À bien des égards, l’aluminium est le métal parfait. Il est solide, léger, résistant à la chaleur et à la corrosion et un bon conducteur d’électricité. En plus de cela, il est abondant et peu coûteux.

L’aluminium est également le métal le plus abondant dans la croûte terrestre, et le troisième élément le plus abondant après l’oxygène et le silicium. Cependant, ce n’est qu’en 1809 que le chimiste anglais Sir Humphry Davy l’a formellement identifié et nommé.

Aujourd’hui, l’aluminium est le métal le plus utilisé au monde après le fer et l’acier. L’aluminium est un composant essentiel de presque toutes les parties de notre vie, des véhicules que nous conduisons à l’emballage de nos aliments.

L’aluminium est le plus polyvalent lorsqu’il est combiné avec d’autres métaux pour former des alliages d’aluminium. Le processus d’alliage confère à l’aluminium des propriétés améliorées pour s’adapter à une gamme d’applications.

Comment l’aluminium est fabriqué

L’aluminium est fabriqué dans les étapes suivantes:

• Trouver le Minerai d’aluminium
• Extraction de l’aluminium
• Raffinage de la Bauxite
• Fusion de l’aluminium

Trouver le Minerai d’aluminium

L’aluminium a tendance à se combiner avec d’autres éléments et existe rarement dans la nature sous sa forme métallique pure. Les composés d’aluminium se trouvent dans la plupart des types de roches courants, notamment l’argile, l’ardoise, le schiste, le granit et l’anorthosite.

Le minerai d’aluminium le plus important est la bauxite, une roche contenant environ 52% d’oxyde d’aluminium avec des impuretés d’oxyde de fer, de silice et de titane. La bauxite se trouve généralement dans des dépôts à la surface de la Terre ou à proximité de celle-ci dans de nombreuses régions du monde, notamment en Europe, en Asie, en Australie et en Amérique du Sud.

Extraction de l’aluminium

Les géologues localisent les gisements de bauxite en prélevant des échantillons et en effectuant des forages d’investigation. Lorsque des gisements sont trouvés, ils sont extraits dans des fosses à ciel ouvert. La terre est sablée et la bauxite est extraite à l’aide de pelles mécaniques ou de draglines.

90% de toute la bauxite extraite est transformée en alumine pour être fondue en aluminium. Les 10% restants sont utilisés à d’autres fins, y compris la fabrication d’abrasifs, de revêtements de four et d’agents d’appui pour l’industrie pétrolière. Il faut 4 tonnes de bauxite de haute qualité pour produire 2 tonnes d’alumine, à partir desquelles 1 tonne d’aluminium peut être fabriquée.

Raffinage de la Bauxite

La bauxite est raffinée en utilisant le procédé Bayer qui a été développé pour la première fois par Karl Joseph Bayer en 1888. Le procédé Bayer comporte quatre étapes : digestion, clarification, précipitation et calcination.

Digestion

La bauxite est broyée, mélangée à de la soude caustique et pompée dans des réservoirs sous pression où la chaleur et la pression de la vapeur sont appliquées. Cela fait réagir la soude caustique avec les composés d’aluminium de la bauxite pour former une solution d’aluminate de sodium. Les impuretés indésirables sont laissées dans ce que l’on appelle la boue rouge.

Clarification

Ensuite, la solution d’aluminate de sodium est passée dans des réservoirs de soufflage où la pression est réduite à la pression atmosphérique. La boue rouge est éliminée à l’aide d’agents de clarification et de filtres en tissu. La solution clarifiée est ensuite refroidie dans des échangeurs de chaleur et pompée dans des silos hauts.

Précipitation

Des cristaux de graines d’hydroxyde d’aluminium sont ajoutés à la solution d’aluminate de sodium pour provoquer la précipitation. Au cours de ce processus, l’aluminium devient solide. Il en résulte de gros cristaux d’aluminium qui sont filtrés et lavés pour éliminer l’eau et d’autres impuretés.

Calcination

Maintenant, les cristaux d’hydroxyde d’aluminium sont soumis à une calcination, un processus de traitement thermique où l’apport d’air est contrôlé. Des fours rotatifs sont utilisés pour chauffer les cristaux à des températures supérieures à 960 ° C, ce qui élimine les impuretés restantes, laissant une fine poudre blanche appelée alumine ou oxyde d’aluminium.

Fusion de l’aluminium

La fusion est le processus au cours duquel l’aluminium est extrait de l’alumine. Ceci est réalisé par le procédé Hall-Héroult, inventé en 1886 par Charles Martin Hall et Paul Héroult.

La fusion a lieu dans des pots de réduction en acier remplis d’électrolyte fondu, où des anodes en carbone sont utilisées pour faire passer un courant électrique à travers l’électrolyte. De l’alumine est ensuite ajoutée à la surface fondue. Le courant électrique dépose de l’aluminium en fusion qui peut être collecté et siphonné.

L’aluminium fondu est ensuite versé dans des moules pour former des lingots de fonderie. À ce stade, il est pur à 99,8%. Maintenant, il peut être affiné pour produire de l’aluminium super pur ou utilisé pour l’alliage avec d’autres métaux.

Aluminium superpuré

L’aluminium superpuré de haute pureté (99,99%) est doux et manque de résistance à la traction. Cependant, il est résistant à la corrosion et un excellent conducteur d’électricité. L’aluminium superpuré est utilisé dans les équipements chimiques, les composants électroniques et pour fabriquer de l’essence.

Alliages d’aluminium

La plupart de l’aluminium est allié à d’autres éléments. En alliant l’aluminium, sa dureté et sa résistance peuvent être considérablement améliorées. Les alliages d’aluminium courants sont l’aluminium-manganèse (utilisé dans les contenants de boissons), l’aluminium-magnésium (utilisé dans les appareils et les ustensiles), l’aluminium-magnésium-silicium (utilisé dans les bâtiments et les véhicules) et l’aluminium-cuivre (utilisé dans les avions).

Recyclage de l’aluminium

L’aluminium peut être recyclé à l’infini sans perdre sa qualité. Cela en fait l’un des métaux les plus respectueux de l’environnement de la planète. Incroyablement, la plupart de l’aluminium jamais produit est encore utilisé aujourd’hui.

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