Minérios
O alumínio é o terceiro elemento mais abundante na superfície da Terra. Apenas oxigênio e silício são mais comuns. A crosta terrestre a uma profundidade de 16 km (10 milhas) contém 8% de alumínio. O alumínio tem uma forte tendência a combinar-se com outros elementos comuns e raramente ocorre na natureza na forma metálica. Seus compostos, no entanto, são um constituinte importante de praticamente todas as rochas comuns. Pode ser encontrada em argila, xisto, ardósia, xisto, granito, sienito e anortosita.
O minério de alumínio mais importante, uma rocha contendo ferro composta por cerca de 52% de óxido de alumínio, foi descoberta em 1821 perto de Les Baux, no sul da França. O material foi posteriormente chamado de bauxita. A bauxita é melhor definida como um minério de alumínio de vários graus de pureza, no qual o alumínio na forma de hidróxido de alumínio ou óxido de alumínio é o maior constituinte único. As impurezas são em grande parte óxido de ferro, sílica e titânia.
A bauxita varia muito na aparência física, dependendo de sua composição e impurezas. Sua cor varia do branco amarelado ao cinza ou do rosa ao vermelho escuro ou marrom, se for rico em óxidos de ferro. Pode ser terroso ou pode variar de argila a rocha. A bauxita foi encontrada em todos os continentes do mundo, exceto na Antártica. Os depósitos mais ricos geralmente estão em áreas que durante a formação estavam em climas tropicais e subtropicais, proporcionando ótimas condições de chuvas fortes, temperaturas quentes constantes e boa drenagem.
Grandes depósitos são encontrados nas ilhas do Caribe, norte da América do Sul, Austrália, Índia, Indonésia, Malásia, China, Rússia, Cazaquistão, África Ocidental, Grécia, Croácia, Bósnia e Herzegovina, Montenegro, Hungria, Itália e França.
Nem todas as bauxitas são econômicas para a produção de alumínio. Somente terra com um teor de óxido de alumínio de 30% ou mais é considerada prática. Somente os minérios que contêm concentrações significativas dos minerais gibbsite e boehmite, que contêm 65 e 85% de alumina, respectivamente, são geralmente considerados econômicos para serem processados. O Gibbsite é encontrado em grande parte nas áreas tropicais dos dois lados do Equador, enquanto a boehmite é encontrada em grande parte ao norte do cinturão subtropical na Rússia, Cazaquistão, Turquia, China e Grécia.
Depósitos conhecidos de bauxita podem fornecer alumínio ao mundo por centenas de anos nos atuais níveis de produção. Quando os depósitos de bauxita de alto grau são esgotados, reservas substanciais de minérios secundários ainda serão exploradas: depósitos de laterita no noroeste dos Estados Unidos e na Austrália, anortosita no oeste dos Estados Unidos, apatita e alunita na Europa, caulinita no sudeste dos Estados Unidos. Outras fontes de alumina não-bauxita também estão disponíveis: argilas de alumina, dawsonita, folhelhos aluminosos, rochas ígneas e minerais saprolita e silimanita. Na Rússia, a alumina é refinada a partir de minérios não-baíticos - a saber, nefelina sienita e alunita. Os vastos desenvolvimentos de bauxita na Austrália, Guiné e Indonésia tendem a adiar o interesse por minérios secundários em outros lugares.
Mineração
De longe, a maior quantidade de bauxita explorada comercialmente fica na superfície da Terra ou perto dela. Consequentemente, é extraído em poços abertos, exigindo apenas uma remoção mínima da sobrecarga. Os leitos de bauxita são soltos e desenterrados com pá de força ou reboque, e o minério é transportado por caminhão, trilho ou correia transportadora para uma planta de processamento, onde é triturado para facilitar o manuseio. As plantas de refino estão localizadas próximas às minas, se possível, uma vez que o transporte é um item importante nos custos de bauxita.
Aproximadamente 90% de toda a bauxita extraída é refinada em alumina, que é finalmente fundida em alumínio. Os 10% restantes são usados em outras aplicações, como abrasivos, refratários e propantes na recuperação de petróleo bruto. Aproximadamente quatro toneladas de bauxita de alta qualidade produzem duas toneladas de alumina, das quais uma tonelada de alumínio é produzida.
Extração e refino
A produção de alumínio a partir de bauxita é um processo de duas etapas: refinar a bauxita para obter alumina e fundir alumina para produzir alumínio. A bauxita contém várias impurezas, incluindo óxido de ferro, sílica e titânia. Se essas impurezas não forem removidas durante o refino, elas se ligam e contaminam o metal durante o processo de fundição. O minério, portanto, deve ser tratado para eliminar essas impurezas. A alumina purificada geralmente contém 0,5 a 1 por cento de água, 0,3 a 0,5 por cento de refrigerante e menos de 0,1 por cento de outros óxidos. O processo Bayer, com várias modificações, é o método mais amplamente utilizado para a produção de alumina, e todo o alumínio é produzido a partir de alumina usando o processo eletrolítico Hall-Héroult.
