อลูมิเนียมเป็นโลหะชนิดหนึ่งที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย คุณรู้หรือไม่ว่าอลูมิเนียมถูกสกัดและผลิตได้อย่างไร?

อะลูมิเนียมเป็นหินที่ประกอบด้วยออกไซด์ของอะลูมิเนียมและแร่ธาตุอื่นๆ และเป็นแหล่งอะลูมิเนียมหลักของโลก หลังจากการขุดแร่บอกไซต์จะถูกทำให้เป็นอลูมินาซึ่งจะถูกเปลี่ยนเป็นอะลูมิเนียม โดยปกติอลูมิเนียมจะต้องผ่านสามขั้นตอนตั้งแต่แร่ไปจนถึงโลหะ:

ขั้นตอนแรก: การขุดแร่อะลูมิเนียม

โดยทั่วไปแร่อะลูมิเนียมจะถูกขุดในเหมืองเปิด และมีเพียง 3 ประเทศเท่านั้น ได้แก่ ออสเตรเลีย จีน และกินี ซึ่งคิดเป็น 72% ของการผลิตแร่อะลูมิเนียมทั่วโลก

ออสเตรเลียเป็นผู้ผลิตแร่อะลูมิเนียมรายใหญ่ที่สุดและเป็นที่ตั้งของเหมือง วิภา ซึ่งเป็นบริษัทเหมืองแร่อะลูมิเนียมที่ใหญ่ที่สุดในโลก

กินีเป็นผู้ผลิตแร่อะลูมิเนียมรายใหญ่อันดับสาม โดยมีปริมาณสำรองแร่อะลูมิเนียมมากกว่า 7 พันล้านตัน มากกว่าประเทศอื่นๆ นอกจากนี้ กินียังเป็นผู้ส่งออกแร่อะลูมิเนียมรายใหญ่ที่สุดของโลก โดย 76% ของการส่งออกแร่อะลูมิเนียมไปยังประเทศจีน

เมื่อขุดแร่อะลูมิเนียมแล้ว จะถูกส่งไปยังโรงกลั่นทั่วโลกเพื่อผลิตอลูมินา ซึ่งถือเป็นขั้นตอนที่สองของกระบวนการผลิต

ขั้นตอนที่สอง: การผลิตอลูมินา

ในทศวรรษที่ 1890 คาร์ล โจเซฟ ไบเออร์ นักเคมีชาวออสเตรียได้คิดค้นวิธีการสกัดอลูมินาจากบอกไซต์ในรูปแบบปฏิวัติวงการ ปัจจุบัน กว่า 100 ปีต่อมา ประมาณ 90 เปอร์เซ็นต์ของโรงกลั่นอลูมินายังคงใช้กระบวนการของไบเออร์ในการกลั่นอะลูมิเนียม

กระบวนการของไบเออร์มีสี่ขั้นตอนสำคัญ: 1) การกลั่น 2) การคัดกรอง 3) การสะสม และ 4) การคั่ว

จีนเป็นผู้ผลิตรายใหญ่อันดับสองของโลกและนำเข้าแร่บอกไซต์รายใหญ่ที่สุด และจัดหาอะลูมินามากกว่าครึ่งหนึ่งของโลก

ผู้ผลิตแร่อะลูมิเนียมรายใหญ่หลายราย รวมถึงออสเตรเลีย บราซิล และอินเดีย เป็นผู้ผลิตอลูมินารายใหญ่ที่สุด แม้ว่าจะไม่มีรายใดเทียบได้กับจีนก็ตาม

อลูมินาถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมหลายประเภท รวมถึงการผลิตพลาสติก เครื่องสำอาง และเคมีภัณฑ์ แน่นอนว่าส่วนใหญ่ถูกส่งไปยังโรงถลุงเพื่อผลิตอะลูมิเนียม

ขั้นตอนที่สาม: การผลิตอลูมิเนียม

อลูมินาจะถูกแปลงเป็นอะลูมิเนียมโดยการลดอิเล็กโทรไลต์ นอกจากตัวอลูมินาแล้ว แร่ธาตุอีกชนิดหนึ่งที่เรียกว่าไครโอไลท์ยังเป็นกุญแจสำคัญของกระบวนการนี้ พร้อมด้วยกระแสไฟฟ้าจำนวนมาก

ในโรงถลุงอะลูมิเนียม เซลล์อิเล็กโทรไลต์หลายร้อยเซลล์จะถูกเติมด้วยไครโอไลท์หลอมเหลว อลูมินาถูกเทลงในเซลล์เหล่านี้ และกระแสไฟฟ้าแรงสูงจะทำลายพันธะเคมีระหว่างอะตอมของอะลูมิเนียมและออกซิเจน ผลลัพธ์ของอิเล็กโทรไลซิสก็คือของเหลวอะลูมิเนียมบริสุทธิ์จะตกตะกอนที่ด้านล่างของอิเล็กโทรไลเซอร์ จากนั้นจึงทำให้บริสุทธิ์และหล่อเป็นรูปทรงและขนาดต่างๆ

จีนครองการผลิตอะลูมิเนียมทั่วโลกและเป็นผู้บริโภครายใหญ่ที่สุด ประเทศเพื่อนบ้านอย่างอินเดียซึ่งมีผลผลิตเพียง 1 ใน 10 ของจีน อยู่ในอันดับที่ 2

เช่นเดียวกับกรณีการผลิตอลูมินา บางประเทศที่ผลิตแร่บอกไซต์และอลูมินาก็ผลิตอะลูมิเนียมเช่นกัน เช่น อินเดีย ออสเตรเลีย และรัสเซีย

ประมาณหนึ่งในสี่ของอลูมิเนียมที่ผลิตในแต่ละปีถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมการก่อสร้าง อีก 23% ใช้ในโครงรถ สายไฟ ล้อ และส่วนอื่นๆ ของอุตสาหกรรมการขนส่ง อลูมิเนียมฟอยล์ กระป๋อง และบรรจุภัณฑ์ก็เป็นอีกหนึ่งการใช้งานหลัก ซึ่งคิดเป็น 17% ของการบริโภค

การใช้งานอะลูมิเนียมอย่างกว้างขวางทำให้เป็นหนึ่งในตลาดโลหะที่มีมูลค่ามากที่สุด ในปี 2564 ขนาดของตลาดอลูมิเนียมทั่วโลกอยู่ที่ประมาณ 245.7 พันล้านดอลลาร์ และคาดว่าจะเพิ่มขึ้นเกือบสองเท่าเป็น 498.5 พันล้านดอลลาร์ภายในปี 2573 เมื่อการบริโภคเติบโตขึ้น