अयस्कों
एल्युमिनियम पृथ्वी की सतह पर तीसरा सबसे प्रचुर तत्व है। केवल ऑक्सीजन और सिलिकॉन अधिक सामान्य हैं। 16 किमी (10 मील) की गहराई तक पृथ्वी की पपड़ी में 8 प्रतिशत एल्यूमीनियम होता है। एल्यूमीनियम में अन्य सामान्य तत्वों के साथ संयोजन करने की एक मजबूत प्रवृत्ति होती है और इसलिए शायद ही कभी धातु के रूप में प्रकृति में होता है। इसके यौगिक, हालांकि, लगभग सभी सामान्य चट्टानों के एक महत्वपूर्ण घटक हैं। यह मिट्टी, शेल, स्लेट, विद्वान, ग्रेनाइट, सीनाइट और एनोरोसाइट में पाया जाता है।
सबसे महत्वपूर्ण एल्यूमीनियम अयस्क, एक लोहे से युक्त चट्टान जिसमें लगभग 52 प्रतिशत एल्यूमीनियम ऑक्साइड था, 1821 में दक्षिणी फ्रांस में लेस बक्स के पास खोजा गया था। सामग्री को बाद में बॉक्साइट नाम दिया गया था। बॉक्साइट को शुद्धता की भिन्न डिग्री के एक एल्यूमीनियम अयस्क के रूप में परिभाषित किया गया है जिसमें एल्यूमीनियम हाइड्रोक्साइड या एल्यूमीनियम ऑक्साइड के रूप में एल्यूमीनियम सबसे बड़ा एकल घटक है। अशुद्धियाँ काफी हद तक लौह ऑक्साइड, सिलिका और टिटानिया हैं।
बॉक्साइट अपनी बनावट और अशुद्धियों के आधार पर भौतिक रूप में बहुत भिन्न होता है। यह लोहे के आक्साइड में पीले से सफेद से भूरे या गुलाबी से गहरे लाल या भूरे रंग तक होता है। यह मिट्टी का हो सकता है, या यह मिट्टी से चट्टान के रूप में हो सकता है। अंटार्कटिका को छोड़कर दुनिया के सभी महाद्वीपों में बॉक्साइट पाया गया है। सबसे अमीर जमा आम तौर पर उन क्षेत्रों में होते हैं जो गठन के दौरान उष्णकटिबंधीय और उपोष्णकटिबंधीय जलवायु में थे, जो भारी वर्षा, लगातार गर्म तापमान और अच्छी जल निकासी की अनुकूलतम स्थिति प्रदान करते हैं।
कैरिबियाई द्वीप समूह, उत्तरी दक्षिण अमेरिका, ऑस्ट्रेलिया, भारत, इंडोनेशिया, मलेशिया, चीन, रूस, कजाकिस्तान, पश्चिमी अफ्रीका, ग्रीस, क्रोएशिया, बोस्निया और हर्जेगोविना, मोंटेनेग्रो, हंगरी, इटली और फ्रांस में बड़ी जमा राशि पाई जाती है।
एल्यूमीनियम उत्पादन के लिए सभी बॉक्साइट किफायती नहीं हैं। केवल 30 प्रतिशत या उससे अधिक के एल्यूमीनियम ऑक्साइड सामग्री के साथ पृथ्वी को व्यावहारिक माना जाता है। केवल उन अयस्कों में खनिजों के महत्वपूर्ण सांद्रण और बोहेमाइट होते हैं, जिनमें क्रमशः 65 और 85 प्रतिशत एल्यूमिना होते हैं, जिन्हें आमतौर पर संसाधित करने के लिए किफायती माना जाता है। जिबॉइट बड़े पैमाने पर उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में भूमध्य रेखा के दोनों ओर पाया जाता है, जबकि बोहेमाइट रूस, कजाकिस्तान, तुर्की, चीन और ग्रीस में उपोष्णकटिबंधीय बेल्ट के उत्तर में पाया जाता है।
बॉक्साइट के ज्ञात जमा वर्तमान उत्पादन स्तरों पर दुनिया को सैकड़ों वर्षों तक एल्यूमीनियम की आपूर्ति कर सकते हैं। जब उच्च श्रेणी के बाक्साइट जमा कम हो जाते हैं, तो माध्यमिक अयस्कों का पर्याप्त भंडार शोषित होता रहेगा: उत्तर पश्चिमी संयुक्त राज्य अमेरिका और ऑस्ट्रेलिया में लेटराइट जमा, पश्चिमी संयुक्त राज्य अमेरिका में एनोर्थोसाइट, यूरोप में एपेटाइट और अल्युनाइट, दक्षिणपूर्वी संयुक्त राज्य अमेरिका में काओलाइट। एल्यूमिना के अन्य गैर-बाक्साइट स्रोत भी उपलब्ध हैं: एल्यूमिना क्ले, डावोनाइट, एल्युमिनस शैल्स, आग्नेय चट्टानें, और सैप्रोलाइट और सिलिमेनाइट खनिज। रूस में, एल्यूमिना को नॉनबक्सिटिक अयस्कों से परिशोधित किया जाता है - अर्थात् नेफलाइन सेनाइट और अलुनाइट। ऑस्ट्रेलिया, गिनी और इंडोनेशिया में विशाल बॉक्साइट विकास कहीं और माध्यमिक अयस्कों में ब्याज को स्थगित कर दिया है।
खुदाई
अब तक व्यावसायिक रूप से शोषित बॉक्साइट की सबसे बड़ी मात्रा पृथ्वी की सतह पर या उसके पास है। नतीजतन, यह खुले गड्ढों में खनन किया जाता है, जिसमें केवल ओवरबर्डन के न्यूनतम हटाने की आवश्यकता होती है। बॉक्साइट बेड को ढीला कर दिया जाता है और पावर फावड़ा या ड्रैगलाइन के साथ खोदा जाता है, और अयस्क को ट्रक, रेल, या कन्वेयर बेल्ट द्वारा एक प्रसंस्करण संयंत्र में ले जाया जाता है, जहां इसे आसान हैंडलिंग के लिए कुचल दिया जाता है। रिफाइनिंग प्लांट मेरा साइटों के पास स्थित हैं, यदि संभव हो तो, परिवहन बॉक्साइट लागत में एक प्रमुख आइटम है।
सभी बॉक्साइट खनन का लगभग 90 प्रतिशत एल्यूमिना में परिष्कृत किया जाता है, जो अंततः एल्यूमीनियम में गल जाता है। शेष 10 प्रतिशत का उपयोग अन्य अनुप्रयोगों में किया जाता है, जैसे कि कच्चे तेल की वसूली में अपघर्षक, अपवर्तक और प्रॉपेंट। लगभग चार टन उच्च श्रेणी के बॉक्साइट से दो टन एल्युमिना प्राप्त होता है, जिसमें से एक टन एल्यूमीनियम का उत्पादन होता है।
निष्कर्षण और शोधन
बॉक्साइट से एल्यूमीनियम का उत्पादन एक दो-चरण प्रक्रिया है: एल्यूमीनियम का उत्पादन करने के लिए एल्यूमिना प्राप्त करने और एल्यूमिना को गलाने के लिए बॉक्साइट को परिष्कृत करना। बॉक्साइट में कई तरह की अशुद्धियाँ होती हैं, जिनमें आयरन ऑक्साइड, सिलिका और टिटानिया शामिल हैं। यदि शोधन के दौरान इन अशुद्धियों को नहीं हटाया जाता है, तो वे गलाने की प्रक्रिया के दौरान धातु को दूषित और दूषित कर देंगे। इसलिए, इन अशुद्धियों को खत्म करने के लिए अयस्क का उपचार किया जाना चाहिए। शुद्ध एल्यूमिना में आमतौर पर 0.5 से 1 प्रतिशत पानी, 0.3 से 0.5 प्रतिशत सोडा, और 0.1 प्रतिशत अन्य ऑक्साइड्स से कम होता है। विभिन्न संशोधनों के साथ बायर प्रक्रिया, एल्यूमिना के उत्पादन के लिए सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली विधि है, और सभी एल्यूमीनियम को एल्युमिना से हॉल-ह्यूरेल्ट इलेक्ट्रोलाइटिक प्रक्रिया का उपयोग करके उत्पादित किया जाता है।
