Tutto il bello del sapere: come viene prodotto l’alluminio?

Pur essendo il più abbondante metallo sulla crosta terreste, l’alluminio puro non è presente in natura ma richiede un processo produttivo assai complesso.

Anche agli operatori di mercato più esperti sfugge qualche volta il quadro d’insieme di una commodities come l’alluminio. Sappiamo tutti che è uno dei metalli più utilizzati e che si trova ovunque, dalle lattine di birra alle fusoliere degli aeroplani, tuttavia non sempre è chiaro che si tratta di qualcosa che non è presente in natura e che riuscire a produrlo è un processo decisamente complesso.

Innanzitutto serve bauxite, un minerale di cui ne vengono prodotte circa 390 milioni di tonnellate all’anno, l’85% delle quali viene utilizzata per produrre alluminio. Le bauxiti sono rocce composte da ossidi di alluminio insieme ad altri minerali e sono la principale fonte mondiale di alluminio.

Dopo l’estrazione, la bauxite viene raffinata in allumina, che viene poi convertita in alluminio. Pertanto, il passaggio dell’alluminio dal minerale allo stato metallico avviene solitamente in tre fasi.

Prima fase: l’estrazione della bauxite

La bauxite viene solitamente estratta dal terreno in miniere a cielo aperto e il 72% della produzione mineraria mondiale fa capo a soli tre paesi: Australia, Cina e Guinea. L’Australia è di gran lunga il maggiore produttore del mondo e ospita anche la miniera di Weipa, la più grande attività estrattiva di bauxite al mondo. La Guinea detiene invece le più grandi riserve di bauxite del pianeta (più di 7 miliardi di tonnellate) ed esporta quasi tutta la sua produzione in Cina.

Seconda fase: la produzione di allumina

Una volta estratta dal terreno, la bauxite viene inviata alle raffinerie in tutto il mondo per produrre allumina, che rappresenta la seconda fase del processo produttivo.

Negli anni 1890, il chimico austriaco Carl Josef Bayer inventò un processo rivoluzionario per estrarre l’allumina dalla bauxite. Oggi, più di 100 anni dopo, circa il 90% delle raffinerie di allumina utilizza ancora il processo Bayer per raffinare la bauxite.

Va considerato che questo processo produce molte impurità, i cosiddetti fanghi rossi, che rappresentano un problema ambientale importante. Infatti, per ogni tonnellata di allumina, le raffinerie producono 1,2 tonnellate di fango rosso e, oggi, nel mondo sono immagazzinate oltre 3 miliardi di tonnellate di questo materiale.

Il paese che domina la produzione è la Cina, che fornisce più della metà dell’allumina mondiale. Anche Australia, Brasile e India, sono tra i maggiori produttori di allumina, anche se nessuno si avvicina alla Cina.

Terza fase: la produzione di alluminio

L’allumina viene convertita in alluminio tramite riduzione elettrolitica. Oltre all’allumina stessa, un altro minerale chiamato criolite è essenziale per il processo, insieme a moltissima elettricità. Negli impianti di fusione dell’alluminio, centinaia di celle di riduzione elettrolitica vengono riempite con criolite fusa. L’allumina (composta da due atomi di alluminio e tre atomi di ossigeno) viene quindi immessa in queste celle e una forte corrente elettrica rompe il legame chimico tra gli atomi di alluminio e di ossigeno. L’elettrolisi fa sì che l’alluminio liquido puro si depositi sul fondo della cella, dove viene poi purificato e fuso nelle sue varie forme e dimensioni.

Il leader mondiale della produzione di alluminio è sempre la Cina, oltre ad essere anche il maggiore consumatore. L’India è il secondo produttore mondiale, ma ne produce soltanto un decimo di quello cinese. Come nel caso della produzione di allumina, alcuni dei paesi che producono bauxite e allumina producono anche alluminio, come appunto l’India, ma anche l’Australia e la Russia.

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