Die globale Güterkette der Aluminiumindustrie - aluwatch

Die Güterkette der Aluminiumindustrie: Rohstoffförderung und Produktion
3.2.2. Verarbeitung zu Aluminiumoxid
In der Raffinerie wird das reine Aluminiumoxid (Al2O3) durch den Bayer-Prozess, einem
chemischen Aufschluss, vom Bauxit getrennt. Dafür wird der stückig anfallende Bauxit zunächst
gebrochen und unter Zugabe von Natronlauge bzw. Ätznatron (NaOH) in einem
Mahlwerk weiter zerkleinert. In einem sogenannten Autoklav wird der Bauxit unter hohem
Druck (40-200 bar) und bei einer Temperatur von 120 – 300°C aufgeschlossen: das Aluminiumhydroxid
(Al(OH)4) löst sich in der Natronlauge und bildet Aluminatlauge, den sogenannten
green liquor. Die restlichen Bestandteile (Eisen, Silizium, Titan u.a.) dagegen sinken zu
Boden und werden als Rotschlamm (red mud) abgetrennt. Das anschließende Herunterkühlen
der klaren Natriumaluminatlösung sowie die Zugabe von bereits gewonnenem Al(OH)4-
Material als Kristallisationskeim im Zersetzer führen zu einem Ausfällen des gelösten Aluminiumhydroxids.
Ein Teil des Materials wird zur erneuten Ausfällung benutzt, der Rest wird im
Kalzinierofen auf über 980 - 1300°C erhitzt um das enthaltene Wasser zu entfernen und
damit Aluminiumhydroxid zu einem feinen, weißen Pulver, dem Aluminiumoxid (Al2O3, Tonerde)
umzuwandeln.
Je nach Gehalt an Aluminiumoxid werden 2-3 Tonnen Bauxit zur Herstellung von einer
Tonne Aluminiumoxid benötigt. Das gewonnene Aluminiumoxid wird zu etwa 85% zur Aluminiumherstellung
genutzt, die restlichen 15% finden Gebrauch in der Zementindustrie, der
chemischen Industrie sowie als Schleifmittel und feuerfestes Material (Feuerfestkeramik).
Ökologische Aspekte der Raffination
Zur Aufschließung des Bauxits werden Natronlauge 24 und kalzinierter Kalk als Reaktionspartner
sowie Wasser als Kühlmittel eingesetzt. Energie wird weniger in Form von elektrischem
Strom sondern vor allem in Form von Wärme (96%) benötigt. Im Jahr 2005 wurde
weltweit etwa je ein Drittel dieses Energiebedarfs durch Öl und Gas gedeckt und ein Sechstel
durch Kohle. Regional sind die Anteile allerdings deutlich unterschiedlich, so wird in Asien
und Ozeanien fast die Hälfte der benötigten Energie aus Kohle gewonnen (INTERNATIONAL
ALUMINIUM INSTITUTE 2007b). Die Verbrennung dieser Energieträger ist verantwortlich für
etwa 80% der CO2-Emissionen im Herstellungsprozess von Aluminiumoxid 25 . Insgesamt
entfallen auf die Herstellung von Aluminiumoxid aber lediglich 15% der gesamten in der
Aluminiumproduktion aufgewendeten Energie.
Das größte Problem bei der Raffination ist der als Reststoff auftretende Rotschlamm. Rotschlamm
ist ein rotes bis rotbraunes, feinkörniges, fast pulveriges Material mit je nach Wassergehalt
unterschiedlichen Konsistenzen. Durchschnittlich fallen etwa 1,5 Tonnen Rot-
24
Industrielle Natronlauge fällt als Abfallprodukt bei der Chlor-Alkali-Elektrolyse an (elektrolytische Aufspaltung von Salz). Der
Prozess ist sehr energieintensiv (2.600 - 3.700 kWh/t Natron). Neben Natronlauge entsteht auch Chlor.
25
Nach BERGSDAL ET AL. (2004: 9) belaufen sich die Emissionen aus der Verbrennung von fossilen Energieträgern bei der
Raffination auf 1,9 kg CO2-Äquivalente/t Primäraluminium.
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