Environ 390 millions de tonnes de bauxite sont produites chaque année dans le monde, dont 85 % sont utilisées pour produire de l'aluminium.
La bauxite est un minerai composé d'oxyde d'aluminium et d'autres minéraux et constitue la principale source mondiale d'aluminium. Après extraction, la bauxite est raffinée en alumine puis transformée en aluminium.
Par conséquent, l’aluminium passe généralement du minerai au métal en trois étapes.
Première phase : extraction de la bauxite
La bauxite est généralement extraite sous terre dans des mines à ciel ouvert, l'Australie, la Chine et la Guinée représentant à elles seules 72 % de la production minière mondiale.
L'Australie est de loin le plus grand producteur de bauxite et abrite la mine de Weipa, la plus grande exploitation minière de bauxite au monde.
La Guinée est le troisième producteur de bauxite, avec plus de 7 milliards de tonnes de réserves de bauxite, plus que tout autre pays. En outre, la Guinée est le plus grand exportateur mondial de bauxite, avec 76 % de sa bauxite exportée vers la Chine.
Une fois extraite du sol, la bauxite est envoyée vers des usines d’alumine du monde entier pour produire de l’alumine, ce qui marque la deuxième étape du processus de production.
Phase deux : production d'alumine
Dans les années 1890, le chimiste autrichien Carl Josef Bayer a inventé un procédé révolutionnaire pour extraire l'oxyde d'aluminium de la bauxite. Aujourd'hui, plus de 100 ans plus tard, environ 90 % des usines d'alumine utilisent encore le procédé Bayer pour raffiner la bauxite.
Voici les quatre étapes clés du processus Bayer :
Dissolution à haute pression :
La bauxite est mélangée à de l'hydroxyde de sodium et chauffée sous pression. Au cours de cette étape, l'hydroxyde de sodium dissout sélectivement l'oxyde d'aluminium de la bauxite, laissant d'autres minéraux comme impuretés.
filtre:
Les impuretés sont séparées et filtrées de la solution, formant un résidu appelé boue rouge. Une fois la suspension rejetée, l'oxyde d'aluminium est converti en aluminate de sodium.
précipitation:
La solution d'aluminate de sodium refroidit et précipite sous une forme solide et cristalline d'hydroxyde d'aluminium.
Grillage:
Les cristaux d'hydroxyde d'aluminium sont lavés et chauffés dans un calcinateur pour former de l'oxyde d'aluminium pur, un matériau blanc sableux appelé alumine.
Les impuretés ou boues rouges résiduelles du processus de production d’alumine constituent une préoccupation environnementale majeure. En fait, pour chaque tonne d'alumine produite par une usine d'alumine, 1,2 tonne de boue rouge est produite, et la quantité de boue rouge actuellement stockée dans le monde dépasse les 3 milliards de tonnes.
La Chine est le deuxième producteur de bauxite et le plus grand importateur, fournissant plus de la moitié de l'alumine mondiale.
Plusieurs grands pays producteurs de bauxite, dont l’Australie, le Brésil et l’Inde, comptent parmi les plus grands producteurs d’alumine, mais aucun ne peut rivaliser avec la Chine.
L'alumine a des applications dans diverses industries, notamment la production de plastiques, de cosmétiques et de produits chimiques. Bien entendu, une grande partie est expédiée vers les fonderies pour produire de l’aluminium.
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Troisième phase : production d'aluminium
L'oxyde d'aluminium est converti en aluminium par réduction électrolytique. En plus de l'alumine elle-même, un autre minéral appelé cryolite et de grandes quantités d'électricité sont essentiels au processus de production. Voici un aperçu simple du fonctionnement de la fonderie d’aluminium :
Dans une aluminerie, des centaines de cellules électrolytiques sont remplies de cryolite fondue.
De l'oxyde d'aluminium (constitué de deux atomes d'aluminium et de trois atomes d'oxygène) est ensuite ajouté à ces cellules électrolytiques, et un courant puissant rompt les liaisons chimiques entre les atomes d'aluminium et d'oxygène.
La réaction d'électrolyse fait précipiter de l'aluminium liquide pur au fond de la cellule électrolytique, qui est ensuite purifié et coulé en produits en aluminium de différentes formes et tailles.
La Chine domine la production mondiale d’aluminium et en est le plus gros consommateur. L’Inde voisine est le deuxième producteur mondial, avec une production dix fois inférieure à celle de la Chine.