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Aluminium ist das häufigste Metallelement auf der Erde, insgesamt etwa 8% der Erdkruste. Jedoch, Aluminium als Element reaktiv ist und daher nicht natürlich vorkommt – es muss verfeinert werden, um Aluminium-Metall zu produzieren. Das primäre Ausgangsmaterial für die Aluminiumraffination ist Bauxit, die weltweit wichtigste kommerzielle Quelle für Aluminium. Bauxit ist ein Sedimentgestein, und besteht hauptsächlich aus den Aluminiummineralien Gibbsite (Al(OH)3), boehmite (A-AlO(OH)) und Diaspore (A-AlO(OH)), und wird in der Regel mit den beiden Eisenoxiden Goethit und Hämatit gemischt, das Aluminium-Tonmineral Kaolinit und geringe Mengen an Anatase (TiO2) und/oder Ilmenit (FeTiO3).
Bauxit-Ablagerungen sind weltweit verteilt, vor allem in tropischen oder subtropischen Regionen. Obwohl nachgewiesene Bauxitreserven voraussichtlich viele Jahre, die Qualität der reserven, auf die wirtschaftlich zugegriffen werden kann, nimmt ab. Für Raffinerien, die in der Bauxitverarbeitung zur Herstellung von Aluminiumoxid tätig sind, und schließlich Aluminium-Metall, dies ist eine Herausforderung, die sowohl finanzielle als auch ökologische Auswirkungen hat.
Das Verfahren zur Verfeinerung des metallurgischen Bauxites zu Aluminiumoxid umfasst die folgenden Eingänge:
Folgende Ausgänge werden generiert::
Das am weitesten verbreitete chemische Verfahren zur Veredelung von Bauxit in Aluminiumoxid, der Bayer-Prozess, beinhaltet das Lösen des Al2O3 aus dem Bauxitgestein mit Natronlauge (Naoh) bei erhöhter Temperatur und Druck. Der Al2O3-Anteil des Bauxites wird in Lösung aufgelöst, später als Aluminiumoxid ausgefällt werden. Jedoch, ein hochwertiges Bauxit enthält bis zu 60% Al2O3, und viele operative Bauxit-Ablagerungen liegen deutlich unter diesem, gelegentlich so niedrig wie 30-40% Al2O3. Da das gewünschte Produkt ein hochreines Al2O3 ist, die restlichen Oxide im Bauxit (Fe2O3, SiO2, TiO2, Organisches Material) werden von der Al2O3 getrennt und abgelehnt, da die Aluminiumoxid-Raffinerie (Arr) oder roter Schlamm. Im allgemeinen, die geringere Qualität des Bauxites (dh niedrigerer Al2O3-Gehalt) je Tonne Aluminiumoxid-Produkt mehr roten Schlamm erzeugt. Außerdem, sogar einige Al2O3-Lagermineralien, insbesondere Kaolinit, unerwünschte Nebenreaktionen während des Raffinationsprozesses erzeugen und zu einer Zunahme der Rotschlammerzeugung führen, sowie den Verlust teurer Natronlauge, hohe variable Kosten im Bauxit-Raffinationsprozess.
Roter Schlamm oder ARR stellt eine große und anhaltende Herausforderung für die Aluminiumindustrie dar. Roter Schlamm enthält signifikante Reste der ätzenden chemischen Reste des Raffinationsprozesses, und ist hochalkalisch, oft mit einem pH-Wert von 10 – 13. Es wird weltweit in großen Mengen erzeugt – nach USGS, geschätzte globale Aluminiumoxidproduktion 121 Millionen Tonnen in 2016. Dies führte wahrscheinlich zu mehr als 150 Millionen Tonnen Roten Schlamm im gleichen Zeitraum erzeugt. Trotz laufender Forschung, Roter Schlamm hat derzeit nur wenige kommerziell tragfähige Wege zur vorteilhaften Wiederverwendung. Es wird geschätzt, dass sehr wenig von rotem Schlamm weltweit vorteilhaft wiederverwendet wird. Stattdessen wird der rote Schlamm aus der Aluminiumoxidraffinerie in Lageraufschüttungen oder Deponien gepumpt, wo es zu hohen Kosten gelagert und überwacht wird.
Der Verlust teurer Natronlauge (Naoh) und die Erzeugung von Rotem Schlamm hängt beide mit der Qualität des Bauxites zusammen, das bei der Verfeinerung verwendet wird.. Im allgemeinen, je niedriger der Al2O3-Gehalt des Bauxites, desto größer ist das Volumen des roten Schlamms, der erzeugt wird, da die Nicht-Al2O3-Phasen als roter Schlamm abgelehnt werden. Außerdem, je höher der Kaolinit- oder reaktive Kieselsäuregehalt des Bauxites, desto mehr roter Schlamm wird erzeugt. Der reaktive Kieselsäuregehalt erhöht nicht nur das Volumen des roten Schlamms, verbraucht auch Natronlauge und reduziert die Ausbeute von Al2O3, das aus dem Bauxit gewonnen wird. Daher, es gibt sowohl ein wirtschaftliches als auch ein ökologisches Argument für die Verbesserung der Qualität von Bauxit vor der.
Das STET Trockentrennungsverfahren bietet Bauxitherstellern oder Bauxit-Raffinerien die Möglichkeit, Bauxiterz vor dem Bayer-Prozess aufzurüsten, um die Qualität zu verbessern. Dieser Ansatz hat viele Vorteile:
Zusammenfassend, Trockenverarbeitung mit dem STET-Separator bietet Möglichkeiten, Bauxitproduzenten und -raffinerien Wert zu generieren. Die Vorverarbeitung von Bauxit vor der Raffination senkt die chemischen Kosten, das Volumen des erzeugten roten Schlamms zu senken und Prozessstörungen zu minimieren.
Referenzen:
