Staff Aluminium telah melalui sejarah yang cukup panjang. Dan jika saat ini Anda dapat dengan mudah menemukan tempat penjualan aluminium di pasaran, ternyata proses pembuatan aluminium juga cukup rumit.
Meskipun aluminium adalah logam yang paling umum di planet ini, aluminium murni tidak terjadi secara alami. Atom aluminium mudah berikatan dengan logam lain, membentuk senyawa. Pada saat yang sama tidak mungkin untuk mengisolasi aluminium hanya dengan melelehkan senyawa-senyawa dalam tungku, seperti halnya dengan besi, misalnya. Jadi harus ada proses ekstraksi dari mineral seperti bauksit dan cryolit.
Proses produksi aluminium jauh lebih kompleks dan membutuhkan listrik dalam jumlah besar. Untuk itu, smelter aluminium selalu dibangun di sekitar sumber energi listrik. Biasanya pembangkit listrik tenaga air yang tidak mencemari lingkungan. Tapi mari kita mulai dari awal.
Pertambangan Bauksit
Proses produksi aluminium dapat dibagi menjadi tiga tahap; bauksit pertama, yang mengandung aluminium, diekstraksi dari tanah. Kedua, bauksit diproses menjadi alumina atau aluminium oksida, dan terakhir pada tahap ketiga.
Aluminium yang masih dalam bentuk batuan murni diproduksi menggunakan reduksi elektrolitik. Suatu proses di mana aluminium oksida dipecah menjadi komponen-komponennya menggunakan arus listrik. Sekitar 4-5 ton bauksit diproses menjadi 2 ton alumina dari mana sekitar 1 ton aluminium dapat dibuat.
Ada beberapa mineral yang tersedia di dunia dari mana aluminium dapat diperoleh. Tetapi bahan baku yang paling umum adalah bauksit. Bauksit adalah mineral yang terutama terdiri dari aluminium oksida yang dicampur dengan beberapa mineral lainnya. Bauksit dianggap berkualitas tinggi jika mengandung lebih dari 50% aluminium oksida.
Mempersiapkan Bauksit dan Diproses
Pasokan bauksit global yang dikonfirmasi diperkirakan mencapai 18,6 miliar ton. Pada tingkat ekstraksi saat ini, ini akan bertahan selama lebih dari seratus tahun.
Ada banyak variasi bauksit. Secara struktural mereka bisa padat dan padat atau rapuh. Warna yang biasa adalah merah bata, merah menyala atau coklat karena oksida besi. Jika kandungan besinya rendah, bauksit bisa berwarna abu-abu atau putih. Tapi bauksit kuning, hijau tua dan bahkan multi-warna dengan strain kebiruan, ungu, merah dan hitam juga terjadi.
Sekitar 90% pasokan bauksit global ditemukan di daerah tropis dan subtropis, dengan 73% hanya ditemukan di lima negara: Guinea, Brasil, Jamaika, Australia, dan India. Guinea memiliki pasokan bauksit terbesar, 5,3 miliar ton dan bauksit Guinea berkualitas sangat tinggi, mengandung sedikit bahan tambahan.
Mereka juga ditemukan sangat dekat dengan permukaan, yang membuat penambangannya sangat mudah.
Cara yang paling umum untuk menambang bauksit adalah dengan menggunakan tambang terbuka. Peralatan khusus digunakan untuk memotong satu demi satu lapisan dari permukaan, dengan batu kemudian diangkut ke tempat lain untuk diproses lebih lanjut.
Namun, ada tempat di mana bijih aluminium harus ditambang dari bawah tanah yang membutuhkan tambang bawah tanah yang akan dibangun untuk mendapatkannya. Salah satu tambang terdalam adalah tambang Cheremkhovskaya-Deep di Ural di Rusia. Sedangkan porosnya mencapai kedalaman 1550 meter.
Baca juga: Desain Rumah Mewah dan Modern
Produksi Alumina
Tahap selanjutnya dalam rantai produksi adalah pengolahan bauksit menjadi alumina, atau aluminium oksida – Al2O3, – bubuk putih. Proses yang paling umum untuk membuat alumina dari bauksit adalah proses Bayer, yang pertama kali ditemukan lebih dari 100 tahun yang lalu tetapi masih digunakan secara luas sampai sekarang.
Sekitar 90% kilang alumina di dunia menggunakan proses Bayer. Ini sangat efisien tetapi hanya dapat digunakan pada bauksit berkualitas tinggi dengan kandungan bahan tambahan yang cukup rendah, terutama silikon.
Prinsip proses Bayer adalah sebagai berikut: mengkristal aluminium hidrat yang terdapat dalam bauksit mudah larut dalam soda kaustik pekat pada suhu tinggi dan ketika suhu diturunkan dan konsentrasi larutan meningkat lagi.
Aluminium hidrat mengkristal tetapi yang lainnya unsur-unsur yang terkandung dalam bauksit yang disebut pemberat tidak larut atau mengkristal dan mengendap di dasar sebelum aluminium hidrat mengkristal. Ini berarti bahwa setelah aluminium hidrat dilarutkan dalam soda api. Kemudian dilanjutkan dengan proses pemberat yang dapat dengan mudah diisolasi dan dihilangkan. Pemberat ini dikenal sebagai lumpur merah.
Proses Pembuatan Aluminium
Proses reduksi aluminium membutuhkan daya listrik yang sangat besar, sehingga penting untuk menggunakan sumber energi terbarukan yang tidak mencemari lingkungan. Sumber energi terbarukan yang paling umum adalah pembangkit listrik tenaga air.
Karena mereka dapat memberikan daya yang dibutuhkan tanpa mencemari atmosfer. Misalnya, di Rusia 95% pabrik peleburan aluminium memperoleh listrik dari pembangkit listrik tenaga air. Namun, ada tempat di dunia yang masih didominasi oleh pembangkit berbahan bakar batu bara, misalnya di Cina.
93% produksi aluminium mendapatkan listriknya dari pembangkit listrik berbahan bakar batu bara. Ketika pembangkit listrik tenaga air digunakan hanya 4 ton karbon dioksida yang dipancarkan ke atmosfer per setiap ton aluminium yang dihasilkan. Tetapi ketika pembangkit listrik tenaga batu bara digunakan, lima kali lebih banyak karbon dioksida yang dipancarkan per setiap ton keluaran, atau 21,6 ton karbon dioksida.
Untuk setiap ton aluminium yang diproduksi, 280.000 meter kubik gas dipancarkan ke udara. Untuk alasan ini, setiap sel reduksi dilengkapi dengan sistem pembuangan gas yang menangkap gas yang dipancarkan selama proses reduksi dan mengarahkannya ke instalasi pengolahan gas.
Sistem pengolahan gas kering modern menggunakan alumina untuk menyaring senyawa fluorida beracun dari gas. Jadi sebelum digunakan dalam produksi aluminium, alumina terlebih dahulu digunakan untuk mengolah gas yang dikeluarkan selama produksi aluminium sebelumnya. Jadi itu loop tertutup, dalam arti tertentu.
Reduksi Sel Pada Pembuatan Aluminium
Dalam setiap sel reduksi, aluminium dihasilkan dari alumina melalui proses reduksi elektrolitik. Seluruh sel diisi dengan kriolit cair yang menciptakan lingkungan konduktif pada suhu 950oC. Bagian bawah sel berfungsi sebagai katoda sedangkan peran katoda dimainkan oleh blok karbon kriolit khusus dengan panjang 1,5 meter dan lebar 0,5 meter yang diturunkan ke dalam sel. Blok ini terlihat seperti palu besar.
Setiap tiga puluh menit, sistem pengumpanan alumina otomatis membuang sebagian alumina baru ke dalam sel. Arus listrik yang mengalir melalui sel memutuskan ikatan antara aluminium dan oksigen, menyebabkan aluminium mengendap di dasar sel dan membentuk lapisan sedalam 10-15 cm sementara oksigen mengikat karbon di blok anoda membentuk karbon dioksida.
Dua hingga empat kali sehari, aluminium diekstraksi dari sel dengan ember vakum khusus. Sebuah lubang dilubangi pada kerak kriolit yang terbentuk pada permukaan sel reduksi, kemudian sebuah pipa diturunkan melalui lubang tersebut.
Melalui pipa ini aluminium cair disedot ke dalam ember, dari mana semua udara dipompa keluar terlebih dahulu. Rata-rata, sekitar 1 ton logam diambil dari setiap sel reduksi sementara ember vakum dapat menampung 4 ton aluminium cair.
Setelah ember penuh itu dibawa ke casthouse.
Sekian gambaran singkat proses pembuatan aluminium yang memiliki banyak manfaat tersebut.
Source: Gasgus Plat Aluminium
