Bauxiterz mit hohen Konzentrationen an Aluminiumoxiden (65% oder mehr) kann nur in tropischen Regionen beiderseits des \u00c4quators wirtschaftlich abgebaut werden; Gibbsit- und B\u00f6hmitvorkommen liegen typischerweise in diesen Regionen, w\u00e4hrend Diaspore vorwiegend in n\u00f6rdlichen Regionen vorkommt.<\/p>\n
Das Bayer-Verfahren besteht aus vier Schritten: Aufschluss, Kl\u00e4rung, F\u00e4llung und Kalzinierung. Die Ergebnisse des Energieverbrauchs f\u00fcr diese Prozesse werden im Folgenden anhand von LCA-Simulationen am Beispiel von Gibbsit und B\u00f6hmit-Diasporen-Bauxit dargestellt.<\/p>\n
Aluminium ist das am dritth\u00e4ufigsten vorkommende Element in der Erdkruste und seine Hauptquelle f\u00fcr die Produktion ist Bauxit (Al2O3), das im Tagebau abgebaut und zu Raffinerien transportiert wird, wo es nach dem Bayer-Verfahren zu Aluminium verarbeitet wird. Der Energieverbrauch bei der Raffination umfasst den Aufschluss von Bauxit und die Kalzinierung von Aluminiumoxid, wobei die Verbrennung von Erdgas f\u00fcr 66% der THG-Emissionen aus diesem Prozess verantwortlich ist.<\/p>\n
Der Aufschluss von Bauxit ist der erste Schritt des Bayer-Verfahrens. Die Natronlaugekonzentration spielt eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der Aufschlussf\u00e4higkeit; die Effizienz steigt mit zunehmender Konzentration bis zu einem H\u00f6chstwert von 260 g\/L.<\/p>\n
Bei der Nassmahlung von Bauxiterz in Stabm\u00fchlen, Kugelm\u00fchlen oder halbautogenen M\u00fchlen entsteht ein feiner Schlamm, der dann in Aufschlussbeh\u00e4lter geleitet wird, wo er mit hei\u00dfem Wasser unter hohem Druck und bei hoher Temperatur zu \"Gr\u00fcnlauge\" vermischt wird. Die Rotschlammr\u00fcckst\u00e4nde werden abgetrennt und mit Hilfe von groben Zyklonen und Recheneindickern abgewaschen, und ihre R\u00fcckst\u00e4nde werden als \"verbrauchte Lauge\" f\u00fcr einen weiteren Aufschluss zur\u00fcckgef\u00fchrt.<\/p>\n
Beim Bayer-Aufschluss von nichtmagnetischem Bauxit werden die eisenhaltigen Mineralien durch Reduktionsr\u00f6stung und magnetische Abtrennung von der Tonerde getrennt, wobei Diaoyudaoit und Natriumaluminiumsilikat bei der Verarbeitung bei niedrigeren Aufschlusstemperaturen die Hauptquellen f\u00fcr die Tonerde sind.<\/p>\n
Die Aufschlussphase verbraucht den h\u00f6chsten Energiebedarf bei der Raffination von Aluminiumoxid, da sie viel W\u00e4rmeenergie zum Erhitzen von Natronlauge verbraucht. Au\u00dferdem ist der Wasser- und Stromverbrauch in dieser Phase ebenfalls erheblich. Wenn ein durchschnittlicher EU-Energiemix f\u00fcr die Analyse herangezogen wird, zeigen die LCA-Ergebnisse, dass 639 kg CO2-\u00c4quivalente direkt pro Tonne produziert werden, die mit dem Bayer-Verfahren unter Verwendung von Erdgas als W\u00e4rmequelle f\u00fcr den Aufschlussprozess erzeugt werden; die Emissionen gingen erheblich zur\u00fcck, wenn stattdessen Erdgas als W\u00e4rmequelle verwendet wurde, was den Einfluss auf die Umweltindikatoren in den LCA-Berechnungen zeigt.<\/p>\n
Aluminium ist ein weiches, silbriges Metall, das in der Natur in Mineralien und Gesteinen wie Bauxit mit Sauerstoff gebunden vorkommt. Zur Herstellung von Aluminium muss Bauxit jedoch zun\u00e4chst verarbeitet werden - dies erfordert die Zugabe von Wasser und verschiedenen Verunreinigungen wie Eisenoxid, Siliziumdioxid und Eisenoxid; nur Bauxite mit einer Tonerdekonzentration von 30-66% sind f\u00fcr die Verarbeitung wirtschaftlich sinnvoll. Nur bestimmte L\u00e4nder verf\u00fcgen \u00fcber ausreichende Vorkommen mit ausreichender wirtschaftlicher Tonerdekonzentration, um die weltweite Aluminiumnachfrage zu decken.<\/p>\n
Zur Herstellung von Aluminiumoxid muss Bauxit zun\u00e4chst bei hohen Temperaturen durch Aufschluss in Natronlauge aufgel\u00f6st werden - dieser Vorgang wird als Aufschluss bezeichnet. Anschlie\u00dfend muss die L\u00f6sung in Verdickern gekl\u00e4rt werden, bevor sie in Rotschlamm- und Natriumaluminatl\u00f6sungen getrennt wird. Rotschlamm ist der unl\u00f6sliche R\u00fcckstand aus der Bauxitverarbeitung, w\u00e4hrend Natriumaluminatl\u00f6sungen durch hohe Tanks, so genannte Abscheider, geleitet werden, in denen Aluminiumhydroxidkerne (sehr kleine Partikel) zugesetzt werden, die beim Abk\u00fchlen die Bildung fester Aluminiumhydroxidkristalle f\u00f6rdern, die sich am Boden dieser Tanks absetzen, bevor sie entfernt werden und eine weitere Verarbeitung oder Entsorgung erm\u00f6glichen.<\/p>\n
F\u00fcr jede produzierte Tonne Aluminium fallen mindestens zwei Tonnen Abfall an, darunter Abf\u00e4lle aus dem Bergbau, Produktionsr\u00fcckst\u00e4nde aus der Tonerdegewinnung und andere Schrottmaterialien oder feste Abf\u00e4lle. Bei der Verh\u00fcttung werden auch Treibhausgase freigesetzt.<\/p>\n
Der Bauxitabbau ist ein arbeitsintensiver Prozess, bei dem schwere Maschinen in steilem, unnachgiebigem Gel\u00e4nde zum Einsatz kommen. Dar\u00fcber hinaus kann der Betrieb von Ger\u00e4ten wie Schabern und Bohrern Ganzk\u00f6rpervibrationen verursachen, die zu Muskel-Skelett-Erkrankungen und Wirbels\u00e4ulenbeschwerden f\u00fchren, sowie Hand-Arm-Vibrationen durch vibrierende Werkzeuge wie H\u00e4mmer und Elektrowerkzeuge - was das Risiko noch erh\u00f6ht.<\/p>\n
Es gibt zwar saure und elektrothermische Verfahren zur Gewinnung von Tonerde, aber sie sind teuer. Das Bayer-Verfahren ist die vorherrschende Raffinationsmethode und besteht aus vier Schritten - Aufschluss, Kl\u00e4rung, Ausf\u00e4llung und Kalzinierung -, die zur Raffination verwendet werden. Australien verf\u00fcgt \u00fcber Minen und Raffinerien in Westaustralien (Kwinana und Wagerup) und Queensland sowie \u00fcber Aluminiumh\u00fctten in Tasmanien, Queensland und Yarwun, w\u00e4hrend China f\u00fcr seine Produktion stark auf Einfuhren aus Australien, Brasilien, Guinea usw. angewiesen ist.<\/p>\n
Bauxit, das Haupterz des Aluminiums, bildet oft verwitterte Decken, die als Laterit oder Duricrust bekannt sind, \u00fcber verschiedenen Gesteinsarten, die tonerdehaltige Mineralien enthalten, darunter Eisenoxide, Siliziumdioxid und Titanoxid. Tonerde kann durch Aufschluss und Ausf\u00e4llung von Laterit-\/Durikrustschichten gewonnen werden.<\/p>\n
Durch Kalzinierung von Aluminiumoxid wird handels\u00fcbliches reines Aluminiumoxid hergestellt. Es wird gefiltert und gewaschen, um mitgerissene Lauge und L\u00f6sung zu entfernen, und dann entweder in Drehrohr\u00f6fen oder station\u00e4ren Wirbelschichtkalzinatoren auf bis zu 960 Grad Celsius erhitzt, um diesen Prozess abzuschlie\u00dfen.<\/p>\n
Gibbsit und B\u00f6hmit werden w\u00e4hrend der Kalzinierung durch Freisetzung von OH-Gruppen mit einem Wasserverlust von bis zu 30% in Alpha-Aluminiumoxid umgewandelt, was zu hervorragenden Umwandlungsraten und Produkteigenschaften f\u00fchrt. F\u00fcr maximale Effektivit\u00e4t und optimale Umwandlungsraten sollte Gibbsit im Vergleich zu B\u00f6hmit eine gr\u00f6\u00dfere mittlere Teilchengr\u00f6\u00dfe aufweisen, um die besten Umwandlungsraten und Produkteigenschaften zu erzielen. Dies wird dadurch unterst\u00fctzt, dass seine Oberfl\u00e4che fast 280-mal gr\u00f6\u00dfer ist als die seines Gegenst\u00fccks, des GB-Vorl\u00e4ufers.<\/p>\n
Diese Texturparameter sind entscheidend f\u00fcr die Herstellung von Aluminiumoxidpulvern, die f\u00fcr die Verwendung als Katalysatoren und Absorptionsmittel ma\u00dfgeschneidert sind, sowie f\u00fcr die Bestimmung der Abriebfestigkeit und des niedrigen LOI-Wertes. Nach der Herstellung wird diese Tonerde dann eingeschmolzen, um metallisches Aluminium zu erzeugen.<\/p>\n
Beim Schmelzen wird Tonerde bei hohen Temperaturen in einem Lichtbogenofen erhitzt, um geschmolzenes Aluminium zu erzeugen, w\u00e4hrend Verunreinigungen wie Eisen und Silizium \u00fcber elektrochemische Anoden entfernt werden, so dass nur reines Aluminium auf den Kathoden zur\u00fcckbleibt, das dann in Barren zur weiteren Verarbeitung gegossen wird.<\/p>\n
Tonerde kann dann zu Bauxit weiterverarbeitet werden, das zur Herstellung verschiedener Produkte mit einem Aluminiumgehalt von 10%-30% nach Gewicht verwendet wird. Kunststoff ist ein au\u00dfergew\u00f6hnlich flexibles Material mit zahlreichen physikalischen Eigenschaften wie Festigkeit, H\u00e4rte und elektrischer Leitf\u00e4higkeit. Er findet sich in Baumaterialien wie Fenstern und T\u00fcren ebenso wie in Automobilanwendungen wie Bremsbel\u00e4gen und Getriebekomponenten. Bauxit ist weithin als ungiftiges Mineral anerkannt, das keine nennenswerten Gefahren f\u00fcr Mensch und Umwelt mit sich bringt. Allerdings muss die Bergbauindustrie die Umweltrisiken, auf die sie st\u00f6\u00dft, streng kontrollieren; \u00e4ltere Aluminiumoxidraffinerien k\u00f6nnen asbesthaltige Mineralien enthalten, die mit Mesotheliomen und anderen Lungenerkrankungen in Verbindung gebracht werden.<\/p>\n
Tonerde (auch Aluminiumoxid genannt) ist der wichtigste Rohstoff f\u00fcr die Herstellung von Aluminium, der durch Raffination von Bauxit und Raffinade gewonnen wird. Raffinierte Tonerde kann dann zur Herstellung von Prim\u00e4raluminium durch ein elektrolytisches Verfahren verwendet werden; pro produzierter Tonne sind etwa zwei Tonnen erforderlich. Raffinierte Tonerde wird auch als Wasserreinigungsmittel sowie als Zusatzstoff in der Stahlproduktion, f\u00fcr feuerfeste Materialien und in der Keramikindustrie verwendet.<\/p>\n
Die Tonerdegewinnung erfolgt nach dem Bayer-Verfahren, einem vierstufigen Verfahren. Der Aufschluss beginnt mit dem Mischen von Bauxit mit Natronlauge bei sehr hohen Temperaturen in speziellen Aufschlussbeh\u00e4ltern; bei der Ausf\u00e4llung werden dann durch mechanisches R\u00fchren in offenen Tanks Tonerdekristalle aus dieser L\u00f6sung gewonnen; die ausgef\u00e4llte Tonerde wird dann durch Schwerkraft oder Zyklon in verschiedene Gr\u00f6\u00dfen sortiert - die gr\u00f6\u00dferen werden zur Kalzinierung weitergeleitet, w\u00e4hrend die kleineren zur Kl\u00e4rung geschickt werden.<\/p>\n
Bauxitminen produzieren als Ergebnis der Abbau- und Veredelungsprozesse erhebliche Abfallprodukte wie Bodenverunreinigungen, Aluminiumoxid-Feinanteile und andere Abfallstoffe. In Aluminiumoxidraffinerien fallen pro Tonne Tonerde etwa zwei bis 2,5 Tonnen feste Abf\u00e4lle an, die zum Teil sogar giftiges Tenormin (TENORM) enthalten k\u00f6nnen.<\/p>\n
Sicherheit ist sowohl beim Bauxitabbau als auch bei der Raffination von gr\u00f6\u00dfter Bedeutung, da die Arbeiter bei beiden T\u00e4tigkeiten Gesundheits- und Sicherheitsrisiken ausgesetzt sind. An bestimmten Minenstandorten werden die Arbeiter genau auf Insektenstiche \u00fcberwacht, und es k\u00f6nnen Moskitonetze oder andere Pr\u00e4ventivma\u00dfnahmen eingesetzt werden, um dieses Risiko zu verringern; eine Malariaprophylaxe kann empfohlen werden, w\u00e4hrend je nach Standort auch eine Gelbfieberimpfung erforderlich sein kann.<\/p>\n
Nur 20 L\u00e4nder der Welt betreiben Aluminiumoxidraffinerien, die meisten davon in China, Brasilien und Australien. Die in diesen Raffinerien produzierte Tonerde wird in der Regel als Rohstoff f\u00fcr die Prim\u00e4rproduktion an Aluminiumh\u00fctten verkauft, w\u00e4hrend die verbleibende Menge an andere Hersteller f\u00fcr verschiedene Zwecke verkauft wird. Raffinerien erfordern f\u00fcr einen optimalen Betrieb erhebliche Investitionen in Zeit, Geld und Humanressourcen.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Bauxite ore with high concentrations of aluminium oxides (65% or greater) can only be economically mined when located near tropical regions both sides of the Equator; gibbsite and boehmite deposits typically fall in these locations while diaspore is predominantly located in northern regions. The Bayer process entails four steps: digestion, clarification, precipitation and calcination. Energy […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[64],"tags":[],"class_list":["post-645","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/645","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=645"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/645\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":646,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/645\/revisions\/646"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=645"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=645"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=645"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}