Wie wird Aluminium hergestellt?

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Wie benutzt man:Klicken Sie auf die Pfeile rechts, um die nächste Stufe der Aluminiumproduktion anzuzeigen.

Aluminium ist eines unserer am häufigsten verwendeten Metalle und findet sich in allem, von Bierdosen bis hin zu Flugzeugteilen.

Allerdings kommt das Leichtmetall nicht in der Natur vor und seine Herstellung ist ein komplexer Prozess.

Die obigen Infografiken verwenden Daten von USGS, Aluminium Leader und anderen Quellen, um die drei Phasen der Aluminiumproduktion aufzuschlüsseln.

Jedes Jahr produziert die Welt um390 Millionen Tonnenaus Bauxitgestein und85 %Davon wird zur Herstellung von Aluminium verwendet.

Bauxite sind Gesteine, die neben anderen Mineralien aus Aluminiumoxiden bestehen und die weltweit wichtigste Aluminiumquelle darstellen. Nach dem Abbau wird Bauxit zu Aluminiumoxid raffiniert, das dann in Aluminium umgewandelt wird.

Daher erfolgt der Übergang von Aluminium vom Erz zum Metall typischerweise in drei Stufen.

Bauxit wird typischerweise im Tagebau aus dem Boden abgebaut, wobei nur drei Länder – Australien, China und Guinea – davon betroffen sind72 %der weltweiten Minenproduktion.

Australien ist mit Abstand der größte Bauxitproduzent und beherbergt auch die Weipa-Mine, den größten Bauxitabbaubetrieb weltweit.

Guinea, der drittgrößte Produzent, verfügt über mehr alssieben Milliarden Tonnen Bauxitreserven, mehr als jedes andere Land. Darüber hinaus ist Guinea der weltweit größte Exporteur von Bauxit76 %der Bauxitexporte gehen nach China.

Nachdem Bauxit aus dem Boden ausgeschieden ist, wird es zur Herstellung von Aluminiumoxid an Raffinerien auf der ganzen Welt geschickt. Dies markiert die zweite Stufe des Produktionsprozesses.

In den 1890er Jahren erfand der österreichische Chemiker Carl Josef Bayer ein revolutionäres Verfahren zur Gewinnung von Aluminiumoxid aus Bauxit. Heute – über 100 Jahre später – einige90 %der Aluminiumoxidraffinerien nutzen immer noch das Bayer-Verfahren zur Raffinierung von Bauxit.

Hier sind die vier wichtigsten Schritte im Bayer-Prozess:

Die bei der Herstellung von Aluminiumoxid zurückbleibenden Verunreinigungen oder Rotschlamm stellen ein großes Umweltproblem dar. Tatsächlich produzieren Raffinerien pro Tonne Aluminiumoxid 1,2 Tonnen Rotschlamm, und es gibt mehrdrei Milliarden Tonnendavon ist heute auf der Welt gespeichert.

China, der zweitgrößte Produzent und größte Importeur von Bauxit, liefert mehr als die Hälfte des weltweiten Aluminiumoxids.

Mehrere große Bauxitproduzenten, darunter Australien, Brasilien und Indien, gehören zu den größten Aluminiumoxidproduzenten, obwohl keiner an China heranreicht.

Aluminiumoxid findet in zahlreichen Branchen Anwendung, darunter in der Kunststoff-, Kosmetik- und Chemieproduktion. Aber natürlich wird der Großteil davon an Hütten zur Herstellung von Aluminium verschifft.

Durch elektrolytische Reduktion wird Aluminiumoxid in Aluminium umgewandelt. Neben Aluminiumoxid selbst ist ein weiteres Mineral namens Kryolith neben viel Elektrizität von entscheidender Bedeutung für den Prozess. Hier ist ein vereinfachter Überblick über die Funktionsweise des Aluminiumschmelzens:

China dominiert die weltweite Aluminiumproduktion und ist auch der größte Verbraucher. Sein Nachbar Indien ist der zweitgrößte Produzent und produziert nur ein Zehntel der chinesischen Produktion.

Wie bei der Aluminiumoxidproduktion produzieren einige der Länder, die Bauxit und Aluminiumoxid produzieren, auch Aluminium, beispielsweise Indien, Australien und Russland.

Etwa ein Viertel des jährlich produzierten Aluminiums wird in der Bauindustrie verwendet. Weitere 23 % fließen in Fahrzeugrahmen, Drähte, Räder und andere Teile der Transportindustrie. Auch Aluminiumfolie, Dosen und Verpackungen sind mit einem Verbrauchsanteil von 17 % ein weiterer wichtiger Endverbraucher.

Die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten von Aluminium haben es zu einem der wertvollsten Metallmärkte gemacht. Im Jahr 2021 wurde der weltweite Aluminiummarkt auf etwa geschätzt245,7 Milliarden US-Dollar, und wenn der Verbrauch steigt, wird sich seine Größe voraussichtlich fast verdoppeln498,5 Milliarden US-Dollarbis 2030.

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Der Wert der US-Mineralproduktion stieg im Jahr 2022 im Vergleich zum Vorjahr um 4 % auf 98,2 Milliarden US-Dollar. Welche Staaten trugen am meisten zur inländischen Mineralproduktion bei?

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Die USA produzierten im Jahr 2022 Nichtbrennstoffmineralien im Wert von 98,2 Milliarden US-Dollar, aber welche Staaten machten den Großteil des Abbaus aus?

Diese Karte verwendet Daten des USGS, um US-Bundesstaaten nach dem Wert ihrer Mineralstoffproduktion ohne Brennstoff im Jahr 2022 zu kartieren und zu ordnen.

Die Rangliste berücksichtigt den Abbau von Nichtbrennstoffmineralien, die in zwei Hauptkategorien unterteilt werden: metallische Mineralien (wie Gold, Kupfer oder Silber) und Industriemineralien (wie Phosphatgestein, verschiedene Arten von Ton und Schotter).

Arizona führt die Liste der mineralproduzierenden Staaten an, mit Mineralien im Wert von 10,1 Milliarden US-Dollar, was 10,3 % der gesamten US-amerikanischen Gesamtmenge ausmacht, was größtenteils auf die produktive Kupferproduktion des Staates zurückzuführen ist. Auf den Bundesstaat Arizona entfielen im Jahr 2022 rund 70 % der inländischen Kupferproduktion, wodurch auch große Mengen Molybdän als Nebenprodukt entstehen.

Der ZustandNevadawar der nächstgrößte Mineralproduzent mit Mineralien im Wert von 8,9 Milliarden US-Dollar, dank seiner langjährigen Führungsrolle im Goldabbau (72 % der US-Goldproduktion im Jahr 2022) und weil es das einzige in Betrieb befindliche Lithiumprojekt in Amerika hat.

Staaten in der westlichen Region der USA dominieren die Rangliste der Bundesstaaten mit der höchsten Mineralproduktion, belegen die ersten beiden Plätze und machen die Hälfte der Top 10 aus, wenn es um den Gesamtwert der Mineralproduktion geht.

*Der Wert dieser Staaten ist eine Teilsumme, die vom USGS zurückgehaltene Werte ausschließt, um die Offenlegung unternehmenseigener Daten zu vermeiden. Die Rankings bleiben davon unberührt, weshalb einige Staaten trotz eines niedrigeren Wertes besser abschneiden können als andere.

Texas komplettiert die Top Drei mit einer Mineralienproduktion im Wert von 8 Milliarden US-Dollar im Jahr 2022, was vor allem auf die dominierende Produktion von Schotter zurückzuführen ist. Der Bundesstaat Texas war im Jahr 2022 mit einem Wert von mehr als 2,8 Milliarden US-Dollar der größte Schotterproduzent, fast doppelt so viel wie der zweitgrößte Produzent, Florida, der 1,5 Milliarden US-Dollar produzierte.

Die Produktion von Nichtbrennstoffmineralien wird vom USGS in zwei Hauptkategorien eingeteilt: Metalle/metallische Mineralien und Industriemineralien.

Obwohl sie nicht so glänzend sind, übersteigt der Produktionswert von Industriemineralien den von Metallmineralien bei weitem. Während im Jahr 2022 Metalle im Wert von 34,7 Milliarden US-Dollar produziert wurden, war der Wert der industriellen Mineralproduktion mit 63,5 Milliarden US-Dollar fast doppelt so hoch.

Bauzuschlagstoffe wie Bausand und -kies sowie Schotter machten mit 31,4 Milliarden US-Dollar fast die Hälfte der Industriemineralienproduktion aus, wobei Schotter mit einem Produktionswert von 21 Milliarden US-Dollar insgesamt der führende Mineralrohstoff war.

Nach Schotter waren die nächsten von den USA produzierten Mineralien (in absteigender Reihenfolge ihres Wertes): Zement, Kupfer, Bausand und -kies sowie Gold.

Obwohl der Wert der Metallproduktion im Vergleich zu 2021 um 6 % zurückging, stieg die Industriemineralienproduktion im Jahresvergleich um 10 %, was zu einem Gesamtanstieg der gesamten Nichtbrennstoff-Mineralproduktion in Amerika um 4 % führte.

Erkundung der Menge und des Dollarwerts recycelter Metalle in den USA durch Visualisierung der Metallrecyclingquoten.

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Metalle sind eine wesentliche Ressource für die moderne Gesellschaft und werden in allen Bereichen verwendet, vom Bauwesen und Transportwesen bis hin zu Technologie und medizinischen Geräten. Da die Nachfrage nach diesen Mineralien weiter wächst, steigt auch die Menge an Abfall, die bei ihrer Produktion und ihrem Verbrauch entsteht.

Das Recycling dieser Metallabfälle ist nicht nur ein Gewinn für die Nachhaltigkeit; es hat auch enorme wirtschaftliche Vorteile. In der Abbildung oben untersuchen wir das Verhältnis von recycelten zu nicht recycelten Metallen in den USA anhand der Recyclingstatistik 2020 des US Geological Survey.

Opportunitätskosten sind ein Konzept, das sich auf die Vorteile bezieht, die bei der Wahl einer Option gegenüber einer anderen entgangen sind. Bei nicht recycelten Metallen sind die Opportunitätskosten die potenziellen wirtschaftlichen und ökologischen Vorteile, die durch eine Erhöhung der Metallrecyclingquoten hätten erzielt werden können.

Nachfolgend finden Sie die Recyclingquoten für ausgewählte Metalle in den USA im Jahr 2020.

Die oben genannten recycelten Metalle stellten im Jahr 2020 einen Dollarwert von 26 Milliarden US-Dollar dar. Ihre nicht recycelten Gegenstücke machten dagegen 28 Milliarden US-Dollar aus.

Metalle können entweder aus Schrott recycelt werden, der beim Herstellungsprozess anfällt (bekannt als „Neuschrott“), oder aus Schrott aus Post-Consumer-Produkten („Altschrott“). Unabhängig von der Quelle sind viele von ihnen, insbesondere Chrom, Kupfer usw., recycelt B. Zinn, haben das Potenzial, weitere Nachhaltigkeits- und Wirtschaftsvorteile zu erzielen, indem sie einen größeren Teil ihrer Schrottvorräte recyceln.

Im Vergleich zum Abbau, der Verarbeitung und dem Transport neuer Metalle kann das Recycling von Metallen eine deutlich weniger energieintensive Alternative darstellen und jedes Jahr genug Energie einsparen, um Millionen von Haushalten in den USA mit Strom zu versorgen

Das Recycling von Metallen kann auch natürliche Ressourcen schonen, mehr grüne Arbeitsplätze schaffen und die Abhängigkeit eines Landes von Mineralienimporten verringern, indem es seine Rohstoffversorgung ergänzt.

Insgesamt ist das Potenzial für das Metallrecycling enorm, und Maßnahmen zur Erhöhung der Menge recycelter Metalle in den USA können zu noch größerer Nachhaltigkeit und wirtschaftlichen Vorteilen führen.

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