Pelbagai kegunaan bauksit dalam aplikasi industri berbeza di seluruh dunia

Pengenalan

Bauksit merupakan sumber utama aluminium di dunia dan telah menjadi bahan mentah yang penting dalam pelbagai sektor industri. Namanya berasal dari Les Baux-de-Provence di Perancis, di mana ia pertama kali diidentifikasi. Ciri fizikal dan kimia bauksit, terutamanya kandungan alumina yang tinggi, membolehkannya digunakan dalam pelbagai aplikasi melangkaui pengeluaran aluminium. Kajian ini bertujuan untuk meninjau dan menganalisis pelbagai kegunaan bauksit dalam aplikasi industri yang berbeza di seluruh dunia.

Aplikasi metalurgi

Pengeluaran aluminium

Kegunaan bauksit yang paling menonjol adalah dalam pengeluaran aluminium melalui proses Bayer. Proses ini melibatkan penapisan bauksit untuk menghasilkan alumina, yang kemudian dileburkan untuk mendapatkan logam aluminium. Industri aluminium global sangat bergantung pada bauksit, dengan berjuta-juta tan diproses setiap tahun untuk memenuhi permintaan logam serbaguna ini (Nandi & Shrirame, 2024; Evans, 2016).

Pengeluaran besi dan keluli

Sisa bauksit, hasil sampingan daripada pengeluaran alumina, semakin banyak digunakan dalam industri besi dan keluli. Ia berfungsi sebagai bahan mentah untuk pembuatan besi jongkong dan keluli, menawarkan alternatif mampan kepada sumber bijih besi tradisional. Aplikasi ini sangat penting di kawasan seperti China dan India, di mana jumlah sisa bauksit yang besar dihasilkan (Evans, 2016; Venancio & Rabelo, 2024).

Aplikasi bukan metalurgi

Refraktori dan abrasif

Bauksit digunakan secara meluas dalam pengeluaran bahan refraktori, seperti bata alumina tinggi, kerana takat leburnya yang tinggi dan ketahanan terhadap suhu ekstrem. Refraktori ini penting dalam industri seperti keluli, simen, dan pembuatan kaca. Selain itu, bauksit adalah komponen utama dalam pembuatan abrasif tiruan, yang digunakan untuk menggiling dan mengilapkan permukaan logam (Nandi & Shrirame, 2024; Weitz & Trought, 1943).

Industri kimia

Bauksit adalah bahan mentah penting dalam industri kimia, terutamanya dalam pengeluaran tawas, aluminium sulfat, dan bahan kimia lain. Sebatian ini digunakan dalam penulenan air, pewarnaan, dan proses penyamakan. Sifat kimia bauksit juga menjadikannya sesuai untuk pembuatan pemangkin dan penjerap (Weitz & Trought, 1943; DIALLO, 2023).

Seramik dan proppan

Kandungan alumina yang tinggi dalam bauksit menjadikannya bahan ideal untuk pengeluaran seramik dan proppan khusus. Produk seramik termasuk jubin, barangan sanitari, dan penebat, manakala proppan digunakan dalam industri minyak dan gas untuk mengekalkan aliran cecair dalam telaga (Nandi & Shrirame, 2024; DIALLO, 2023).

Aplikasi alam sekitar dan pembinaan

Simen dan konkrit

Sisa bauksit, atau lumpur merah, semakin banyak digunakan dalam industri simen dan konkrit. Ia boleh digunakan sebagai bahan simen tambahan atau sebagai bahan mentah dalam pengeluaran simen Portland. Penyelidik juga telah menerokai penggunaan sisa bauksit dalam konkrit mampat sendiri, di mana ia meningkatkan kebolehkerjaan dan sifat mekanikal sehingga kadar tertentu (Kumar et al., 2024; Mare et al., 2021; Rai et al., 2020a).

Bahan binaan

Sisa bauksit digunakan dalam pembuatan bata, jubin, dan blok agregat. Produk ini menawarkan alternatif mampan kepada bahan binaan tradisional sambil menyediakan penyelesaian untuk pelupusan sisa bauksit. Loji perintis dan usaha pengkomersilan sedang dijalankan di beberapa negara untuk meningkatkan aplikasi ini (Rai et al., 2020a; Ahn et al., 2015).

Pembinaan jalan dan tambak

Penggunaan sisa bauksit dalam pembinaan jalan dan sebagai bahan tambak semakin mendapat perhatian. Kestabilan dan ketahanannya yang tinggi menjadikannya sesuai untuk projek infrastruktur berskala besar. Aplikasi ini juga membantu mengurangkan kesan alam sekitar daripada pelupusan sisa bauksit (Anawar et al., 2019).

Aplikasi teknologi maju

Pemangkin dan penjerap

Bauksit dan hasil sampingannya sedang diterokai sebagai pemangkin dan penjerap yang berpotensi dalam pelbagai proses industri. Sebagai contoh, lumpur merah telah menunjukkan potensi dalam rawatan air sisa dan kawalan pencemaran kerana keupayaannya untuk menjerap logam berat dan bahan pencemar lain (DIALLO, 2023; Alam et al., 2021).

Aeroangkasa dan pertahanan

Alumina yang diperolehi daripada bauksit digunakan dalam pengeluaran seramik dan komposit maju untuk aplikasi aeroangkasa. Bahan-bahan ini dihargai kerana kekuatan tinggi, ketahanan terma, dan sifat ringan (DIALLO, 2023).

Pemulihan unsur nadir bumi

Sisa bauksit mengandungi sedikit unsur nadir bumi (REEs) dan logam refraktori, yang penting untuk pengeluaran elektronik berteknologi tinggi dan teknologi tenaga boleh diperbaharui. Penyelidik sedang membangunkan proses piro-hidrometalurgi novel untuk mengekstrak unsur-unsur berharga ini daripada sisa bauksit (Anawati & Azimi, 2019).

Kajian kes serantau dan inisiatif kemampanan

China dan India

China dan India menerajui penggunaan sisa bauksit secara berskala besar. Di China, tekanan kerajaan telah mendorong penggunaan sisa bauksit dalam pengeluaran simen, pembuatan keluli, dan bahan binaan. Begitu juga, India telah membuat kemajuan yang signifikan dalam penggunaan sisa bauksit untuk pemulihan alam sekitar dan aplikasi pembinaan (Evans, 2016; Rai et al., 2020b).

Brazil

Di Brazil, penyelidik sedang menerokai potensi sisa bauksit dalam industri keluli dan pembinaan. Tumpuannya adalah untuk mengurangkan kos pengangkutan dan kesan alam sekitar dengan menggunakan sisa yang dihasilkan secara tempatan (Venancio & Rabelo, 2024).

Penilaian mampan

Usaha untuk menilai sisa bauksit adalah sebahagian daripada dorongan yang lebih luas ke arah kejuruteraan bahan mampan. Inisiatif ini bertujuan untuk meminimumkan sisa, mengurangkan kesan alam sekitar, dan menggalakkan ekonomi kitaran. Sebagai contoh, proses pengurangan hidrogen sedang dibangunkan untuk mendapatkan semula logam seperti besi, aluminium, dan titanium daripada sisa bauksit (Pilla et al., 2024a; Pilla et al., 2024b).

Cabaran dan hala tuju masa depan

Walaupun terdapat banyak aplikasi bauksit dan hasil sampingannya, beberapa cabaran masih wujud. Ini termasuk kos pemprosesan yang tinggi, kesan alam sekitar daripada pelupusan sisa, dan keperluan untuk teknologi yang lebih cekap. Walau bagaimanapun, penyelidikan dan inovasi yang berterusan dijangka akan membuka peluang baharu untuk penggunaan bauksit secara mampan pada masa hadapan.

Jadual: Aplikasi utama bauksit dan sisa bauksit

Aplikasi	Penerangan	Rujukan
Pengeluaran Aluminium	Bauksit ditapis untuk menghasilkan alumina, yang kemudian dileburkan untuk mendapatkan logam aluminium.	(Nandi & Shrirame, 2024; Evans, 2016)
Refraktori	Bata alumina tinggi digunakan dalam keluli, simen, dan pembuatan kaca.	(Nandi & Shrirame, 2024; Weitz & Trought, 1943)
Pengeluaran Simen	Sisa bauksit digunakan sebagai bahan mentah atau bahan simen tambahan.	(Evans, 2016; Mare et al., 2021; Rai et al., 2020a)
Pemulihan Unsur Nadir Bumi	Sisa bauksit mengandungi REEs surih, yang diekstrak menggunakan proses maju.	(Anawati & Azimi, 2019; Pilla et al., 2024a)
Bahan Binaan	Sisa bauksit digunakan dalam pengeluaran bata, jubin, dan blok agregat.	(Rai et al., 2020a; Ahn et al., 2015)
Pembinaan Jalan	Sisa bauksit digunakan sebagai bahan tambak dalam infrastruktur berskala besar.	(Anawar et al., 2019)

Kesimpulan

Gambaran keseluruhan yang komprehensif ini menekankan kepelbagaian bauksit dan hasil sampingannya dalam pelbagai aplikasi industri. Seiring dengan kemajuan penyelidikan dan teknologi, kegunaan bauksit dijangka akan berkembang lagi, menyumbang kepada masa depan yang lebih mampan dan cekap sumber.

Rujukan

Ahn, J., Thriveni, T., & Nam, S. Y. (2015). Sustainable recycling technologies for bauxite residue (red mud) utilization. https://doi.org/10.1007/978-3-319-48220-0_19

Alam, S., Jain, S., & Das, S. K. (2021). Characterization and an overview of utilization and neutralization for efficient management of bauxite residue for sustainable environment. https://doi.org/10.1007/978-981-16-1706-5_3

Anawar, H. M., Strezov, V., Adyel, T. M., & Ahmed, G. (2019). Sustainable and economically profitable reuse of bauxite mining waste with life cycle assessment. https://doi.org/10.1201/9780429279072-4

Anawati, J., & Azimi, G. (2019). Technospheric mining of rare earth elements and refractory metals from bauxite residue. https://doi.org/10.1007/978-3-030-05864-7_14

DIALLO, M. K. (2023). Earth materials like bauxite ore as strategic material for advanced technological applications and beyond. https://doi.org/10.26434/chemrxiv-2023-ckc3m

Evans, K. (2016). The history, challenges, and new developments in the management and use of bauxite residue. Journal of Sustainable Metallurgy. https://doi.org/10.1007/S40831-016-0060-X

Kumar, S. S., Kushwaha, S. S., & Khare, R. (2024). Utilization of bauxite residue in self-compacting concrete and evaluate rheological behavior and mechanical characteristics. Indian Scientific Journal Of Research In Engineering And Management. https://doi.org/10.55041/ijsrem27936

Mare, M. D., Monteiro, V. N., Brial, V., Ouellet-Plamondon, C., Fortin, S., Tsesmelis, K., Montini, M., & Rosani, D. (2021). A calculator for valorizing bauxite residue in the cement industry. https://doi.org/10.1016/J.CLEMA.2021.100009

Nandi, A. K., & Shrirame, H. Y. (2024). Value added bauxite products and beneficiation opportunities. https://doi.org/10.1007/978-3-031-50262-0_21

Pilla, G., Hertel, T., & Pontikes, Y. (2024a). Sustainable valorization of bauxite residue (“Red Mud”): Exploring the potential of H2 reduction for multi-metal recovery. https://doi.org/10.1007/978-3-031-50308-5_13

Pilla, G., Hertel, T., Douvalis, A. P., Kapelari, S., Blanpain, B., & Pontikes, Y. (2024b). Towards sustainable valorization of bauxite residue: Thermodynamic analysis, comprehensive characterization, and response surface methodology of H2 reduced products for simultaneous metal recovery. Journal of Cleaner Production. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2024.140931

Rai, S., Bahadure, S., Chaddha, M. J., & Agnihotri, A. (2020a). A way forward in waste management of red mud/bauxite residue in building and construction industry. https://doi.org/10.1007/S41403-020-00100-2

Rai, S., Bahadure, S., Chaddha, M. J., & Agnihotri, A. (2020b). Disposal practices and utilization of red mud (bauxite residue): A review in Indian context and abroad. Journal of Sustainable Metallurgy. https://doi.org/10.1007/S40831-019-00247-5

Venancio, L. C. A., & Rabelo, A. B. C. (2024). Análise das alternativas para reciclagem de resíduo de bauxita na cadeia industrial de ferro e aço no Maranhão e Pará. Observatorio de La Economía Latinoamericana. https://doi.org/10.55905/oelv22n4-195

Weitz, J. H., & Trought, M. E. (1943). Bauxite and aluminum.

Number of View :75