Alüminyum cevherinin özgül ağırlığı: yoğunluğu ve 1 m³ ağırlığı

Alüminyum gezegenimizde en çok bulunan metallerden biridir; ancak doğada saf hâlde bulunmaz. Kimyasal olarak etkin Al atomları diğer maddelerle çok sayıda bileşik oluşturur. Alüminyum içeren cevherler yer kabuğundaki bolluk bakımından üçüncü sıradadır.

Eski Sovyet coğrafyasında işletilmeye en elverişli ve yaygın biçimde çıkarılan cevher boksittir. Doğal ham maddeden alüminyum üretmek, yüksek miktarda elektrik enerjisi gerektiren karmaşık bir süreçtir.

Alüminyum cevherinin bileşimi ve ağırlığı

Oldukça karmaşık bir kayaç olan boksit; alüminyum hidroksit bileşiklerini, demir oksitlerini, silikatlarını ve hidroksitlerini, titanyum, silisyum ve başka elementlerin bileşiklerini içerir. Alüminyum cevheri boksitte ayrıca kalsiyum ve magnezyum karbonatları, az miktarda sodyum ve potasyum bileşikleri, vanadyum, krom ve başka bazı maddeler ile pirit parçacıkları bulunabilir.

• Boksitin kimyasal bileşimi geniş bir aralıkta değişir; bu durum Al hidroksitin mineralojik biçimlerine ve katkılara bağlıdır. Cevheri oluşturan ana madde alüminadır (Al₂O₃). Metalik alüminyum bu maddeden elde edilir. İkinci ana bileşen demir oksittir (Fe₂O₃). Endüstriyel boksitlerde alümina oranı %30’dan fazla olmalıdır; üretim ancak bu durumda ekonomik açıdan verimli olur.

• Boksit, kili andıran veya taşlı kayaç biçiminde olabilir. Alüminyum cevherinin yapısı oldukça çeşitlidir: yoğun ve topraksı, taşlı, gözenekli veya yuvarlak kapanımlar içeren türleri bulunur. Biçimleri gibi renkleri de beyazdan koyu kırmızıya ve tuğla kahverengisine kadar değişir. Yeşilimsi gri, neredeyse siyah, sarı veya mavi ve kırmızı-mor benekleri olan alacalı kayaçlara rastlanır.

• Alüminyum cevherinin (boksitin) özgül ağırlığı veya yoğunluğu, silis ve Fe içeriği düşük türlerde 1,2 g/cm³ iken ağır, yoğun ve demirli taş boksitlerde 2,5-3,3 g/cm³’e ulaşır.

• Boksitin sertliği 2-7’dir.

• Kili andıran boksitleri diğer alüminyum cevherlerinden ayıran özellik, suyla karıştırıldıklarında plastik bir kütle oluşturmamalarıdır.

Alüminyum cevherinin özgül ağırlık ve yoğunluk tablosu

En büyük boksit rezervleri Gine’de bulunmaktadır: USGS’nin 2026 tahminine göre dünyadaki yaklaşık 29 milyar tonluk rezerve karşılık Gine’de yaklaşık 7,4 milyar ton rezerv vardır. Avustralya, Vietnam, Endonezya, Brezilya, Jamaika ve başka ülkelerde de büyük rezervler bulunur. Bazı yataklar yüzeye çok yakın olduğundan açık işletme yöntemiyle çıkarılır ve ham madde işlenmek üzere taşınır. Bazı bölgelerde ise cevher daha derinde bulunur ve yer altı madenciliğiyle çıkarılabilir.

Alümina, silis oranı düşük ve yüksek kaliteli boksitten Bayer yöntemiyle elde edilen gevşek yapılı toz bir maddedir. Alüminyum üretiminin sonraki aşaması için kriyolit gerekir. Doğal kriyolit rezervleri dünyada son derece az olduğundan günümüz metalürjisinde hidroflorik asidin alüminyum hidroksit ve sodyum hidroksitle (kostik soda) tepkimesi yoluyla üretilen yapay kriyolit kullanılır.

Alüminyum üretim süreci üç temel aşamadan oluşur:

• alüminyum cevherinin çıkarılması,

• cevherin alüminaya (Al oksit) dönüştürülmesi,

• elektroliz yoluyla metalik alüminyum elde edilmesi.

Bir ton alüminyum elde etmek için gereken alüminyum cevheri yaklaşık 4-5 tona ulaşır; bunun karşılığı yaklaşık 2 ton alüminadır.