铝是如何制作的，探索在铝矿中提取铝的生产流程

世界见闻笔记。

在全球每天产生约200000吨铝，这种金属的需求令人咋舌。美国每年消耗超出46亿6000万公斤，为了满足如此庞大的需求，数百万吨的铝土矿被加工处理。如何将那块看似平凡的红色岩石变成地球上最受到推崇的金属之一？在今天的视频中，我们将带您探索铝的来源与制作过程。

铝，现代文明的基石之一，无处不在。从航空器到汽车，再到输送电力的高压电缆，它的身影无处不在。与随时间氧化的铁不同，铝表面会包裹上一层铝氧化物，这使它拥有了抵御腐蚀的能力。相较于钢材，铝轻了三分之二，其低密度和高强度使其成为飞行器制造的重要选择。

要追溯铝的发源，我们要回到1807年。当时英国化学家汉弗里·戴维首次从一种盐类--明矾中识别出铝金属。尽管识别不难，但对铝的提取却面临着重重挑战。直到20年后，丹麦化学家汉斯·克里斯蒂安·奥斯塔德终于成功提炼出铝。然而提炼的步骤复杂而昂贵，甚至在20世纪初，铝的价格一度超过黄金。拿破仑一世为他的重要宾客使用铝制餐具，而其他人则只能满意于金器。

1886年，历史的转折出现在两位独立工作科学家身上：法国的保罗·于与美国的查尔斯·马丁·霍尔。他们独创了一种电化学提取工艺，至今仍然适用。他们发现只需将铝土矿溶解于冷盐中并施加电流，氧原子便会轻易分离，最终得到纯净的铝金属。这项技术革命性地降低了铝的生产成本，让铝走入寻常百姓家。

那么铝源自何方？它从地球表层的深处汲取生命的力量，成为地壳中最丰盛的金属之一，约占地壳成分的8%。然而铝并不是以纯金属的形式存在，自然界中没有铝的矿脉或颗粒，它仅在红色的铝土矿中得以寻觅。

全球铝土矿的中枢在于澳大利亚、几内亚、巴西和牙买加。阿尔科公司的汉德利矿位于澳大利亚的中央高原中，这里不仅是世界最大铝土矿的开采地点，每年开采量高达2300万吨。去除铝土矿的过程并不简单，必须穿透超过5米深的地下岩石屏障。为此，工作者们采用炸药进行开采，每月使用700到900吨的硝酸铵。

日复一日，数千吨充满氧化铝的矿石在炸裂声中被释放出来，每次爆破可开展约2公顷的土地，释放上万的铝土矿。而每一吨铝土矿中仅含有几公斤铝，因此需处理大批量的铝土矿才能得到最终的铝锭。提取一吨铝至少需要四吨铝土矿，提取的投资更是以十亿美元计。铝的市场价格如今为每公斤265美分。

霍尔他们独创了一种电化学提取工艺，至今仍然适用。他们发现只需将铝土矿溶解于冷黏中并施加电流，氧原子便会轻易分离，最终得到纯净的铝金属。这项技术革命性的降低了铝的生产成本，让铝走入寻常百姓家。

那么铝源自何方？它从地球表层的深处汲取生命的力量，成为地壳中最丰盛的金属之一，约占地壳成分的百分之八。然而铝并不是以纯金属的形式存在，自然界中没有铝的矿脉或颗粒，它仅在红色的铝土矿中得以寻觅。

全球铝土矿的中枢在于澳大利亚几内亚巴西和雅买家。阿尔科公司的汉德利矿位于澳大利亚的中央高原中，这里不仅是世界最大铝土矿的开采地点，每年开采量高达两千三百万吨。去除铝土矿的过程并不简单，必须穿透超过五米深的地下岩石屏障。为此工作者们采用炸药进行开采，每月使用七百到九百吨的硝酸胺。

日复一日，数千吨充满氧化铝的矿石在炸裂声中被释放出来，每次爆破可开展约两公顷的土地，释放上万的铝土矿。而每一吨铝土矿中仅含有几公斤铝，因此需处理大批量的铝土矿才能得到最终的铝锭。

提取一吨铝至少需要四吨铝土矿，提取的投资更是以十亿美元计，铝的市场价格如今为每公斤二百六十五美分。矿业公司不断加大对大型设备的投资，这台挖掘机不仅是世界上最大的，价格也超过两千万美元。而重型卡车的运载能力也可高达二百七十吨，每次仅需几分钟便能完成装载，随后运送到加工工厂。

在提取铝的过程中，首先进入的是拜耳法精炼，这项技术使铝土矿在巨大的旋转鼓中被磨成细粉，随后与氢氧化钠反应产出浓缩的铝土矿溶液。令人意外的是，这一溶液经过干燥后便会形成制造铝的沙状晶体--铝土矿。紧接着铝土矿会运送到阿尔科公司的铝生产工厂，每三天会有船只从港口出发，满载铝土矿。

在工厂中，铝土矿经红熔盐电解槽的处理，铝土矿中的氧与铝分离，释放出电力。这个过程耗用大量的电，铝被称为"固态电力"，每公斤铝的电力成本占到其总成本的三分之一。每年为了生产铝，全球铝生产的总电耗高达340兆瓦，足以供应30万户家庭的用电。

随着低电压高电流的电解开始，铝土矿分子中的氧分离并上升，氧与电极反应生成二氧化碳，而沉淀的铝则从槽底流出。提取完成后，铝会被转移到保温容器中，以防止温度过快下降。在精炼炉中，铝重新被加热并去除杂质，这一过程通过过滤去除任何不需要的元素。

最后纯铝会被铸造成模具，形成铝锭，并在控制的冷却条件下进行固化，以确保铝锭的完美成型。当铝锭完成时，它们将流向各大行业，成为汽车、航空和建筑材料的重要组成部分。

视频最后不要忘记点赞转发和关注，咱们下一期视频再见。铝土矿经红熔岩电解槽的处理，铝土矿中的氧与铝分离释放出电力。这个过程耗用大量的电，铝被称为固态电力，每公斤铝的电力成本占到其总成本的三分之一。每年为了生产铝，全球铝生产的总电耗高达三百四十兆瓦，足以供应三十万户家庭用电。

随着低电压、高电流的电解开始，铝土矿分子中的氧分离并上升，氧与电极反应生成二氧化碳，而沉淀的铝则从草底流出。提取完成后铝会被转移到保温容器中，以防止温度过快下降。在精炼炉中铝重新被加热并去除杂质，这一过程通过过滤去除任何不需要的元素。

最后纯铝会被铸造成模具形成铝锭，并在控制的冷却条件下进行固化，以确保铝锭的完美成型。当铝锭完成时，它们将流向各大行业，成为汽车、航空和建筑材料的重要组成部分。

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