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> 鋁的生產
鋁礬土的開採
  生產鋁的第一個步驟,是開採用來製造鋁的原礦,即鋁礬土。鋁礬土是由含有大量含鋁礦物的沉積岩經自然風化作用而形成。其首次發現的地點,是在法國的Les Baux地區,故因此而得名。鋁樊土最重要的用途,是用於製作煉鋁所需的氧化鋁。以前端裝填器,使用淺深露天開採技術,將鋁樊土裝入150噸重的頂端傾倒,卡車上。然後將鋁樊土原礦運送至卸貨站,再利用卡車或輸送帶將礦石運送至處理廠。鋁樊土礦石的處理廠,稱為增效廠。將鋁樊土過篩和清洗,以去除雜質。然後將其置放成堆,以利隨後裝船。Weipa大部分經增效後的鋁樊土,會運送至 Gladstone,以供昆士蘭氧化鋁有限公司(QAL)和雅雲氧化鋁精煉廠生產氧化鋁之用。其餘的鋁樊土,則出口供應其他客戶。

氧化鋁精煉
  生產鋁的第二個步驟,是利用名為拜耳法的化學精煉程序,將鋁樊土精煉成氧化鋁。拜耳法是在1888年時,由德國科學家 卡爾.拜耳 (Carl Bayer)所發明,共有四個步驟:
步驟 1:
    以研磨機將鋁樊土原礦予以細磨,然後與高溫苛性鈉溶液混合,此溶液會將包含在鋁樊土中的氧化鋁溶解出來。二氧化矽、鐵、和鈦聚合物則不會溶解。
步驟 2:
    將氧化鋁和苛性鈉溶液倒入成排的濃縮槽,固態的雜質會在槽底形成細小的紅色泥狀沉澱物。這種紅色泥狀沉澱物是製程中的廢料,用水將其清洗數次後,丟棄於礦渣池中。剩下的三水酸鋁溶液,再經過濾,使其更純淨。
步驟 3:
    將溶液冷卻、濃縮,然後存放於無蓋槽中,直至形成結晶。再加入純氧化鋁以助其氫氧化鋁晶體,這個過程會歷經數日。
步驟 4:
  將三水酸鋁結晶清洗、過濾,然後在溫度超過 1,000℃ 的瓦斯加熱窯中受熱,以去除水分子。之後就會形成細小、乾燥、粉末狀的氧化鋁。將其冷卻後,再予以儲存。
生產一噸的氧化鋁,需要二噸的鋁樊土。

煉鋁

  生產鋁的第三個步驟,也是最後一個步驟,是將氧化鋁煉製成鋁湯。生產一噸的鋁湯,需要兩噸的氧化鋁。


  氧化鋁是由鋁和氧所組成。要製成鋁湯,必須將這兩個元素分離。將氧化鋁轉換成鋁的製程叫做煉製。此製程是1886年時,由美國的查理斯.霍爾(Charles Hall),以及法國的保羅.希羅特(Paul Heroult)所發明。因為霍爾和希羅特幾乎在同一時期,各自發明此一方法,所以此製程大家便稱為霍爾 ﹣希羅特法。


  煉製所用的爐,是一種以石墨為內襯的大型鋼鐵爐,又稱為還原槽。石墨內襯又稱為陰極。將氧化鋁投入槽中,使其溶解在熔融冰晶石中(可溶解氧化鋁,並於970℃時具導電性)。將電流透過碳塊導入每個槽中,碳塊在此的作用是當成陽極,由煉鋁廠產製。


  所有的還原槽經由通電的鋁條串聯,形成一條還原產線。持續不斷的電流由陽極流過氧化鋁和冰晶石的混合物,到達石墨陰極內襯,再流向下一個電解槽的陽極,如此一直下去。電流使得氧化鋁和碳棒陽極產生反應,形成鋁和二氧化碳。生產一噸的鋁,所需耗用的電力在 13,000 – 15,000 度之間。氧和碳會在電解槽的頂端形成二氧化碳。


  液態的鋁會沉入至電解槽底部。利用虹吸管將液態鋁引流抽出,然後送至保溫爐,以備進一步澆鑄成產品。


  鋁湯可鑄造成純鋁(純度高於99.7%),或加入少量的其他成分,諸如:鎂、矽、錳等,成為鋁合金。不同的合金對有不同的特性,有的具有較佳的強度,有的則具有較好的抗蝕性。