Из чего добывают алюминий в россии

Цветная металлургия России

По масштабам производства и потребления алюминий в мировой экономике занимает первое место среди цветных металлов. Такие качества алюминия, как небольшой вес и отсутствие магнитных свойств, особенно важны для авиации, электроники и судостроения; нетоксичность и влагостойкость — для пищевой промышленности и индустрии упаковочных материалов, а невосприимчивость к разрушительному воздействию воздуха, температуры и влажности (коррозии) — идеальное качество для транспортной и строительной отраслей.

Сырьевая база

Производство глинозёма

Алюминий нельзя получить напрямую из его руд (бокситов и нефелинов), требуется переходная стадия — производство глинозема. Глинозем — мелкий порошок серо-стального цвета, содержащий оксид алюминия в концентрированном виде. Производство глинозема, будучи материалоемким, тяготеет к источникам сырья. Для производства 1 т глинозема требуется около 3 т бокситов или 4—6 т нефелинов. Только 40% потребностей России в глиноземе обеспечивается отечественным сырьем, остальная часть поступает из-за границы (из Гвинеи, Ямайки и др.).

Галилео. Алюминий (ч.1)

Крупнейшие мощности российского производства глинозема сосредоточены на Урале (Богословский и Уральский алюминиевые заводы) и в Восточной Сибири (Ачинский глиноземный комбинат, работающий на нефелинах Кия-Шалтырского месторождения). Особенность производства глинозема из нефелинов — большой выход побочных продуктов: цемента, соды, поташа. Только при их эффективной продаже глинозем, выработанный из нефелинов, может конкурировать с произведенным из бокситов.

Металлургический передел

Производство металлического алюминия очень энергоемкое, так как связано с очень высокими температурами металлургического процесса. Именно из-за этого своего свойства алюминий, несмотря на свою распространенность, сравнительно поздно стал использоваться человеком. Алюминиевые заводы ориентируются на мощные источники дешевой электроэнергии, чаще всего это крупные ГЭС. Крупнейший в мире Братский алюминиевый завод расположился у Братской ГЭС. Красноярский алюминиевый завод расположен рядом с Красноярской ГЭС и потребляет около 70% от общего количества производимой станцией электроэнергии. Энергообеспечение алюминиевых заводов в Саяногорске, Волгограде, Шелехове, Волхове, Новокузнецке осуществляют соответственно Саяно-Шушенская ГЭС, Волжская ГЭС, Иркутская ГЭС, Волховская ГЭС и группа теплоэлектростанций, работающих на энергетическом угле Кузбасса.

Выплавка первичного алюминия по заводам России,
2002

Заводы	Год пуска в эксплуатацию	Выплавка первичного алюминия, тыс. т
Братский алюминиевый завод (БрАЗ)	1966	915,9
Kрасноярский алюминиевый завод (KрАЗ)	1964	864,9
Саяногорский алюминиевый завод (СаАЗ)	1985	413,9
Новокузнецкий алюминиевый завод (НкАЗ)	1943	287,8
Иркутский алюминиевый завод (ИркАЗ)	1962	275,8
Богословский алюминиевый завод (БАЗ)	1945	182,7
Волгоградский алюминиевый завод (ВгАЗ)	1959	148,3
Уральский алюминиевый завод (УАЗ)	1939	91,6
Надвоицкий алюминиевый завод (НАЗ)	1954	74,1
Kандалакшский алюминиевый завод (KАЗ)	1951	71,3
Волховский алюминиевый завод (ВАЗ)	1932	22,1

Отечественная алюминиевая отрасль разделена между двумя крупными компаниями — «Русским алюминием» и «Сибирско-Уральским алюминием».

Как добывают алюминий или что скрывает Русал

АО «Русский Алюминий» (РУСАЛ) входит в тройку крупнейших мировых алюминиевых компаний, уступая только американской Alcoa и канадской Alcan. На его долю приходится более 80% российского и около 10% мирового производства первичного алюминия. РУСАЛу принадлежат крупнейшие и самые современные металлургические предприятия отрасли: Братский, Красноярский, Саяногорский и Новокузнецкий алюминиевые заводы, глиноземные заводы в Николаеве (Украина) и Ачинске, предприятия металлообработки в Самаре, Белой Калитве, Дмитрове.
Холдинг «Сибирско-Уральский алюминий» (СУАЛ) производит 90% российских бокситов, 60% глинозема, 20% первичного алюминия. В состав этой структуры входят оставшиеся 7 из 11 алюминиевых заводов страны, а также Североуральский и Средне-Тиманский бокситовые рудники; мощности по производству глинозема в Краснотурьинске, Каменске-Уральском, Пикалево; металлообрабатывающие производства в Михайловске, Каменске-Уральском и др.

Структура потребления алюминия в России,
тыс. т

Области применения	1999	2005 (прогноз)
Всего	421	805
Производство проката и фольги	230	400
Строительство	80	130
Электротехническая промышленность	26	40
Производство двигателей	50	100
Автомобилестроение	25	120
Авиа- и судостроение	10	15

Потребности в алюминии в ближайшие годы будут возрастать, поэтому обе крупнейшие алюминиевые компании нашей страны имеют амбициозные планы по расширению производственной базы на каждом из трех этапов передела алюминиевых руд.
Группа СУАЛ в настоящее время прорабатывает проект строительства алюминиево-глиноземного комплекса «Коми Алюминий» в районе г. Ухты (Республика Коми). Комплекс включает в себя бокситовый рудник, глиноземный и алюминиевый заводы, что позволит осуществить полный цикл производства — от добычи сырья до выпуска металла. В качестве сырья будут использоваться значительные и легкодоступные запасы крупнейшего в России Средне-Тиманского месторождения, расположенного в 270 км от проектируемого комплекса. Объемы ежегодного производства оцениваются в 6 млн т бокситов, 1,4 млн т глинозема, 300—500 тыс. т первичного алюминия.
В Мурманской области СУАЛ предполагает строительство второй очереди Кандалакшского алюминиевого завода, ориентировочной мощностью 230 тыс. т первичного алюминия и его сплавов в год.
В настоящее время рассматривается возможность строительства глиноземного завода и в Архангельской обл. на базе Северо-Онежского месторождения (проект РУСАЛа). Проектируемая мощность этого предприятия 1—1,5 млн т в год.
Взгляды руководства «Русского Алюминия» устремлены и в направлении ближайших соседей России. Компания намерена построить алюминиевый завод в Киргизии и финансировать сооружение электростанций, необходимых для будущего предприятия. Ранее РУСАЛ объявлял о планах постройки нового алюминиевого завода Таджикистане, второго после имеющегося Таджикского АЗ в г. Турсунзаде (он, кстати, тоже в будущем должен войти в империю РУСАЛа), а также о желании вложить средства в достройку таджикской Рогунской ГЭС. Эта же компания заявляла о намерениях строительства алюминиевого и глиноземного заводов в Казахстане.

Источник

Алюминий и РусАл. Часть 1.Алюминий

Чтобы проанализировать, как себя чувствует РусАл в текущей геополитической реальности, стоит ли его держать дальше или добавлять себе в инвестиционные портфели, для начала важно понять, как вообще получается алюминий, что для этого нужно, какое сырье и какова производственная цепочка его получения.

Весь процесс, разумно разделить на 3 основных направления. Это очень важно для понимания, чем вообще располагает РусАл и все ли у него есть в необходимом количестве для нормалього функционирования в текущих геополитических реалиях.

Основные производственные стадии:

1. Добыча бокситов
2. Производство глинозема из переработанных бокситов
3. Производства алюминия из переработанного глинозема.

Для каждой цепочки, для каждой стадии нужны собственные мощности и заводы, на которых это все перерабатывается.

В общепринятой технологии производства алюминия получается следующий расход сырья для каждой стадии:

-Из 4-5 тонн бокситов в процессе переработки получается 2 тонны глинозема,

-Из 2 тонна глинозема производится 1 тонна алюминия.

Выход конечного продукта- алюминия из первоначального сырья порядка 20-25%.

1.Бокситы.

Бокситы по простому это горная руда, состоящая, в основном, из оксида алюминия с примесью других минералов, добыв которую, можно начинать процесс производства алюминия.

Боксит считается качественным, если он содержит более 50% оксида алюминия.

Около 90% мировых запасов бокситов располагается и сосредоточено в тропиках и субтропиках и 2/3 (75%) приходится на 5 стран: Гвинею, Австралию, Вьетнам, Бразилию, Ямайку.

Именно в этих странах наиболее качественная руда с минимальным количеством лишних примесей, к тому же как правило залегающая на поверхности, либо совсем неглубоко, что делает технологически добычу наиболее простой, удобной и дешевой, заметно снижая ее себестоимость при производстве.

Как правило добыча идет простым открытым способом в карьерах, специальной техникой руду «срезают» слой за слоем с поверхности земли и транспортируют для дальнейшей переработки.

Однако в мире есть места, где алюминиевая руда залегает очень глубоко, и для ее добычи приходится строить шахты – одна из самых глубоких шахт в мире «Черемуховская-Глубокая» находится в России, на Урале, ее глубина – 1550 метров, принадлежит РусАлу.

Если смотреть не на запасы, а на саму добычу, здесь также можно выделить лидеров отрасли, это Австралия, Гвинея, Китай, Бразилия, Индонезия и Индия. Именно на них и приходится прктически весь объем добычи.

Исходя из этого видно, что Россия не располагает большими запасами бокситов, совсем не велика и их добыча, в связи с чем компании вынуждены закупать руду у сторонних покупателей, либо создавать предприятия и открывать заводы в странах, где ее много.

В структуре активов РусАла имеется 6 бокситовых рудников: 3 площадки расположены в Гвинее, 2 в России и 1 на Ямайке, а также замороженный в феврале 2020г. рудник в Южной Америке в Гайане

В России сейчас открыто порядка 40 месторождений бокситов, но рационально и рентабельно использовать только около четверти. Зачастую залежи расположены глубоко в земле, на километр и глубже в шахтах, что делают их добычу труднодоступной и соответственно нерентабельной. Учитывая дешевизну руды в тропиках и ее легкодоступность, где она лежит буквально на поверхности земли, вполне логично, что компании особо не стремятся развивать отрасль в России.

После добычи бокситов, руда направляется на переработку и выделению из нее глинозема.

2.Глинозем.

Не всегда производственные мощности глинозема располагаются в непосредственной близости от бокситных карьеров. Довольно часто после добычи бокситов руда отправляется на переработку на глиноземные заводы по всему миру.

Особенно вдаваться в технологические особенности производства глинозема думаю нет смысла. Для понимания вполне достаточно знать, что добытую бокситную руду измельчают, дробят и обрабатывают щелочным раствором (едкого натра) при высоких температурах. После чего температуру резко понижают, происходит кристаллизация и получается нужный нам глинозем (оксид алюминия Al2O3).

Если посмотреть на топ-производителей глинозема в мире, то здесь не увидите ни Гвинеи, ни Индонезии, ни Ямайки, ни Вьетнама, стран, где большие запасы и объемы добычи бокситной руды. Все бокситное сырье оттуда вывозится на глиноземные заводы по всему миру. Исключение Китай, Австралия и Бразилия, самодостаточные страны по переработки большинства полезных ископаемых.

Двенадцатый год подряд на мировом рынке фиксируется рост производства глинозема, которое увеличилось на 1,7% до 138 млн тонн в 2021 году.

Здесь также безусловный лидер Китай, 53% мирового производства пришлось именно на него. В Китае производство глинозема увеличивается в среднем на +10,0% в год на протяжении последних 14-ти лет.

Австралия (21 млн тонн) занимает около 15% мирового объема, Бразилия (11 млн тонн) 8%

Потребление глинозема

Картинку и свежие графики потребления по странам и регоинам я не нашел, но и текстово будет понятно.

Китай (77 млн ​​тонн) потребляет 58% от общего объема произведенного, среднегодовые темпы роста также впечатляющие +8,5%

Второе и третье места по потреблению занимают Россия и Индия, потребление в 10 раз ниже Китайского и составляет порядка 7,8 млн тонн, что есть 6% у каждой из стран в мировом рбъеме.

Экспорт глинозема

В целом общий объем экспорта продолжает умеренный рост уже 14 лет, ежегодно его объем увеличивается в среднем на +4,5%

Главным экспортером, учитывая, что Китай все что производит, потребляет у себя внутри, является Австралия (18 млн тонн) на ее долю приходится порядка половины всего мирового экспорта- 44%.

Второй и третий мировые экспортеры это Бразилия (9 млн тонн) и Ирландия (2,2 млн тонн), на них приходится еще около 30% мирового экспорта. Остальные страны заметно ниже

Импорт глинозема

Импорт значительно фрагментирован. Главными импортерами являются Россия (4,7 млн ​​тонн) и Канада (4,6 млн тонн), на приходится порядка 30% от общего объема импорта глинозема, далее Норвегия (8%), Индия (7,5%) и Исландия (5,2%). США (1,3 млн тонн), Нидерланды (1,3 млн тонн), Объединенные Арабские Эмираты (1 млн тонн), Катар (1 млн тонн), Южная Африка (0,9 млн тонн), Франция (0,8 млн тонн) и Германия (0,8 млн тонн) занимала незначительную долю в общем объеме импорта.

Что касается РусАла, здесь похожая картина с бокситами, 10 глиноземных активов, 4 завода расположены в России, по 1 в Австралии, Украине, Гвинее, Ямайке и Ирландии, законсервированный завод на Сардинии в Италии, который уже проставивает 13 лет.

В ходе обострения текущей геополитической ситуации, РусАл лишился доступа к своей площадке в Николаеве на Украине и к Австралийскому совместному предприятию с британской Rio Tinto, где у РусАла было доля в 20%.

3.Производство алюминия

Бокситы добыли, глинозем получили, начинается третья стадия получения привычного нам алюминия, его производство.

Используется метод электролиза. Если по простому, в специальные ванны подключенные к электричеству погружают основное сырье глинозем, а также уголь и криолит. Под воздействием электрического тока связь между алюминием и кислородом разрывается – алюминий осаждается на дне ванны, углекислый газ выделяется. В дальнейшем в специальной печи при высокой температуре удаляются все ненужные примеси, полученный чистый алюминий разливают по формам.

Для процесса электролиза алюминия требуется огромное количество электроэнергии, поэтому важно чтобы электроэнергия была доступной и желательно недорогой, как правило все заводы строятся рядом с крупными источниками электроэнергии, в России это гидроэлектростанции, порядка 95% алюминиевого мощностей обеспечены именно гидрогенерацией. В Китае в основном доступная угольная электроэнергия.

Не очень свежая картинка, но в принципе полностью передает структуру затрат на производство алюминия, наглядно видно, что почти треть себестоимости приходится на электроэнергию. Именно в этом один из главных козырей Российского алюминия, это доступная и дешевая электроэнергия.

Посмотрев на страны, кто больше всех выплавляет алюминия, все тот же Китай с огромным преимуществом перед всеми остальными. Показатели также немного устаревшие, но суть передают точно.

Россия, не обладая ни бокситами, ни большими мощностями по глинозему на втором месте с 3,9 млн.тонн вместе с Индией, чуть меньше у Канады и ОАЭ.

Структура потребления алюминия по отраслям

Произведя алюминий, важно понимать, где его и в каких количествах потребляют, где он используется и для чего нужен.

Основные доли использования приходятся на строительство и транспортную промышленность (автомобили, самолеты, корабли), большая доля на энергетику и упаковочную промышленность.

Итоги.

Как видно, производство алюминия явлеятся довольно сложным и энергоемким процессом.

Перед тем, как непосредственно приступить к выплавке алюминия, компаниям необходимо добыть сначала бокситы, объем которых в России минимален, труднодоступен и нерентабелен. В связи с этим приходится на 2/3 зависеть от рудников, расположенных в нестабильной Африке и Южной Америке.

Затем эти бокситы необходимо переработать в глинозем, что также зачастую делается вне пределов России на заводах по всему миру и только потом уже готовое для производства алюминия сырье доставить на заводы в Сибири, где и начать его выплавку.

Логистика сложная и зачастую не очень логичная, поэтому РусАл и ранее прибегал к «своповым поставкам» сырья, покупая глинозем в Китае, а свой из Африки продавая на других рынках. Сейчас, лишившись около 30% своего глинозема, РусАлу ничего не остается, кроме как расширять его закупку в Китае, что собственно и говорят последние майские цифры от Китайской таможни.

Более подробно о деятельности РусАла, его сибирских заводах, структуре владения, заслугах и проблемах, финансовой отчетности и перспективах поговорим в сдедующем посте.

Источник

Производство Алюминия в России. ОК «Русал» , его новые владельцы.

Важнейшим сырьем для получения алюминия являются бокситы. Боксит (назв. по деревне (Beaux), Франция) — горная порода, состоящая из гидрооксидов алюминия, оксидов и гидроксидов железа, глинистых минералов и кварца. Образование бокситов может происходить только во влажном тропическом и субтропическом климате. В этой зоне находятся почти все современные и неогеновые латериты, латеритные и карстовые бокситы. Главные эпохи образования латеритных бокситов совпадали с максимумами получения Землей энергии извне, от Солнца.

Россия входит в десятку основных продуцентов бокситов, занимая восьмое место в мире и обеспечивая немногим более 2% мировой добычи. Россия обладает крупной сырьевой базой бокситов, достигающей 1,4 млрд т. Правда, многие месторождения уже значительно исчерпаны. В разрабатываемых и осваиваемых месторождениях заключено 513,5 млн т

ОК «Русал» — один из лидеров мировой алюминиевой отрасли, на его долю в 2019 году пришлось 5,9% мирового производства алюминия и 6,3% глинозема. Компания присутствует в 20 странах, в ней заняты около 64 тысяч человек.

Поскольку в России нет крупных месторождений бокситов, то львиную долю сырья для металлургических заводов UC Rusal получает из-за рубежа. Поэтому из-за санкций начали использовать в качестве алюминиевого сырья нефелиновые руды; из них выпускается треть отечественного глинозема. Формула нефелина (Nа8Al8Si8O32).

По качеству нефелиновые руды значительно уступают бокситам — в них содержится от 11 до 28% Al2O3 и более 40% SiO2, поэтому их переработка в глинозем может вестись только способом спекания. Запасы нефелиновых руд огромны и составляют почти 5 млрд т. Они разведаны в Мурманской области и в Красноярском крае, Кемеровской области и Республике Тыва. Государственным балансом запасов РФ учитывается 17 месторождений нефелиновых руд.

UC Rusal нашла новый способ производить глинозем – в России, из каолинита, основного составляющего белой глины. Огромные месторождения ее находятся в Сибири, недалеко от основных заводов UC Rusal. Ачинский глиноземный комбинат объединенной компании — крупнейшее в России предприятие, занимающееся комплексной переработкой руд, применяемых для производства алюминия. Производит глинозем из нефелиновой руды и известняка по уникальной технологии, разработанной Всероссийским алюминиево-магниевым институтом.

Сегодня на промплощадке комбината трудится свыше 8000 человек, а налоги предприятия составляют большую часть бюджета Ачинска.
ДЕЛА: https://dela.ru/articles/242276/ Об остальных крупнейших комбинатах Сибири я расскажу немного позже.

Теперь о своей области. В прошлом году Волгоградский алюминиевый завод: по итогам первого квартала на предприятии произведено свыше 17, 5 тыс. тонн алюминия и более 26 тыс. тонн анодных блоков. Даже в условиях пандемии коронавируса объемы производства продукции находятся на уровне 4 квартала предыдущего года.

Так, реализация продукции ВгАЗа с добавленной стоимостью возросла на 7,9% и составила 12,6 тыс. тонн. В сбытовой корзине завода доля отгрузки алюминия на внутренний рынок и страны СНГ выросла на 3% и составляет на сегодняшний день 96%. Оставшиеся 4 % поставляются преимущественно в страны Европы.

27 января Минфин США официально объявил о снятии санкций с трех компаний, принадлежащих миллиардеру Олегу Дерипаске – холдинга En+, алюминиевого гиганта UC Rusal и энергетической компании «ЕвроСибЭнерго».

Доля Дерипаски в компании UC Rusal снизилась до 44.95% ( с 76, 6 % ). У ВТБ и Гленкур (фирма созданная в 70-х годах спецслужбами СССР) число в Совете Директоров стало 8 из 12-ти. И теперь окончательно становится, что контроль над Русалом получило государство через банк ВТБ и Гленкур. 20 декабря 2018 года акционеры En+ одобрили перерегистрацию компании в российском внутреннем офшоре – острове Октябрьский в Калининградской области . 5 ноября совет директоров UC Rusal также одобрил переезд в Россию. http://новости-россии.ru-an.info/новости/

К основным областям применения алюминия и его сплавов относятся аэрокосмическая промышленность, строительство, высокоскоростной железнодорожный и водный транспорт, автомобилестроение (корпуса двигателей, кузовные детали и трансмиссия), электротехника, машины и турбинная техника, упаковка пищевых продуктов и напитков, криотехника, пиротехника и ракетное топливо, пищевая промышленность.

Завод «Уральские локомотивы» (совместное предприятие «Группы Синара» и концерна Siemens AG), который серийное производство скоростных электропоездов «Ласточка».

Завод «Уральские локомотивы» (совместное предприятие «Группы Синара» и концерна Siemens AG), который серийное производство скоростных электропоездов «Ласточка».

Макет головного вагона трамвая «Витязь-М» как пример сотрудничества ПК «Транспортные системы» и «Фабрики композитов».

Источник

Производство алюминия

Несмотря на то, что алюминий самый распространенный металл на нашей планете, в чистом виде на Земле его не встретить. Из-за высокой химической активности атомы алюминия легко образуют соединения с другими веществами. При этом «крылатый металл» нельзя получить плавлением руды в печи, как это происходит, например, с железом. Процесс получения алюминия значительно сложнее и основан на использовании электричества огромной мощности. Поэтому алюминиевые заводы всегда строятся рядом с крупными источниками электроэнергии – чаще всего гидроэлектростанциями, не загрязняющими окружающую среду. Но обо всем по порядку.

«В природе ничто не возникает мгновенно и ничто не появляется в свете в совершенно готовом виде».

Александр Герцен
русский публицист, писатель

Производство металла делится на три основных этапа: добыча бокситов – алюминийсодержащей руды, их переработка в глинозем – оксид алюминия, и, наконец, получение чистого металла с использованием процесса электролиза – распада оксида алюминия на составные части под воздействием электрического тока. Из 4-5 тонн бокситов получается 2 тонны глинозема, из которого производят 1 тонну алюминия.

В мире существуют несколько видов алюминиевых руд, но основным сырьем для производства этого металла являются именно бокситы. Это горная порода, состоящая, в основном, из оксида алюминия с примесью других минералов. Боксит считается качественным, если он содержит более 50% оксида алюминия.

Запасы бокситов
Общие мировые подтвержденные запасы бокситов оцениваются в 18,6 миллиардов тонн. При нынешнем уровне добычи это обеспечивает потребность в алюминий больше, чем на сто лет.

Бокситы могут сильно отличаться друг от друга. По структуре они бывают твердые и плотные либо рыхлые и рассыпчатые. По цвету – как правило, кирпично-красные, рыжеватые или коричневые из-за примеси оксида железа. При небольшом содержании железа бокситы имеют белый или серый цвет. Но иногда встречаются руды желтого, темно-зеленого цвета и даже пестрые – с голубыми, красно-фиолетовыми или черными прожилками.

Около 90% мировых запасов бокситов сосредоточено в странах тропического и субтропического поясов – из них 73% приходится на пять стран: Гвинею, Бразилию, Ямайку, Австралию и Индию. В Гвинее бокситов больше всего – 5,3 миллиарда тонн (28,4%), при этом они высокого качества, содержат минимальное количество примесей и залегают практически на поверхности.

Чаще всего добыча бокситов ведется открытым способом – специальной техникой руду «срезают» слой за слоем с поверхности земли и транспортируют для дальнейшей переработки. Однако в мире есть места, где алюминиевая руда залегает очень глубоко, и для ее добычи приходится строить шахты – одна из самых глубоких шахт в мире «Черемуховская-Глубокая» находится в России, на Урале, ее глубина – 1550 метров.

Метод Байера основан на следующем: кристаллическая гидроокись алюминия, входящая в состав боксита, хорошо растворяется при высокой температуре в растворе едкого натра (каустической щёлочи, NaOH) высокой концентрации, а при понижении температуры и концентрации раствора вновь кристаллизуется. Посторонние, входящие в состав боксита (так называемый балласт), не переходят при этом в растворимую форму или перекристаллизовываются и выпадают в осадок до того, как производится кристаллизация гидроокиси алюминия. Поэтому после растворения гидроокиси алюминия балласт легко может быть отделен – он называется красный шлам.

Это густая масса красно-бурого цвета, состоящая из соединений кремния, железа, титана и других элементов. Его складируют на тщательно изолированных территориях – шламохранилищах. Их обустраивают таким образом, чтобы содержащиеся в отходах щёлочи не проникали в грунтовые воды. Как только хранилище отрабатывает свой потенциал, территорию можно вернуть в первоначальный вид, покрыв её песком, золой или дёрном и посадив определённые виды деревьев и трав. На полное восстановление могут уйти годы, но в итоге местность возвращается в изначальное состояние.

Многие специалисты не считают красный шлам отходом, так как он может служить сырьем для переработки. Например, из него извлекают скандий для дальнейшего производства алюминиево-скандиевых сплавов. Скандий придает таким сплавом особую прочность, сферы использования – автомобиле- и ракетостроение, спортивная экипировка, производство электропроводов.

Также красный шлам может использоваться для производства чугуна, бетона, получения редкоземельных металлов.

Крупные частицы гидроксида алюминия легко отделяются от раствора фильтрованием, их промывают водой, высушивают и кальцинируют – то есть нагревают для удаления воды. Так получают глинозем.

Нефелин
Бокситы – самое распространенное, но не единственное сырье для производства глинозема. Его также можно получить из нефелина. В природе он встречается в виде апатито-нефелиновых пород (апатит – материал из группы фосфорнокислых солей кальция). В процессе производства глинозема из нефелина также получают сода, поташ (используется в строительном секторе, производстве бытовой химии, кондитерской промышленности и так далее), редкий металл галлий. А из отходов производства – белого шлама – высококачественный цемент. Чтобы получить 1 тонну глинозема в среднем требуется 4 тонны нефелина и 7,5 тонн известняка.

У глинозема нет срока годности, но хранить его непросто, так как при малейшей он возможности активно впитывает влагу – поэтому производители предпочитают как можно быстрее отправлять его на алюминиевое производство. Сначала глинозем складывают в штабели весом до 30 тысяч тонн – получается своеобразный слоеный пирог высотой до 10-12 метров. Потом пирог «нарезают» и грузят для отправки в железнодорожные вагоны – в среднем, в один вагон от 60 до 75 тонн (зависит от вида самого вагона).

Ивиттуут
Одно из единичных месторождений природного криолита на Земле. Расположено в Гренландии и было обнаружено в 1799 году. Добыча криолита прекратилась там в 1987 году, когда был изобретен способ искусственного получения этого редкого минерала. Позднее криолит был найден в Ильменских горах на Южном Урале (Миасс) и в штате Колорадо (США).

Глинозем выступает непосредственным источником металла в процессе производства алюминия. Но для создания среды, в которой этот процесс будет происходить, необходим еще один компонент – криолит.

Это редкий минерал из группы природных фторидов состава Na3AlF6. Обычно он образует бесцветные, белые или дымчато-серые кристаллические скопления со стеклянным блеском, иногда – почти черные или красновато-коричневые. Криолит хрупкий и легко плавится.

Природных месторождений этого минерала крайне мало, поэтому в промышленности используется искусственный криолит. В современной металлургии его получают взаимодействием плавиковой кислоты с гидроксидом алюминия и содой.

Итак, мы добыли боксит, получили из него глинозем, запаслись криолитом. Все готово для последней стадии – электролизу алюминия. Электролизный цех является сердцем алюминиевого завода и не похож на цеха других металлургических предприятий, производящих, например, чугун или сталь. Он состоит из нескольких прямоугольных корпусов, протяженность которых зачастую превышает 1 км. Внутри рядами установлены сотни электролизных ванн, последовательно подключенных массивными проводами к электричеству. Постоянное напряжение на электродах каждой ванны находится в диапазоне всего 4-6 вольт, в то время как сила тока составляет 300 кА, 400 кА и более. Именно электрический ток является здесь главной производственной силой – людей в этом цехе крайне мало, все процессы механизированы.

Ток для производства алюминия

Для запуска двигателя автомобильный аккумулятор должен обеспечить электрический ток в 300-350 А в течение 30 секунд. То есть в 1000 раз меньше, чем нужно одному электролизеру для постоянной работы.

В каждой ванне происходит процесс электролиза алюминия. Емкость ванны заполняется расплавленным криолитом, который создает электролитическую (токопроводящую) среду при температуре 950°С. Роль катода выполняет дно ванны, а анода – погружаемые в криолит угольные блоки длиной около 1,5 метров и шириной 0,5 метра, со стороны они выглядят как впечатляющих размеров молот.

Каждые полчаса при помощи автоматической системы подачи глинозема в ванну загружается новая порция сырья. Под воздействием электрического тока связь между алюминием и кислородом разрывается – алюминий осаждается на дне ванны, образуя слой в 10-15 см, а кислород соединяется с углеродом, входящим в состав анодных блоков, и образует углекислый газ.

Примерно раз в 2-4 суток алюминий извлекают из ванны при помощи вакуумных ковшей. В застывшей на поверхности ванны корке электролита пробивают отверстие, в которое опускают трубу. Жидкий алюминий по ней засасывается в ковш, из которого предварительно откачан воздух. В среднем, из одной ванны откачивается около 1 тонны металла, а в один ковш вмещается около 4 тонн расплавленного алюминия. Далее этот ковш отправляется в литейное производство.

При производстве каждой тонны алюминия выделяется 280 000 м 3 газов. Поэтому каждый электролизер независимо от его конструкции оснащен системой газосбора, которая улавливает выделяющиеся при электролизе газы и направляет их в систему газоочистки. Современные «сухие» системы газоочистки для улавливания вредных фтористых соединений используют ни что иное, а глинозем. Поэтому перед тем как использоваться для производства алюминия, глинозем на самом деле сначала участвует в очистке газов, которые образовались в процессе производства металла ранее. Вот такой замкнутый цикл.

Для процесса электролиза алюминия требуется огромное количество электроэнергии, поэтому важно использовать возобновляемые и не загрязняющие окружающую среду источники этой энергии. Чаще всего для этого используются гидроэлектростанции – они обладают достаточной мощностью и не имеют выбросов в атмосферу. Например, в России 95% алюминиевого мощностей обеспечены гидрогенерацией. Однако есть в места в мире, где угольная генерация пока доминирует – в частности, в Китае на нее приходится 93% производства алюминия. В результате для производства 1 тонны алюминия с использованием гидрогенерации в атмосферу выделяется чуть более 4 тонн углекислого газа, а при использовании угольной генерации – в пять раз больше – 21,6 тонны.

Для сравнения — за один солнечный день 1 гектар леса поглощает из воздуха 120-280 кг углекислого газа и выделяет 180-200 кг кислорода.

Источник