Aluminium adalah elemen logam yang paling biasa ditemui di Bumi, berjumlah kira-kira 8% kerak Bumi. Walau bagaimanapun, aluminium sebagai elemen reaktif dan oleh itu tidak berlaku secara semulajadi – ia perlu diperhalusi untuk menghasilkan logam aluminium. Bahan permulaan utama untuk penapisan aluminium adalah bauksit, sumber komersial utama dunia aluminium. Bauxite adalah batu sedimen, dan terdiri kebanyakannya daripada aluminium mineral gibbsite (Al(Oh)3), boehmite (γ-AlO(Oh)) dan diaspore (α-AlO(Oh)), dan biasanya dicampur dengan goethite dua oksida besi dan hematite, mineral tanah liat aluminium kaolinit dan sejumlah kecil anatase (TiO2) dan/atau ilmenite (FeTiO3).
Deposit Baxite tersebar di seluruh dunia, kebanyakannya berlaku di kawasan tropika atau subtropika. Walaupun rizab bauksit terbukti dijangka bertahan selama bertahun-tahun, kualiti rizab yang boleh diakses secara ekonomi semakin menurun. Untuk penapis, yang menjalankan perniagaan pemprosesan bauksit untuk membuat alumina, dan akhirnya logam aluminium, ini adalah satu cabaran dengan implikasi kewangan dan alam sekitar.
Proses memperhalusi bauksit metalurgi ke dalam alumina melibatkan input berikut:
Output berikut dijana:
Proses kimia yang paling banyak digunakan untuk memperhalusi bauksit ke dalam alumina, proses Bayer, melibatkan membubarkan Al2O3 daripada batu bauksit dengan soda kaustik (NaOH) pada suhu tinggi dan tekanan. Pecahan Al2O3 bauxite dibubarkan ke dalam penyelesaian, kemudiannya disepurnakan sebagai alumina. Walau bagaimanapun, bauxite gred tinggi mengandungi sehingga 60% Al2O3, dan banyak deposit bauksit operasi adalah baik di bawah ini, kadang-kadang serendah 30-40% Al2O3. Kerana produk yang dikehendaki adalah kesucian al2O3 yang tinggi, baki oksida di baitulit (Fe2O3, SiO2, TiO2, Bahan organik) diasingkan daripada Al2O3 dan ditolak sebagai sisa penapisan alumina (ARR) atau lumpur merah. Secara umum, kualiti ba bauxite yang lebih rendah (iaitu kandungan Al2O3 yang lebih rendah) lebih banyak lumpur merah dijana setiap tan produk alumina. sebagai tambahan, walaupun beberapa mineral galas Al2O3, terutamanya kaolinite, menghasilkan reaksi sampingan yang tidak diingini semasa proses penapisan dan membawa kepada peningkatan dalam generasi lumpur merah, serta kehilangan bahan kimia soda kaustik yang mahal, kos pembolehubah besar dalam proses penapisan baja.
Lumpur merah atau ARR mewakili cabaran besar dan berterusan untuk industri aluminium. Lumpur merah mengandungi sisa bahan kimia kausa yang ketara dari proses penapisan, dan sangat alkali, selalunya dengan pH 10 – 13. Ia dihasilkan dalam jumlah yang besar di seluruh dunia – mengikut USGS, anggaran pengeluaran alumina global 121 juta tan dalam 2016. Ini mungkin menyebabkan lebih daripada 150 juta tan lumpur merah yang dihasilkan dalam tempoh yang sama. Walaupun penyelidikan berterusan, lumpur merah pada masa ini mempunyai beberapa laluan yang berdaya maju secara komersial untuk kegunaan semula yang bermanfaat. Dianggarkan bahawa sangat sedikit lumpur merah dinaikkan semula di seluruh dunia. Sebaliknya lumpur merah dipam dari kilang penapisan alumina ke dalam impoundmen penyimpanan atau tapak pelupusan sampah, di mana ia disimpan dan dipantau dengan kos yang besar.
Kehilangan soda kaustik mahal (NaOH) dan penjanaan lumpur merah kedua-duanya berkaitan dengan kualiti bacelin yang digunakan dalam proses penapisan. Secara umum, menurunkan kandungan Al2O3 bauksit, lebih besar jumlah lumpur merah yang akan dijana, kerana fasa bukan Al2O3 ditolak sebagai lumpur merah. sebagai tambahan, semakin tinggi kandungan slika kaolinit atau reaktif ba bauxite, lebih banyak lumpur merah akan dijana. Kandungan slika reaktif bukan sahaja meningkatkan kelantangan lumpur merah, tetapi juga menggunakan reagen soda kaustik dan mengurangkan hasil Al2O3 pulih dari bauksit. Oleh itu, terdapat kedua-dua hujah ekonomi dan alam sekitar yang akan dibuat untuk meningkatkan kualiti bacelin sebelum penapisan.
Proses pemisahan kering STET menawarkan pengeluar bauksit atau penapisan bauksit peluang untuk melakukan peningkatan pra-Bayer bijih bauxite untuk meningkatkan kualiti. Pendekatan ini mempunyai banyak faedah:
Secara ringkasnya, pemprosesan kering dengan pemisah STET menawarkan peluang untuk menjana nilai bagi pengeluar dan penapisan baja. Pra-pemprosesan bacelin sebelum penapisan akan mengurangkan kos kimia, menurunkan jumlah lumpur merah yang dihasilkan dan meminimumkan kecewa proses.
Rujukan: