Вопреки своей легкости и широкому применению, алюминий является одним из самых дорогостоящих сплавов. Это объясняется рядом факторов.
Прежде всего, первичное производство алюминия требует большого количества энергии. При изготовлении алюминия используется электролиз — процесс, в котором из окиси алюминия выделяется металл при помощи электрического разложения. Энергозатраты на эту операцию составляют около 15% всей стоимости алюминия.
Кроме того, алюминий добывается из руды бокситов, процесс добычи которой требует интенсивных работ и существенных финансовых вложений. Затраты на транспортировку руды и проведение геологических исследований также увеличивают стоимость производства алюминия.
Все эти факторы делают алюминий более дорогостоящим материалом по сравнению с железом. Однако, благодаря своим уникальным свойствам и широкому спектру применения, алюминий остается одним из основных материалов в различных отраслях промышленности и строительства.
Природные ресурсы
Gобычно мы не задумываемся о том, откуда берутся материалы, которые используем в нашей жизни. Мы просто покупаем или используем их без вопросов. Но вот один из тех вопросов, которые возникают у людей, интересующихся различными отраслями производства: почему производство алюминия дороже, чем железа?
Ответ прежде всего лежит в природных ресурсах, необходимых для производства этих металлов. Железо является одним из самых распространенных веществ на Земле, встречается практически повсюду. Открыть месторождение железной руды не требует больших затрат, и добыча проходит относительно легко. С другой стороны, алюминий требует для своего получения специального процесса, который включает в себя несколько этапов и использует электроэнергию. Так, чтобы получить тонну алюминия, необходимо затратить около 15 000 киловатт-часов электроэнергии. Это значительная сумма, и, соответственно, отражается на стоимости производства алюминиевых изделий.
Кроме того, алюминий вырабатывается из минерала, называемого бокситом, который является особым типом глины. Бокситные месторождения находятся не так часто, и, когда находятся, требуют дополнительных затрат на их разработку и транспортировку. Возможно, вы слышали о таких странах, как Гвинея и Австралия, которые являются крупнейшими производителями боксита. Они экспортируют этот ресурс в разные страны, в том числе туда, где находятся производства алюминия.
Технологические процессы
При изготовлении алюминия требуется провести ряд сложных операций, которые включают в себя очистку, электролиз и конвертирование. Эти процессы требуют большого количества энергии и специального оборудования.
Во-первых, для получения алюминия необходимо исходное сырье — бокситы. Бокситы подвергаются обработке, что включает в себя дробление, перемалывание и обжиг, для получения алюминия.
Затем происходит электролиз, при котором происходит разложение растворимых солей алюминия на металл и водород. Электролиз выполняется в электролитических высокотемпературных кристаллизаторах при использовании большого количества энергии.
Кроме того, после проведения электролиза, полученный алюминий требует конвертирования, то есть его переработки в более химически стабильную форму. Этот процесс требует также специального оборудования.
Таким образом, сложность технологических процессов в производстве алюминия является одной из причин его более высокой стоимости по сравнению с железом.
Энергозатраты
Алюминий — это металл, который производится исключительно из руды бокситов. Процесс переработки руды в алюминий требует громадное количество энергии. Для разделки бокситов, экстракции щелочи и электролиза требуются высокотемпературные печи и электроды, которые работают на электричестве.
Электролиз является основным этапом производства алюминия. На данном этапе руда, преобразованная в оксид, подвергается электролизу при высоких температурах и с использованием большого количества электроэнергии. В процессе электролиза оксид алюминия расщепляется на алюминий и кислород. Алюминий выплавляется и собирается на дне электролизера, а кислород выделяется в виде газа.
Именно из-за этих высоких энергозатрат, алюминий является более дорогим металлом по сравнению с железом. Для производства одной тонны алюминия требуется в среднем около 14-16 МВтч электроэнергии, в то время как для производства одной тонны железа достаточно лишь около 2-3 МВтч.
Кроме того, высокая стоимость энергии также влияет на цену алюминия. Электроэнергия является одним из основных компонентов затрат на производство алюминия. Цена энергии может значительно варьироваться в разных регионах и в зависимости от способа ее производства (термальные или возобновляемые источники энергии).
В результате, энергозатраты значительно влияют на стоимость производства алюминия, делая его дороже, чем железо. Однако, несмотря на это, алюминий остается востребованным металлом благодаря своим уникальным свойствам, таким как легкость, прочность, коррозионная стойкость и пригодность для переработки.
Рыночная цена
При рассмотрении вопроса о том, почему производство алюминия дороже, чем железо, рыночная цена играет важную роль. Высокая цена производства алюминия связана с несколькими факторами, включая сложности в процессе добычи и переработки. Алюминий добывается из руды бауксита, а затем перерабатывается с использованием энергозатратных технологий. Эти факторы влияют на стоимость производства и, в конечном счете, на рыночную цену алюминия.
С другой стороны, железо более доступно и дешево в производстве. Оно является одним из самых распространенных элементов на Земле и может быть добывается из железных руд с относительно низкими затратами. Экономическая доступность железа и его простота использования объясняют его более низкую рыночную цену по сравнению с алюминием.
