک تولید کننده محصولات آلومینیومی جدیدی را با ذوب مجدد آنها و افزودن آلیاژها یا سایر مواد مورد نیاز خود ایجاد می کند. آلومینیوم خالص استحکام کششی زیادی ندارد. به همین دلیل، اغلب آن را با مقادیر کمی از مواد مختلف مانند مس، آهن یا تیتانیوم آلیاژ می کنند تا قوی تر شود یا خواص دیگری به آن بدهد. سپس تولید کنندگان مخلوط را دوباره به شکل دلخواه در می آورند. روشهای متداول ساخت آلومینیوم بسیاری از تولید کنندگان صفحات آلومینیومی بزرگ را سفارش می دهند. آنها اسلب ها را به صورت ورقه های نازک برای استفاده در تولید فویل، قوطی و پانل ماشین می سازند. آلومینیوم ماده ای عالی برای تولید قوطی های نوشیدنی و غذا است. این به این دلیل است که قوطی‌های آلومینیومی بی‌نهایت قابل بازیافت، سبک وزن، سرد شدن آسان، به اندازه کافی صاف برای چاپ برچسب‌ها و در حفظ محصول داخل آن هستند. اصطلاح ساخت آلومینیوم فرآیند تولید آلومینیوم به شکل یا محصول جدید را توصیف می کند. برخی از متداول ترین تکنیک های ساخت در زیر توضیح داده شده است. اکستروژن های آلومینیومی تکنیک های اکستروژن شامل هدایت یک قطعه آلومینیوم از داخل یا اطراف یک قالب برای تغییر شکل فلز است. بسته به محصولی که تولید می‌کنید، می‌توان روشهای اکستروژن آلومینیوم را در جایی که آلومینیوم گرم می‌شود یا در دمای اتاق تکمیل کرد. ریخته گری آلومینیوم حرفه ای ها برای تولید محصولات از قالب به ریخته گری آلومینیوم متکی هستند. با روش های ریخته گری، آلومینیوم حرارت داده می شود تا به حالت مایع درآید. سپس فلز مایع در قالب یا قالب ریخته می شود و در آنجا سرد و سفت می شود تا شکل و اندازه قطعه قالب گیری را به خود بگیرد. ریخته گری آلومینیوم معمولاً با استفاده از آلیاژهای 4xxx و 5xxx ایجاد می شود زیرا مقاومت در برابر سایش عالی دارند. فورج آلومینیوم فرآیند آهنگری مستلزم آن است که سازندگان آلومینیوم را از طریق چکش کاری یا کوبیدن ورق های آلومینیومی به شکل دلخواه فشرده کنند. آهنگری آلومینیوم زمانی ضروری است که اجزا یا محصولات باید از دوام استثنایی برخوردار باشند. به عنوان مثال، قطعات خودرو ممکن است در معرض تکنیک‌های آهنگری برای افزایش قابلیت‌های کنترل استرس مواد باشند. شکل دهی و نورد آلومینیوم آلومینیوم انعطاف پذیر و نرم است. آلیاژهای انتخابی مانند آلومینیوم 3003 که حاوی منگنز است را می توان به صورت ورق یا صفحات نورد کرد. سازندگان می توانند بخش های آلومینیومی بزرگی را برای مونتاژ وسایل نقلیه، هواپیماها، واگن های ریلی و سایر فناوری ها ایجاد کنند. نقشه کشی آلومینیوم تصمیم گیرندگان در صنایع برق و ساختمان به روش های ساخت کشش آلومینیوم برای کشیدن فلز از درون قالب ها متکی هستند. کشش آلومینیومی کارگران را قادر می سازد تا فلز را به سیم کشی یا قوطی برای ذخیره مایعاتی مانند رنگ بکشند. ماشینکاری آلومینیوم برخی از کارهای ساخت نیاز به برش ورق های فلزی دارند. ماشینکاری فرآیند تغییر شکل و اندازه یک محصول فلزی را با حذف بخش ها توصیف می کند. آلومینیوم زمانی که در معرض گرما قرار می گیرد تغییر می کند، بنابراین استفاده از تجهیزات، ابزار و روان کننده های تخصصی برای مجسمه سازی قطعات و محصولات آلومینیومی بسیار مهم است. برش جت آب سازندگان می توانند به جای استفاده از گرما، آب با فشار بالا را روی سطوح آلومینیومی اسپری کنند. عملیات برش واترجت امکان تغییر شکل فلز را بدون تغییر خواص اصلی آن مانند حرارت می دهد. جوشکاری آلومینیوم سازندگان فلز می توانند دو قطعه آلومینیوم را از طریق روش های جوشکاری گاز بی اثر فلزی (MIG) یا گاز بی اثر تنگستن (TIG) با یکدیگر ادغام کنند. این امکان وجود دارد که سطوح فلزی را با حرارت دادن یک نخ آلومینیومی به یکدیگر متصل کنید.
