صهر الألومنيوم: تعريفه وطريقة عمله الصناعية
صهر الألومنيوم هو عملية صناعية تستخدم لإنتاج المعادن. وتعتمد الطريقة التي يتم بها ذلك على ما إذا كان يتم إنتاج الألمنيوم عن طريق عملية أولية تشمل البوكسيت أو عملية ثانوية تشمل الخردة. العملية الأساسية هي الأكثر تعقيداً وذات طاقة كثيفة.
وينقسم إنتاج الألومنيوم عموما إلى فئتين، الابتدائية والثانوية. وتشمل عملية صهر الألومنيوم الأولية عملية تبدأ باستخلاص المعدن من خام البوكسيت، وهو نوع من الصخور الأكثر شيوعاً في المناخات الاستوائية وشبه الاستوائية. تبدأ هذه العملية من خلال الحصول أولاً على المواد الخام المعروفة باسم الألومينا من البوكسيت.
ولتحقيق ذلك، يتم خلط الخام الذي تم فرزه مع هيدروكسيد الصوديوم تحت ظروف درجات الحرارة العالية والضغط العالي. وتعرف هذه الخطوة باسم الهضم، وعادة ما يسمى الجهاز الذي يستخدم هو الهاضم. يؤدي التحريض والظروف داخل الهضم إلى فصل ألومينات الصوديوم وبقايا البوكسيت. تميل المخلفات إلى الغرق إلى أسفل الخليط. ومن ثم فمن الضروري فصل المخلفات من الألومينا، والذي يتحقق عن طريق الترشيح.
عندما يتم تصفية الألومينا لأول مرة، يمكن العثور عليها في شكل تبلور. هذه البلورات تخضع لعملية تعرف باسم الترسيب، والذي ينطوي على استخدام هيدرات الألومينا لخلق شكل أنقى من بلورات الألومينا. الخطوة التالية هي التكليس، والذي ينطوي على غسل الشوائب وإزالة المياه من البلورات. هذا الجزء من العملية يتطلب استخدام مستويات عالية من الحرارة، وسوف يؤدي في النهاية إلى مسحوق أبيض، وهو الألومينا.
https://www.youtube.com/watch?v=gfdWKjpePLY
عند هذه النقطة، سوف تشمل صهر الألومنيوم تحويل المسحوق إلى شكل معدني. وهذا يتطلب كميات كبيرة من التيار المباشر (DC)، والذي يتم في موانع يشار إليها باسم وعاء تخفيض. المعدن الذي يتم إنتاجه في وعاء تخفيض يستقر عموماً إلى أسفل ويتم سيفون بشكل دوري. وعادة ما تكون عملية الصهر عملية بدون توقف.
صهر الألومنيوم الثانوي يختلف قليلا لأنه ينطوي على استخراج المعادن من المواد الخردة أو المنتجات الثانوية المعروفة باسم خبث، والتي يتم إنشاؤها خلال صهر الألومنيوم الأولية. عندما يكون الانتعاش ببساطة من الخردة، وعادة ما يذوب المواد في ريفيربيراتوري الغاز، أو ريفيربيراتوري النفط، أو فرن الموقد. ثم يتم استخدام الحلول الكيميائية لإزالة الشوائب وإنتاج الألومنيوم من تنقيته متفاوتة. عندما تكون خبث متورط، يجب أولا أن تتم معالجتها بطريقة مماثلة لخام البوكسيت قبل أن يتم استخراج المعادن باستخدام مصدر الحرارة.
وعادة ما تكون عملية صهر الألومنيوم الأولية عملية كثيفة الاستخدام للطاقة. ولا تتطلب الصهر الثانوي سوى جزء صغير من الطاقة المطلوبة للعملية الأولية. الألمنيوم المنتج ليس عادة 100 في المئة نقية. في أفضل الأحوال، قد يكون 99.7 في المئة نقية.
