Procesamiento del aluminio

4 de diciembre Procesamiento del aluminio

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Procesamiento del aluminio

Procesamiento del aluminio: minerales
El aluminio es el tercer elemento más abundante en la superficie terrestre. Solo el oxígeno y el silicio son más comunes. La corteza terrestre, hasta una profundidad de 16 kilómetros (10 millas), contiene un 8 % de aluminio. El aluminio tiene una fuerte tendencia a combinarse con otros elementos comunes, por lo que rara vez se encuentra en la naturaleza en forma metálica. Sin embargo, sus compuestos son un componente importante de prácticamente todas las rocas comunes. Se encuentra en la arcilla, el pizarra, el esquisto, el granito, la sienita y la anortosita.

El mineral de aluminio más importante, una roca que contiene hierro y compuesta en aproximadamente un 52 % por óxido de aluminio, se descubrió en 1821 cerca de Les Baux, en el sur de Francia. Posteriormente, este material recibió el nombre de bauxita. La bauxita se define, en esencia, como un mineral de aluminio con distintos grados de pureza en el que el aluminio, en forma de hidróxido de aluminio u óxido de aluminio, es el componente principal. Las impurezas son, en su mayor parte, óxido de hierro, sílice y dióxido de titanio.

La bauxita presenta una gran variedad de aspectos físicos, dependiendo de su composición y de las impurezas que contenga. Su color varía desde el blanco amarillento hasta el gris, o desde el rosa hasta el rojo oscuro o el marrón si tiene un alto contenido en óxidos de hierro. Puede tener una textura terrosa o presentar una consistencia que va desde la arcilla hasta la roca. Se han encontrado yacimientos de bauxita en todos los continentes del mundo, excepto en la Antártida. Los yacimientos más ricos se encuentran generalmente en zonas que, durante su formación, se encontraban en climas tropicales y subtropicales, lo que proporcionaba condiciones óptimas de fuertes precipitaciones, temperaturas cálidas constantes y buen drenaje.

Se encuentran grandes yacimientos en las islas del Caribe, el norte de Sudamérica, Australia, la India, Indonesia, Malasia, China, Rusia, Kazajistán, África occidental, Grecia, Croacia, Bosnia y Herzegovina, Montenegro, Hungría, Italia y Francia.

No todas las bauxitas resultan rentables para la producción de aluminio. Solo se considera viable el mineral con un contenido de óxido de aluminio del 30 % o superior. Por lo general, solo se consideran rentables para su procesamiento aquellos minerales que contienen concentraciones significativas de los minerales gibbsita y boehmita, que contienen un 65 % y un 85 % de alúmina, respectivamente. La gibbsita se encuentra principalmente en zonas tropicales a ambos lados del ecuador, mientras que la boehmita se encuentra sobre todo al norte del cinturón subtropical, en Rusia, Kazajistán, Turquía y China.

Los yacimientos conocidos de bauxita pueden abastecer al mundo de aluminio durante cientos de años, manteniendo los niveles actuales de producción. Cuando se agoten los yacimientos de bauxita de alta ley, quedarán por explotar importantes reservas de minerales secundarios: yacimientos de laterita en el noroeste de Estados Unidos y Australia, anortosita en el oeste de Estados Unidos, apatita y alunita en Europa, y caolinita en el sureste de Estados Unidos. También existen otras fuentes de alúmina distintas de la bauxita: arcillas de alúmina, dawsonita, lutitas aluminosas, rocas ígneas y minerales como la saprolita y la silimanita. En Rusia, la alúmina se refina a partir de minerales no bauxíticos, concretamente de sienita nefelínica y alunita. Los vastos yacimientos de bauxita en Australia, Guinea e Indonesia han tendido a posponer el interés por los minerales secundarios en otros lugares.

Procesamiento del aluminio - Minería
La mayor parte, con diferencia, de la bauxita que se explota comercialmente se encuentra en la superficie terrestre o cerca de ella. Por consiguiente, se extrae en canteras a cielo abierto, lo que solo requiere una eliminación mínima de la capa de recubrimiento. Los yacimientos de bauxita se desmenuzan mediante voladuras y se extraen con palas mecánicas o dragalinas, y el mineral se transporta en camión, por ferrocarril o mediante cintas transportadoras hasta una planta de procesamiento, donde se tritura para facilitar su manipulación. Las plantas de refinado se ubican cerca de las minas, siempre que sea posible, ya que el transporte supone una partida importante en los costes de la bauxita. Procesamiento del aluminio

Aproximadamente el 90 % de toda la bauxita extraída se refina para obtener alúmina, que posteriormente se funde para producir aluminio. El 10 % restante se utiliza en otras aplicaciones, como abrasivos, materiales refractarios y agentes de soporte en la extracción de petróleo crudo. Aproximadamente cuatro toneladas de bauxita de alta ley producen dos toneladas de alúmina, a partir de las cuales se obtiene una tonelada de aluminio.

Extracción y Refinería
La producción de aluminio a partir de la bauxita es un proceso que consta de dos etapas: el refinado de la bauxita para obtener alúmina y la fundición de la alúmina para producir aluminio. La bauxita contiene diversas impurezas, entre ellas óxido de hierro, sílice y dióxido de titanio. Si estas impurezas no se eliminan durante el refinado, se alearán con el metal y lo contaminarán durante el proceso de fundición. Por lo tanto, el mineral debe tratarse para eliminar estas impurezas. La alúmina purificada suele contener entre un 0,5 % y un 1 % de agua, entre un 0,3 % y un 0,5 % de sosa y menos del 0,1 % de otros óxidos. El proceso Bayer, con diversas modificaciones, es el método más utilizado para la producción de alúmina, y todo el aluminio se produce a partir de alúmina mediante el proceso electrolítico de Hall-Héroult.