Nhôm là một trong những kim loại được sử dụng rộng rãi nhất, bạn có biết nhôm được chiết xuất và sản xuất như thế nào không?

Bauxite là một loại đá bao gồm oxit nhôm và các khoáng chất khác và là nguồn nhôm chính của thế giới. Sau khi khai thác, bauxite được tinh chế thành alumina, sau đó được chuyển thành nhôm. Nhôm thường trải qua ba giai đoạn từ quặng đến kim loại:

Giai đoạn 1: khai thác bauxite

Bauxite thường được khai thác ở các mỏ lộ thiên và chỉ có ba quốc gia - Australia, Trung Quốc và Guinea - chiếm 72% sản lượng bauxite toàn cầu.

Úc cho đến nay là nước sản xuất bauxite lớn nhất và là quê hương của Mỏ Wippa, doanh nghiệp khai thác bauxite lớn nhất thế giới.

Guinea là nước sản xuất bauxite lớn thứ ba, với trữ lượng hơn 7 tỷ tấn bauxite, nhiều hơn bất kỳ quốc gia nào khác. Ngoài ra, Guinea còn là nước xuất khẩu bauxite lớn nhất thế giới, với 76% lượng xuất khẩu bauxite là sang Trung Quốc.

Sau khi bauxite được khai thác, nó sẽ được gửi đến các nhà máy lọc dầu trên khắp thế giới để sản xuất alumina, đánh dấu giai đoạn thứ hai của quy trình sản xuất.

Giai đoạn thứ hai: sản xuất alumina

Vào những năm 1890, nhà hóa học người Áo Karl Joseph Bayer đã phát minh ra một phương pháp mang tính cách mạng để chiết xuất alumina từ bauxite. Ngày nay, hơn 100 năm sau, khoảng 90% các nhà máy lọc alumina vẫn sử dụng quy trình Bayer để tinh chế bauxite.

Có bốn bước chính trong quy trình của Bayer: 1) tinh chế, 2) sàng lọc, 3) lắng đọng và 4) rang.

Trung Quốc là nước sản xuất và nhập khẩu bauxite lớn thứ hai thế giới và cung cấp hơn một nửa sản lượng alumina của thế giới.

Một số nhà sản xuất bauxite lớn, bao gồm Úc, Brazil và Ấn Độ, là những nhà sản xuất alumina lớn nhất, mặc dù không có nước nào sánh được với Trung Quốc.

Alumina được sử dụng trong một số ngành công nghiệp, bao gồm nhựa, mỹ phẩm và sản xuất hóa chất. Tất nhiên, phần lớn trong số đó được chuyển đến các lò luyện kim để sản xuất nhôm.

Giai đoạn thứ ba: sản xuất nhôm

Alumina được chuyển thành nhôm bằng cách khử điện phân. Ngoài alumina, một khoáng chất khác gọi là cryolit là chìa khóa của quá trình này, cùng với rất nhiều điện năng.

Trong các cơ sở luyện nhôm, hàng trăm tế bào điện phân chứa đầy cryolit nóng chảy. Alumina được đổ vào các tế bào này và một dòng điện mạnh sẽ phá vỡ liên kết hóa học giữa các nguyên tử nhôm và oxy. Kết quả của quá trình điện phân là chất lỏng nhôm nguyên chất lắng xuống đáy máy điện phân, sau đó được tinh chế và đúc thành nhiều hình dạng và kích cỡ khác nhau.

Trung Quốc thống trị sản xuất nhôm toàn cầu và là nước tiêu dùng lớn nhất. Nước láng giềng Ấn Độ, với sản lượng chỉ bằng 1/10 của Trung Quốc, đứng ở vị trí thứ hai.

Giống như trường hợp sản xuất alumina, một số quốc gia sản xuất bauxite và alumina cũng sản xuất nhôm, như Ấn Độ, Úc và Nga.

Khoảng một phần tư lượng nhôm sản xuất mỗi năm được sử dụng trong ngành xây dựng. 23% khác được sử dụng trong khung ô tô, dây điện, bánh xe và các bộ phận khác của ngành vận tải. Giấy nhôm, lon và bao bì cũng là những mục đích sử dụng cuối cùng chính khác, chiếm 17% lượng tiêu thụ.

Ứng dụng rộng rãi của nhôm khiến nó trở thành một trong những thị trường kim loại có giá trị nhất. Năm 2021, quy mô thị trường nhôm toàn cầu là khoảng 245,7 tỷ USD và dự kiến ​​sẽ tăng gần gấp đôi lên 498,5 tỷ USD vào năm 2030 khi mức tiêu thụ tăng lên.