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La producción del aluminio

La producción del aluminio

La producción del aluminio consiste en la transformación de la alúmina en aluminio mediante electrólisis.

Química

Palabras clave

producción de aluminio, aluminio, producción del aluminio, electrólisis, alúmina, materia prima, criolita, bauxita, óxido de aluminio, reducción, oxidación, ánodo, cátodo, corriente continua, ánodo de carbono, dióxido de carbono, monóxido de carbono, barro rojo, metal ligero, papel aluminio, fabricación, geografía humana, industria, química

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Planta de fundición de aluminio

El aluminio es el metal ligero más extensamente utilizado del mundo. Su uso ha estado en constante aumento desde hace décadas, debido a su abundante ocurrencia, densidad baja, fácil maleabilidad y resistencia.

El aluminio es el tercer elemento más abundante en la corteza terrestre después del oxígeno y la silicona, sin embargo, no se encuentra en la naturaleza en su estado elemental. El aluminio se produce de forma económica a partir de la bauxita.

Primero, el óxido de aluminio, o alúmina, se obtiene a partir de la bauxita y luego la alúmina se transforma en aluminio primario líquido del cual se fabrican productos semiacabados de aluminio - barras, cilindros y bloques, que se procesan para crear productos.

En países desarrollados se recicla una gran proporción de los residuos de aluminio, como las latas de refresco o de cerveza. El reciclaje supone un 95% de ahorro de energía en comparación con la energía que se requiere en la producción primaria para obtener la misma cantidad de aluminio a partir de la bauxita.

La industria de la fundición de aluminio utiliza una gran cantidad energética, por eso los hornos se encuentran principalmente en países ricos en energía eléctrica y fuentes eléctricas. Más de la mitad de los hornos de fundición de aluminio utiliza la electricidad generada por plantas hidroeléctricas, y sólo una pequeña parte ellos hace uso de la electricidad producida a partir de carbón o hidrocarburos.

En general, se obtienen dos toneladas de alúmina a partir de cuatro toneladas de bauxita, y de esta cantidad se produce tan solo una tonelada de aluminio. El aluminio primario líquido se consigue a partir de alúmina mediante electrólisis, una reacción química producida por acción de una corriente eléctrica. Para realizar la electrólisis, es necesario sumergir en solución electrolítica un electrodo positivo, o ánodo, y un electrodo negativo, o cátodo, y conectarlos a una corriente continua.
El aluminio se produce en tanques de acero revestidos de ladrillos de grafito. El revestimiento de grafito funciona como un cátodo. El punto de fusión de la alúmina supera los 2000 °C de temperatura, por eso se disuelve en criolita fundida que cuenta con un punto de fusión más bajo. El ánodo hecho de carbono se sumerge en la solución electrolítica resultante de una temperatura en torno a 1000 °C.

Durante la electrólisis de la alúmina, u óxido de aluminio, se libera oxígeno en el ánodo. El oxígeno reacciona con el carbono, formando monóxido y dióxido de carbono.

El aluminio líquido se deposita en el revestimiento de grafito, o cátodo, en el fondo del tanque, y luego toma el papel del cátodo. El aluminio fundido se bombea a una cuchara de colada cada dos días.

Como el oxígeno liberado en el ánodo continuamente oxida el ánodo de carbono, este debe ser reemplazado con frecuencia. Sobre la solución electrolítica se forma una costra sólida a la que se añade la alúmina. Aparte de calentar la alúmina, la costra ayuda a prevenir que la solución electrolítica pierda calor. Después de añadir la alúmina, se penetra la costra cada dos o cuatro horas, para reemplazar la alúmina disuelta.

En una planta para la fundición de aluminio funcionan cientos de tanques 24 horas al día. La electrólisis requiere el uso de corriente de alto amperaje, porque la producción de aluminio es directamente proporcional a la intensidad de la corriente. Al mismo tiempo, para lograr esto, utilizan bajo voltaje con el fin de disminuir el consumo energético.

Ánodo

Cátodo

Instalaciones

  • mina de bauxita
  • planta de alúmina
  • horno de fundición de aluminio
  • depósito de lodo rojo
  • fábrica de productos acabados
  • residuos de aluminio

Reacción

  • ánodo de carbono
  • cátodo

Productos

  • bloque de aluminio
  • cilindro de aluminio
  • papel aluminio
  • barras de aluminio

Animación

  • ánodo de carbono
  • cátodo
  • aluminio
  • alúmina fundida disuelta en criolita
  • dióxido de carbono y monóxido de carbono
  • transformador - Proporciona energía eléctrica al ánodo y cátodo.
  • cuchara de colada - El aluminio se bombea a este depósito.
  • mina de bauxita
  • planta de alúmina
  • horno de fundición de aluminio
  • depósito de lodo rojo
  • fábrica de productos acabados
  • residuos de aluminio
  • bloque de aluminio
  • cilindro de aluminio
  • papel aluminio
  • barras de aluminio

Narración

El aluminio es el metal ligero más extensamente utilizado del mundo. Su uso ha estado en constante aumento desde hace décadas, debido a su abundante ocurrencia, densidad baja, fácil maleabilidad y resistencia.

El aluminio es el tercer elemento más abundante en la corteza terrestre después del oxígeno y la silicona, sin embargo, no se encuentra en la naturaleza en su estado elemental. El aluminio se produce de forma económica a partir de la bauxita.

Primero, el óxido de aluminio, o alúmina, se obtiene a partir de la bauxita y luego la alúmina se transforma en aluminio primario líquido del cual se fabrican productos semiacabados de aluminio - barras, cilindros y bloques, que se procesan para crear productos.

En países desarrollados se recicla una gran proporción de los residuos de aluminio, como las latas de refresco o de cerveza. El reciclaje supone un 95% de ahorro de energía en comparación con la energía que se requiere en la producción primaria para obtener la misma cantidad de aluminio a partir de la bauxita.

La industria de la fundición de aluminio utiliza una gran cantidad energética, por eso los hornos se encuentran principalmente en países ricos en energía eléctrica y fuentes eléctricas. Más de la mitad de los hornos de fundición de aluminio utiliza la electricidad generada por plantas hidroeléctricas, y sólo una pequeña parte ellos hace uso de la electricidad producida a partir de carbón o hidrocarburos.

En general, se obtienen dos toneladas de alúmina a partir de cuatro toneladas de bauxita, y de esta cantidad se produce tan solo una tonelada de aluminio. El aluminio primario líquido se consigue a partir de alúmina mediante electrólisis, una reacción química producida por acción de una corriente eléctrica. Para realizar la electrólisis, es necesario sumergir en solución electrolítica un electrodo positivo, o ánodo, y un electrodo negativo, o cátodo, y conectarlos a una corriente continua.
El aluminio se produce en tanques de acero revestidos de ladrillos de grafito. El revestimiento de grafito funciona como un cátodo. El punto de fusión de la alúmina supera los 2000 °C de temperatura, por eso se disuelve en criolita fundida que cuenta con un punto de fusión más bajo. El ánodo hecho de carbono se sumerge en la solución electrolítica resultante de una temperatura en torno a 1000 °C.

Durante la electrólisis de la alúmina, u óxido de aluminio, se libera oxígeno en el ánodo. El oxígeno reacciona con el carbono, formando monóxido y dióxido de carbono.

El aluminio líquido se deposita en el revestimiento de grafito, o cátodo, en el fondo del tanque, y luego toma el papel del cátodo. El aluminio fundido se bombea a una cuchara de colada cada dos días.

Como el oxígeno liberado en el ánodo continuamente oxida el ánodo de carbono, este debe ser reemplazado con frecuencia. Sobre la solución electrolítica se forma una costra sólida a la que se añade la alúmina. Aparte de calentar la alúmina, la costra ayuda a prevenir que la solución electrolítica pierda calor. Después de añadir la alúmina, se penetra la costra cada dos o cuatro horas, para reemplazar la alúmina disuelta.

En una planta para la fundición de aluminio funcionan cientos de tanques 24 horas al día. La electrólisis requiere el uso de corriente de alto amperaje, porque la producción de aluminio es directamente proporcional a la intensidad de la corriente. Al mismo tiempo, para lograr esto, utilizan bajo voltaje con el fin de disminuir el consumo energético.

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