malme
Aluminium er det tredje mest rigelige element på jordoverfladen. Kun ilt og silicium er mere almindelige. Jordskorpen til en dybde på 16 km indeholder 8 procent aluminium. Aluminium har en stærk tendens til at kombinere med andre almindelige elementer og forekommer sjældent i naturen i metallisk form. Dens forbindelser er imidlertid en vigtig bestanddel af stort set alle almindelige klipper. Det findes i ler, skifer, skifer, skist, granit, syenit og anorthosit.
Den vigtigste aluminiummalm, en jernholdig sten bestående af ca. 52 procent aluminiumoxid, blev opdaget i 1821 nær Les Baux i det sydlige Frankrig. Materialet blev senere navngivet bauxit. Bauxit defineres bedst som en aluminiummalm med forskellige renhedsgrader, hvor aluminium i form af aluminiumhydroxid eller aluminiumoxid er den største enkeltbestanddel. Urenhederne er stort set jernoxid, silica og titania.
Bauxit varierer meget i fysisk udseende, afhængigt af dens sammensætning og urenheder. Det spænder i farve fra gullig hvid til grå eller fra lyserød til mørkerød eller brun, hvis den er høj i jernoxider. Det kan være jordnært, eller det kan variere i form fra ler til klippe. Bauxit er fundet på alle verdens kontinenter undtagen Antarktis. De rigeste aflejringer ligger generelt i områder, der under dannelsen var i tropiske og subtropiske klimaer, hvilket giver optimale forhold med kraftigt regn, konstante varme temperaturer og god dræning.
Store forekomster findes på de Caribiske øer, Nordlige Sydamerika, Australien, Indien, Indonesien, Malaysia, Kina, Rusland, Kazakhstan, det vestlige Afrika, Grækenland, Kroatien, Bosnien-Hercegovina, Montenegro, Ungarn, Italien og Frankrig.
Ikke alle bauxitter er økonomiske til aluminiumproduktion. Kun jord med et aluminiumoxidindhold på 30 procent eller mere betragtes som praktisk. Kun malme, der indeholder betydelige koncentrationer af mineraler gibbsite og boehmit, der indeholder henholdsvis 65 og 85 procent aluminiumoxid, betragtes generelt som økonomiske at blive behandlet. Gibbsite findes stort set i tropiske områder på hver side af ækvator, mens boehmit findes stort set nord for det subtropiske bælte i Rusland, Kasakhstan, Tyrkiet, Kina og Grækenland.
Kendte forekomster af bauxit kan forsyne verden med aluminium i hundreder af år på nuværende produktionsniveauer. Når bauxitaflejringer i høj kvalitet udtømmes, vil betydelige reserver af sekundærmalm blive udnyttet: lateritiske aflejringer i det nordvestlige USA og Australien, anorthosit i det vestlige USA, apatit og alunit i Europa, kaolinit i det sydøstlige USA. Andre ikke-bauxitkilder til aluminiumoxid er også tilgængelige: aluminiumoxidlejer, dawsonit, aluminiumholdige skifer, stødarter og saprolit- og sillimanitmineraler. I Rusland raffineres aluminiumoxid fra ikke-bauxitiske malme - nemlig nefelin-syenit og alunit. Den enorme bauxitudvikling i Australien, Guinea og Indonesien har haft en tendens til at udsætte interessen for sekundærmalm andre steder.
Minedrift
Langt den største mængde kommercielt udnyttet bauxit ligger ved eller nær Jordens overflade. Følgelig udvindes det i åbne gruber, der kun kræver en minimal fjernelse af overbelastning. Bauxit-senge sprænges løs og graves op med skovl eller træklinje, og malmen transporteres med lastbil, jernbane eller transportbånd til et forarbejdningsanlæg, hvor det knuses for lettere at håndtere. Raffineringsanlæg er om muligt placeret i nærheden af minesteder, da transport er en vigtig faktor i bauxitomkostningerne.
Cirka 90 procent af al minet bauxit raffineres til aluminiumoxid, som i sidste ende smeltes til aluminium. De resterende 10 procent bruges til andre anvendelser, såsom slibemidler, ildfaste stoffer og proppanter til nyttiggørelse af råolie. Cirka fire ton bauxit af høj kvalitet giver to ton aluminiumoxid, hvorfra der produceres et ton aluminium.
Ekstraktion og raffinering
Produktionen af aluminium fra bauxit er en totrinsproces: raffinering af bauxit til opnåelse af aluminiumoxid og smeltning af aluminiumoxid til produktion af aluminium. Bauxit indeholder et antal urenheder, herunder jernoxid, silica og titania. Hvis disse urenheder ikke fjernes under raffinering, legerer de og forurener metallet under smelteprocessen. Malmen skal derfor behandles for at eliminere disse urenheder. Oprenset aluminiumoxid indeholder normalt 0,5 til 1 procent vand, 0,3 til 0,5 procent soda og mindre end 0,1 procent andre oxider. Bayer-processen er med forskellige modifikationer den mest anvendte metode til produktion af aluminiumoxid, og alt aluminium er produceret af aluminiumoxid ved hjælp af Hall-Héroult elektrolytisk proces.
