الوزن النوعي لخام الألومنيوم: الكثافة ووزن 1 م³

الألومنيوم من أكثر المعادن انتشارًا على كوكبنا، لكنه لا يوجد نقيًا. فذرات Al النشطة كيميائيًا تكوّن مركبات كثيرة مع مواد أخرى. وتأتي الخامات الحاوية عليه في المرتبة الثالثة من حيث وجودها في القشرة الأرضية.

يُعد البوكسيت أنسب الخامات وأكثرها استخراجًا في بلدان ما بعد الاتحاد السوفيتي. واستخراج الألومنيوم من الخام الطبيعي عملية معقدة تستهلك قدرًا كبيرًا من الكهرباء.

تركيب خام الألومنيوم ووزنه

يضم البوكسيت، وهو صخر معقد، مركبات هيدروكسيد الألومنيوم وأكاسيد وسيليكات وهيدروكسيدات Fe ومركبات التيتانيوم والسيليكون وغيرها. وقد يحتوي أيضًا على كربونات الكالسيوم والمغنيسيوم وكميات قليلة من مركبات الصوديوم والبوتاسيوم، وكذلك الفاناديوم والكروم ومواد أخرى، وقد توجد جسيمات البيريت.

• يتغير التركيب الكيميائي للبوكسيت ضمن نطاق واسع بحسب الصور المعدنية لهيدروكسيد Al والشوائب. والمادة الأساسية المكوّنة للخام هي الألومينا (Al 2 O 3)، التي يُستخرج منها الألومنيوم المعدني. والمكوّن الأساسي الثاني أكسيد الحديد (Fe 2 O 3). ويجب أن يزيد محتوى الألومينا في البوكسيت الصناعي على 30% حتى يكون استخراجه مجديًا اقتصاديًا.

• يكون مظهر البوكسيت شبيهًا بالطين أو صخريًا. وقد تكون بنيته شديدة التنوع: ترابية كثيفة أو صخرية أو مسامية أو ذات تضمينات دائرية. كما تتنوع ألوانه من الأبيض إلى الأحمر الداكن أو البني القرميدي، وتوجد صخور رمادية مخضرة وشبه سوداء وصفراء وملونة بتضمينات زرقاء أو حمراء بنفسجية.

• يتراوح الوزن النوعي أو الكثافة من 1,2 غ/سم³ للخام منخفض السيليكا والحديد إلى 2,5 – 3,3 غ/سم³ للبوكسيت الحديدي الصخري الثقيل الكثيف.

• صلادة البوكسيت 2–7.

• من خصائص البوكسيت الشبيه بالطين التي تساعد على تمييزه أنه لا يكوّن كتلة لدنة عند خلطه بالماء.

جدول الوزن النوعي وكثافة خام الألومنيوم

تتركز أكبر احتياطيات البوكسيت في غينيا؛ فوفق تقدير USGS لعام 2026، تبلغ نحو 7,4 مليارات طن من احتياطيات عالمية تقارب 29 مليار طن. كما توجد احتياطيات كبيرة في أستراليا وفيتنام وإندونيسيا والبرازيل وجامايكا وغيرها. وتقع بعض الرواسب قرب السطح فتُستخرج بطريقة مكشوفة ويُنقل الخام للمعالجة، بينما تقع أخرى على عمق أكبر وقد تُستخرج تحت الأرض.

الألومينا مادة مسحوقية سائبة تُستخرج بطريقة باير من البوكسيت عالي الجودة منخفض السيليكا. لكن المرحلة التالية لإنتاج الألومنيوم تحتاج إلى الكريوليت. واحتياطيات الكريوليت الطبيعي قليلة جدًا، لذلك تستخدم الصناعة الحديثة كريوليت صناعيًا ينتج بتفاعل حمض الهيدروفلوريك مع هيدروكسيد الألومنيوم وهيدروكسيد الصوديوم.

تتكون عملية إنتاج الألومنيوم من ثلاث مراحل:

• استخراج خام الألومنيوم،

• معالجة الصخر إلى ألومينا،

• إنتاج الألومنيوم المعدني بالتحليل الكهربائي.

تصل كمية الخام اللازمة لإنتاج طن ألومنيوم إلى 4 – 5 أطنان، ونحو طنين من الألومينا.