Aluminiumfabriek
Een aluminiumfabriek is een fabriek waar diverse handelingen worden verricht met aluminium, waaronder omsmelten tot producten.
Inhoud |
[bewerk] Geschiedenis
Aluminium is aan het begin van de negentiende eeuw voor het eerst beschreven. Het metaal is wijd verbreid in de aardkorst, die voor 8 procent uit het element bestaat. Het aluminiumgehalte is het hoogst in bauxiet. Het erts bestaat voor ongeveer de helft uit aluminium.
De winning van het metaal is een energieverslindend proces en heeft vooral plaats in Australië, Zuid-Amerika en Afrika. In die gebieden is elektriciteit relatief goedkoop en bevat bauxiet de meeste aluminium. Ongeveer 60 procent van de gebruikte energie wordt opgewekt met waterkrachtcentrales. De eerste aluminiumfabriek verscheen in het Zwitserse Schaffhausen, aan de voet van de Rijnwatervallen.
In de bodem komt aluminium niet in zuivere vorm voor, maar als aluinaarde: verbonden met zuurstof en een variërend aantal watermoleculen, Al2O3.xH20. Om het metaal uit het erts vrij te maken, is een temperatuur van ongeveer 2500 graden nodig. In 1886 ontdekten de Amerikaan Charles Martin Hall en de Fransman Paul Héroult ieder voor zich dat toevoeging van het fluoridenzout kryoliet deze temperatuur laat zakken tot ongeveer 950 graden. Die methode –het elektrolyseproces van Hall-Héroult– wordt vandaag de dag nog steeds toegepast.
[bewerk] Proces
In grote ruimten vindt de elektrolyse van aluinaarde, aluminiumoxide gemaakt uit bauxiet, plaats. In elektrolyse-ovens lost de aluinaarde op in vloeibaar cryoliet (natriumaluminiumfluoride) van 960 graden Celsius. Een stroom van 140 duizend ampère bij 4,4 volt bevrijdt het aluminium van zijn zuurstof-atomen. De zuurstof reageert met koolstof uit de grafietanode. Het vloeibare metaal blijft in de oven achter. In de elektrolysehallen heerst een opvallende stilte. Af en toe verplaatst een luchtcilinder een breekstang in één van de ovens. De stang maakt een gat in de korst van elektrolyt dat op het vloeibare aluminium drijft. Door zo'n gat wordt nieuwe aluinaarde toegevoerd. Dit gebeurt volautomatisch via een persluchtsysteem. Tot in de jaren negentig gebruikte men vulmachines. Je zag vulploegen, gehuld in stofwolken, aluinaarde in de ovens spuiten. Anno 2005 kan men de ruimte doorkijken. De hoge stroomsterkte in de ovens veroorzaakt een vernietigend magneetveld, waardoor men met metalen voorwerpen extra voorzichtig moet zijn. Fietsen zonder slingeren is onmogelijk. Bankpasjes worden onherroepelijk gewist. Aluinaarde bevat een spoor ijzer. Dit slijt op den duur een gat in de vorm van het magneetveld, een acht, in de keramische bekleding van de oven. Het aluminium smelt vervolgens door de gietijzeren bodem heen. Om de levensduur van een oven te verlengen wordt de bodem gekoeld. De ovens gaan ongeveer zesenhalf jaar mee. De vulploeg zuigt vloeibaar aluminium uit de oven in een pan. Deze gaat naar de gietafdeling waar de pannenman de pan leeggiet in een mengoven. Aluminium schroot komt erbij om de vloeistof te koelen tot de giettemperatuur. Omdat naast aluinaarde ook elektriciteit wordt gebruikt als grondstof zijn aluminiumfabrieken de op één na grootste verbruikers. Traditioneel wordt aluminium gemaakt waar elektriciteit goedkoop is, zoals in IJsland of in Rusland.
[bewerk] Band met kernenergie
Aluminiumfabrieken hebben een grote en constante behoefte aan elektriciteit. Andersom is een kerncentrale weinig flexibel in het aanpassen van de hoeveelheid opgewekte elektriciteit in vergelijking met bijvoorbeeld een kolen- of gascentrale. Een aluminiumfabriek is derhalve een ideale afnemer voor een kerncentrale. In de praktijk staat er vaak een kerncentrale in de buurt van de aluminiumfabriek om aan deze energiebehoefte te voldoen. In Nederland is de alumiumfabriek in Zeeland gelegen in de buurt van de kerncentrale in Borssele.
[bewerk] Producten
Ondanks het grote energieverbruik bleef men het omsmeltingsproces continueren. Het geleverde product had een brede afzet op de markt en kende vele toepassingen. Juist door de geringe gewichtseigenschappen van aluminium in combinatie met de sterkte was een groot succes. Uiteindelijk verlaat aluminium de fabriek in de vorm van walsplakken of extrusiepalen en komt onder meer terecht in de bouw, verpakkings-, vliegtuig- en automobielindustrie (warmtewisselaars in de airco's van auto's). verdere producten zijn raketonderdelen, pannen, bestek, aluminiumfolie.
[bewerk] Erfenis voor nageslacht
In vroegere tijden wist men niet dat door het proces naast wenselijke ook schadelijke stoffen werden geproduceerd. Ook anno 2005 worden nog steeds nieuwe verrassingen door middel van bodemonderzoek aan het licht gebracht. De verwachting is dat ter plaatse van alle locaties van een dergelijke fabriek nog bodemverontreiniging wordt aangetroffen.
In het kader van bodemverontreiniging is het inmiddels bekend dat ter plaatse van deze activiteiten veel met ontvettingsmiddelen (bijvoorbeeld VOCL, wat een verzamelnaam is voor PER, TRI, Tetrachloormethaan, Vinylchloride etc.) is gewerkt.
Sinds het in werking treden van de Wet Bodembescherming wordt het verder verontreinigen van de bodem steeds beter voorkomen.
