Achinsk بزرگ‌ترین واحد تولید آلومینا از نفلین سینیت

می متالز - تکنولوژی تولید آلومینا از نفلین سینیت برای اولین بار در دهه ۵۰ میلادی در یکی از واحدهای تولید آلومینای VAMI ابداع شد. این تکنولوژی امروزه در انحصار شرکت Rusal روسیه است. در این فرآیند سیمان، یکی از مهم‌ترین محصولات جانبی در کنار تولید آلومینا به شمار می‌رود.

آلومینا (اکسید آلومینیوم) ماده اصلی اولیه برای تولید آلومینیوم خالص است. عمده تولید آلومینا از کانسنگ‌های بوکسیت، که عموما از آلومینا غنی هستند (عیار متوسط ۴۵ تا ۵۰ درصد آلومینا) تهیه می‌شوند. گرچه این کانسنگ در نقاط بی‌شماری از پوسته زمین یافت می‌شود، ولی استخراج از نقاط محدودی صرفه اقتصادی دارد. از این رو، برخی از کشورها که دسترسی به منابع بوکسیت اقتصادی را نداشته باشند، آلومینای مورد نیاز خود را از طریق واردات تأمین می‌نمایند.

منابع با ارزش بوکسیت معمولا در نقاطی با آب و هوای گرمسیری بارانی یافت می‌شوند که به دلیل قرار گرفتن طولانی مدت در این آب و هوا، به تدریج دیگر عناصر نظیر کلسیم شستشو شده و عیار آلومینیوم در کانسنگ افزایش یافته است. ایران به عنوان کشوری با بارش اندک، منابع بسیار محدودی از بوکسیت را دارد، از این رو به منظور تامین نیاز آلومینای خود، قصد دارد از منابع غنی دیگر خود بهره‌برداری کند. مهم‌ترین منبع معدنی آلومینا، غیر از بوکسیت، نفلین سینیت است که ذخایر عظیمی از آن در منطقه شمال غرب ایران یافت می‌شود.

برای اولین بار، کارخانه آلومینای Volkhov با ظرفیت ۵۰ هزار تن واقع در منطقه شمال غرب روسیه در سال ۱۹۵۴ از نفلین سینیت به جای بوکسیت برای تولید آلومینا استفاده کرد. پس از آن به تدریج واحدهای دیگر تولید آلومینا که دسترسی راحت‌تری به منابع نفلین سینیت داشتند (عمدتا واقع در شوروی سابق)، به تولید آلومینا از این منابع با ظرفیت‌های بالاتر رو آوردند. نمودار شماره ۱، ظرفیت اولیه برخی از واحدهای تولیدی آلومینا از نفلین سینیت را نشان می‌دهد. از میان واحدهای نشان داده شده در نمودار شماره ۱، Achinsk، بزرگ‌ترین واحد تولید آلومینای شرکت Rusal، ظرفیت تولید خود را به بیش از یک میلیون تن افزایش داده است.

عموم این کارخانجات برای استحصال آلومینا از نفلین سینیت، از تکنولوژی VAMI (که امروزه در انحصار شرکت Rusal قرار دارد) بهره می‌بردند. در این فرآیند کانسنگ نفلین سینیت بعد از خردایش تر به همراه سنگ آهک، در دمای ۱،۳۰۰ درجه سانتی‌گراد حرارت داده می‌شوند تا ترکیبات آلومینات کلسیم و سدیم تشکیل شود. محصول بدست آمده در محلول‌های حاوی سود سوزآور حل شده و سپس با استفاده از گاز کربن دی‌اکسید فرآوری می‌شوند تا هیدروکسید آلومینیوم تشکیل شود. هیدروکسید تهیه شده در نهایت کلسینه می‌شود تا آلومینا با خلوص بالا بدست آید.

نمودار شماره ۲، ترکیبات نفلین سینیت یافت شده در اقصی نقاط جهان را به طور متوسط نشان می‌دهد. با توجه به اینکه نفلین سینیت عموما حاوی درصد بالایی از سیلیس است (نمودار شماره ۲)، این فرآیند به مقدار قابل توجهی از این ماده معدنی را تولید می‌کند. از این رو، در بسیاری از واحدهای تولیدی آلومینا که نفلین سینیت به عنوان ماده اولیه اصلی استفاده می‌کنند، واحدهایی نیز برای تولید سیمان (عمدتا حاوی ترکیبات سیلیس و اکسید کلسیم) به عنوان یکی از مهم‌ترین محصولات جانبی این فرآیند احداث شده است.

برخی از واحدهای تولید آلومینا به این روش، به دلایل اقتصادی و بازار در دسترس تنها به تولید سیمان بسنده کرده‌اند. به همین دلیل، برای استفاده از نفلین سینیت برای تولید آلومینا، توجه به مهم‌ترین محصول جانبی آن یعنی سیمان امری ضروری است.