صنایع آلومینیوم

صنایع آلومینیوم چیست؟ و چرا در اقتصاد صنعتی جایگاه ویژه دارد

صنایع آلومینیوم مجموعه ای از فعالیت های زنجیره ای است که از استخراج بوکسیت شروع می شود و با تولید آلومینا، ذوب الکترولیتی، تولید شمش و بیلت، و در نهایت شکل دهی قطعات نیمه ساخته و محصولات نهایی ادامه پیدا می کند. آلومینیوم به دلیل سبکی، مقاومت در برابر خوردگی، رسانایی خوب و قابلیت بازیافت، در ساختمان، حمل و نقل، برق، بسته بندی و ماشین سازی کاربرد دارد. به همین دلیل، تأمین پایدار آن برای بسیاری از صنایع پایین دستی اهمیت راهبردی دارد.

تاریخچه آلومینیوم: از فلز گران بها تا فلز صنعتی

آلومینیوم در طبیعت به شکل خالص یافت نمی شود و جداسازی آن در ابتدا بسیار دشوار بود. هانس کریستین اورستد در سال ۱۸۲۵ نخستین جداسازی موفق را انجام داد و فردریش وهلر در سال ۱۸۲۷ روش را بهبود داد. در سال ۱۸۵۴ هانری سنت کلر دویل با استفاده از سدیم، تولید در مقیاس بزرگ تر را ممکن کرد؛ اما هزینه آن همچنان زیاد بود. در آن دوره، آلومینیوم از طلا هم گران تر به شمار می آمد و ناپلئون سوم، به گزارش منابع تاریخی، در ضیافت های رسمی خود از ظروف آلومینیومی استفاده می کرد.

نقطه عطف اصلی در سال ۱۸۸۶ رخ داد. چارلز مارتین هال در آمریکا و پل هرو در فرانسه، مستقل از یکدیگر، روش الکترولیز آلومینا در کریولیت مذاب را ابداع کردند. این روش که امروز با نام هال هرو شناخته می شود، هنوز مبنای تولید جهانی آلومینیوم است. چند سال بعد، کارل یوزف بایر فرایند تولید ارزان آلومینا از بوکسیت را توسعه داد و این دو فرایند با هم، صنعت آلومینیوم مدرن را شکل دادند.

آغاز صنایع آلومینیوم در ایران

در ایران، تأسیس کارخانه آلومینیوم ایران (ایرالکو) در سال ۱۳۴۶ به تصویب هیئت دولت رسید. عملیات نصب تأسیسات از سال ۱۳۴۷ آغاز شد و کارخانه در سال ۱۳۵۱ با دو خط تولید و ظرفیت ۴۵ هزار تن در سال در اراک به بهره برداری رسید. منابع متعددی ایرالکو را نخستین تولیدکننده شمش آلومینیوم در ایران و خاورمیانه معرفی می کنند. ظرفیت امروز این مجموعه در منابع مختلف اعداد متفاوتی دارد و برای ذکر رقم دقیق، به بررسی آخرین گزارش رسمی نیاز است.

مراحل تولید در زنجیره صنایع آلومینیوم

زنجیره تولید از معدن تا محصول نهایی چند مرحله مشخص دارد:

بر اساس داده های ریو تینتو، برای تولید حدود ۲ تن آلومینا به ۴ تا ۵ تن بوکسیت نیاز است و برای هر تن آلومینیوم نیز حدود ۲ تن آلومینا مصرف می شود. مرحله الکترولیز پرمصرف ترین بخش زنجیره است. مصرف انرژی اولیه تولید آلومینیوم اولیه در جهان، از معدن تا کارگاه ریخته گری، در سال ۲۰۱۹ حدود ۱۸۶ گیگاژول بر تن برآورد شده است. برای آلومینیوم بازیافتی این رقم حدود ۸٫۳ گیگاژول بر تن است. یعنی بازیافت حدود ۹۵ درصد انرژی را صرفه جویی می کند (منبع: انجمن بین المللی آلومینیوم).

چرا موقعیت جغرافیایی کارخانه مهم است

چون هزینه برق سهم بزرگی از قیمت تمام شده دارد، ذوب آلومینیوم معمولاً نزدیک منابع انرژی ارزان و پایدار ساخته می شود. هرو هم در تاریخ خود از نیروی آبشار راین در نویهاوزن سوئیس استفاده کرد. این منطق هنوز برای مکان یابی کارخانه ها معتبر است.

کاربردهای صنایع آلومینیوم در بخش های مختلف

کاربرد آلومینیوم فقط به فویل و پنجره محدود نیست:

• ساختمان: پروفیل درب و پنجره، نمای ساختمان، سازه سبک
• حمل و نقل: بدنه خودرو، قطعات موتور، صنایع ریلی و هوایی
• برق: سیم و کابل، هیت سینک، رادیاتور
• بسته بندی: فویل، قوطی نوشیدنی، ظروف غذایی و دارویی
• ماشین سازی: قطعات ریخته گری و ماشین کاری شده

ارتباط با صنایع پلیمری و لاستیک

صنایع آلومینیوم با صنایع پلیمری هم ارتباط عملی دارد. برای مثال، در تولید قطعات پلی اورتان اغلب از قالب های فلزی استفاده می شود و آلومینیوم به دلیل سبکی و انتقال خوب حرارت، در بسیاری از قالب ها گزینه رایجی است. از سوی دیگر، در خطوط نورد و پرس کاری، غلتک ها، واشرها و آب بندها با شرایط دما و روغن روبه رو هستند. انتخاب بین انواع لاستیک صنعتی برای این قطعات باید بر اساس مقاومت حرارتی و شیمیایی هر مورد انجام شود.