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एल्यूमीनियम पृथ्वी पर पाया सबसे आम धातु तत्व है, के बारे में कुल 8% पृथ्वी की पपड़ी की. हालांकि, एक तत्व के रूप में एल्यूमीनियम प्रतिक्रियाशील है और इसलिए स्वाभाविक रूप से नहीं होता है – यह एल्यूमीनियम धातु का उत्पादन करने के लिए परिष्कृत करने की जरूरत है. एल्यूमीनियम रिफाइनिंग के लिए प्राथमिक प्रारंभिक सामग्री बॉक्साइट है, एल्यूमीनियम का दुनिया का मुख्य वाणिज्यिक स्रोत. बॉक्साइट एक तलछट चट्टान है, और ज्यादातर एल्यूमीनियम खनिजों गिब्साइट के होते हैं (अल(ओह)3), बोहमाइट (γ-एएलओ(ओह)) और डायस्पोर (α-AlO(ओह)), और आमतौर पर दो लोहे के ऑक्साइड गोएथिनाइट और हेमेटाइट के साथ मिलाया जाता है, एल्यूमीनियम मिट्टी खनिज काओलिनाइट और छोटी मात्रा में एनाटेस (TiO2) और/या इल्मेनिट (FeTiO3).
बॉक्साइट जमा दुनिया भर में फैले हुए हैं, ज्यादातर उष्णकटिबंधीय या उपोष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में होने वाली. हालांकि बॉक्साइट के सिद्ध भंडार कई वर्षों के लिए पिछले करने की उम्मीद कर रहे हैं, भंडार है कि आर्थिक रूप से पहुँचा जा सकता है की गुणवत्ता में गिरावट आ रही है. रिफाइनरों के लिए, जो एल्यूमिना बनाने के लिए बॉक्साइट प्रोसेसिंग के कारोबार में हैं, और अंततः एल्यूमीनियम धातु, यह दोनों वित्तीय और पर्यावरणीय निहितार्थ के साथ एक चुनौती है.
एल्यूमिना में धातुकर्मीय बॉक्साइट को परिष्कृत करने की प्रक्रिया में निम्नलिखित इनपुट शामिल हैं:
निम्नलिखित आउटपुट उत्पन्न होते हैं:
एल्यूमिना में बॉक्साइट को परिष्कृत करने की सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली रासायनिक प्रक्रिया, बायर प्रक्रिया, कास्टिक सोडा के साथ बॉक्साइट रॉक से बाहर Al2O3 भंग शामिल है (Naoh) ऊंचा तापमान और दबाव पर. बॉक्साइट का Al2O3 अंश समाधान में भंग हो जाता है, बाद में एल्यूमिना के रूप में बाहर उपजी हो. हालांकि, एक उच्च ग्रेड बॉक्साइट में अप तक होता है 60% Al2O3, और कई ऑपरेटिंग बॉक्साइट जमा इस के नीचे अच्छी तरह से कर रहे हैं, कभी-कभी कम के रूप में 30-40% Al2O3. क्योंकि वांछित उत्पाद एक उच्च शुद्धता Al2O3 है, बॉक्साइट में शेष ऑक्साइड (Fe2O3, SiO2, TiO2, जैविक सामग्री) Al2O3 से अलग कर रहे है और एल्यूमिना रिफाइनरी रहता है के रूप में अस्वीकार कर दिया (Arr) या लाल मिट्टी. सामान्य तौर पर, बॉक्साइट की निम्न गुणवत्ता (यानी लोअर Al2O3 सामग्री) अधिक लाल मिट्टी एल्यूमिना उत्पाद के प्रति टन उत्पन्न होता है. इसके अलावा, यहां तक कि कुछ Al2O3 असर खनिज, विशेष रूप से काओलिनाइट, रिफाइनिंग प्रक्रिया के दौरान अवांछनीय पक्ष प्रतिक्रियाओं का उत्पादन और लाल मिट्टी उत्पादन में वृद्धि करने के लिए नेतृत्व, साथ ही महंगे कास्टिक सोडा केमिकल का नुकसान, बॉक्साइट रिफाइनिंग प्रक्रिया में एक बड़ी परिवर्तनीय लागत.
लाल कीचड़ या एआरआर एल्यूमीनियम उद्योग के लिए एक बड़ी और चालनीय चुनौती का प्रतिनिधित्व करता है. लाल मिट्टी में रिफाइनिंग प्रक्रिया से महत्वपूर्ण अवशिष्ट कास्टिक रासायनिक बचा होता है, और अत्यधिक क्षारीय है, अक्सर एक पीएच के साथ 10 – 13. यह दुनिया भर में बड़ी मात्रा में उत्पन्न होता है – यूएसजीएस के अनुसार, अनुमानित वैश्विक एल्यूमिना उत्पादन था 121 मिलियन टन में 2016. यह संभावना से अधिक के परिणामस्वरूप 150 इसी अवधि के दौरान मिलियन टन लाल मिट्टी उत्पन्न होती है. चल रहे शोध के बावजूद, लाल कीचड़ वर्तमान में फायदेमंद फिर से उपयोग करने के लिए कुछ व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य रास्तों है. यह अनुमान लगाया गया है कि दुनिया भर में लाल मिट्टी का बहुत कम लाभकारी रूप से फिर से उपयोग किया जाता है. इसके बजाय लाल मिट्टी भंडारण जब्त या लैंडफिल में एल्यूमिना रिफाइनरी से पंप है, जहां इसे बड़ी कीमत पर संग्रहीत और निगरानी की जाती है.
महंगे कास्टिक सोडा का नुकसान (Naoh) और लाल मिट्टी की पीढ़ी दोनों रिफाइनिंग प्रक्रिया में उपयोग किए जाने वाले बॉक्साइट की गुणवत्ता से संबंधित हैं. सामान्य तौर पर, बॉक्साइट की Al2O3 सामग्री कम, लाल मिट्टी की मात्रा जितनी बड़ी होगी जो उत्पन्न होगी, के रूप में गैर Al2O3 चरणों लाल कीचड़ के रूप में अस्वीकार कर रहे है. इसके अलावा, बॉक्साइट की काओलिनाइट या प्रतिक्रियाशील सिलिका सामग्री जितनी अधिक होगी, अधिक लाल मिट्टी उत्पन्न किया जाएगा. प्रतिक्रियाशील सिलिका सामग्री न केवल लाल मिट्टी की मात्रा बढ़ जाती है, लेकिन यह भी कास्टिक सोडा अभिकर्ण का उपभोग करता है और बॉक्साइट से बरामद Al2O3 की उपज कम कर देता है. इसलिए, रिफाइनिंग से पहले बॉक्साइट की गुणवत्ता में सुधार के लिए एक आर्थिक और पर्यावरणीय तर्क दोनों है.
एसटीईटी ड्राई सेपरेशन प्रोसेस बॉक्साइट उत्पादकों या बॉक्साइट रिफाइनर्स को गुणवत्ता में सुधार के लिए बॉक्साइट अयस्क के प्री-बायर-प्रोसेस अपग्रेड करने का अवसर प्रदान करता है. इस दृष्टिकोण के कई लाभ हैं:
सारांश में, एसटीईटी विभाजक के साथ शुष्क प्रसंस्करण बॉक्साइट उत्पादकों और रिफाइनरों के लिए मूल्य उत्पन्न करने के अवसर प्रदान करता है. रिफाइनिंग से पहले बॉक्साइट के प्री-प्रोसेसिंग से रासायनिक लागत कम हो जाएगी, उत्पन्न लाल मिट्टी की मात्रा कम करें और प्रक्रिया विचलित कर देता कम करें.
संदर्भ:
