Aluminum, Copper And Rare Metals

ایلومینیم، تانبہ اور نایاب دھاتیں

سیریز: کان کنی اور مواد • پوسٹ 6

ایلومینیم، تانبا اور نایاب دھاتیں — توانائی کی رگیں

فولاد ہماری ہڈیاں ہیں؛ ایلومینیم ہمارے پر ہیں؛ تانبا ہمارے اعصاب ہیں؛ اور بیٹری دھاتیں وہ آئنز ہیں جو سب کچھ زندہ رکھتے ہیں۔ اس حصے میں ہم سیارہ کو وائر کرتے ہیں — صاف توانائی، صاف بھٹیاں، اور فیکٹریاں جو پڑوسیوں کی طرح برتاؤ کرتی ہیں۔

آج کا مشن
دکھائیں کہ ہم بغیر دھوئیں کے ایلومینیم، تانبا، اور بیٹری دھاتیں کیسے بناتے ہیں
شائع کریں پہلے سے حساب شدہ بوجھ، نشانیاں، اور مصنوعات کے بہاؤ.
ڈیزائن دنیا کی "رگوں" کو ہمارے بیج فیکٹری سے شمسی توانائی پر چلانے کے لیے (حصہ 3).

Bauxite Alumina (Bayer) Smelter (Cells) Billet/Slab Cu Concentrate Flash Smelt & Convert Anodes Electro‑refining Cathode 99.99% Ore / Brine Leach / HPAL / Calcine MHP / Spod. conc EW / Crystallize Ni/Co/Mn Sulfates • LiOH

یہ دھاتیں کیوں (تمدن کا عصبی نظام)

ایلومینیم ڈھانچوں کو ہلکا، زنگ سے محفوظ، اور تیز ترسیل کے قابل بناتا ہے۔ کاپر الیکٹرانز کو خوبصورتی سے منتقل کرتا ہے: موٹرز، ٹرانسفارمرز، بس بارز۔ نکل، کوبالٹ، مینگنیز & لیتھیم بیٹریوں کی کیمیا کو ترتیب دیتے ہیں۔ ہماری تعمیر میں، یہ سب کان سے مصنوعات تک برقی ہیں — نہ ڈیزل، نہ کوئلہ۔

  • برقی حرارت (انڈکشن، مزاحمت) برنرز کی جگہ لیتی ہے۔
  • بند لوپس آف‑گیسز کو پکڑتے ہیں اور پانی کو ری سائیکل کرتے ہیں۔
  • سولر سیڈ فیکٹری (حصہ 3) وہ میگاواٹ پرنٹ کرتی ہے جو سب کچھ چلانے کے لیے چاہیے۔

ایلومینیم — ہلکا، تیز، لامتناہی طور پر ری سائیکل ہونے والا

عمل کا ایک جائزہ

  • باکسائٹ → بائر (کھودنا، دھونا، ہضم کرنا، رسوب کرنا) → ایلومینا
  • ایلومینا → سمیلٹر (ہال‑ہیروٹ) صاف بجلی کے ساتھ (غیر فعال اینوڈز کو ترجیح دیں)
  • کاسٹ ہاؤس: بلیٹس، سلیبز، فاؤنڈری الائے؛ رولنگ/ایکسٹروژن اگلے دروازے پر
بجلی کی شدت زیادہ لیکن صاف ہمیشہ کے لیے ری سائیکل کرتا ہے، ورجن انرجی کے <10% پر

Per‑ton cheat sheet (indicative)

Step Electricity نوٹس
ایلومینا ریفائننگ ~0.4–1.0 MWh/t ایلومینیم ڈائجیشن پمپس، کیلسی نرز بجلی سے چلنے والے
سمیلٹنگ (سیلز) ~14–16 MWh/t ایلومینیم غیر فعال اینوڈز & حرارت کی بازیابی کے ساتھ کم
کاسٹ/فنش ~1–3 MWh/t ایلومینیم انڈکشن فرنسز، فلٹرز

اسکریپ ری سائیکل: ~1–1.5 MWh/t (پگھلانا & کاسٹ کرنا) — ہم بند لوپس سے کیوں محبت کرتے ہیں۔

غیر فعال اینوڈز کیوں؟
وہ carbon anode consumption اور perfluorocarbon spikes سے بچتے ہیں، process CO₂ کو کم کرتے ہیں، اور fumes کو آسان بناتے ہیں۔ ہم اب بھی مکمل capture اور filtration چلاتے ہیں؛ ہمارے ارد گرد کی ہوا غروب آفتاب کے لیے ہے، stacks کے لیے نہیں۔

Copper — wires, windings, اور warmth

عمل کا ایک جائزہ

  • Sulfide concentrate → flash smelt & convert → anodes
  • Electro‑refining (ER) → cathode 99.99%
  • Downstream: rod mill, enamel wire, busbar, foil
SO₂ → sulfuric acid (useful product) ER on solar: beautifully steady

Per‑ton cheat sheet (indicative)

Step Electricity نوٹس
Smelt/convert (electric auxiliaries) ~0.4–0.8 MWh/t Cu Furnace exothermic؛ ہم heat کو capture کرتے ہیں
Electro‑refining ~2.0–3.0 MWh/t Cu مستحکم DC لوڈ = microgrid کا بہترین دوست
Rod/foil mills ~0.1–0.3 MWh/t Cu Motors & anneals، سب الیکٹرک

ہم off‑gas کو ایک acid plant کی طرف بھیجتے ہیں؛ کوئی flares نہیں، صرف products۔

یہاں solvent extraction/electrowinning (SX/EW) کیوں نہیں؟
SX/EW آکسائیڈز اور leachates کے لیے بہترین ہے؛ sulfides کو smelting + ER پسند ہے۔ ہم اب بھی tailings اور کم گریڈ دھاروں کے لیے green leach lines چلاتے ہیں تاکہ ہر ایٹم کی قدر ہو۔

Battery metals quickboard — Ni, Co, Mn, Li

Battery chemistry ایک بوفے کی طرح ہے۔ ہم پلانٹس کو Lego بلاکس کی طرح ڈیزائن کرتے ہیں: leach/HPAL or calcine → MHP or solution → electrowinning/crystallization → sulfates/hydroxides۔ سب کچھ برقی۔ پانی کے لوپس بند۔ reagents عقل مندی سے منتخب کیے گئے۔

فی ٹن بجلی (اشاریہ، بشمول برقی حرارت)

پروڈکٹ kWh فی ٹن پروڈکٹ نوٹس
Nickel sulfate (from laterite via HPAL + EW) ~3,800–10,200 EW + e‑steam for HPAL; site & ore dependent
Cobalt sulfate ~1,600–4,400 EW + crystallization
Manganese sulfate ~780–2,330 Roast/leach electrified; polishing
Lithium hydroxide (from spodumene) ~3,700–8,300 E‑calciners + crystallizers

رینجز معدنیات/نمکین محلول کی گریڈ، ری سائیکل کی شرح، اور ہم کتنی شدت سے عمل کے حرارت کو برقی بناتے ہیں، کو ظاہر کرتی ہیں۔

“مستحکم DC جنت” کے بوجھ

  • Electrowinning stacks مستقل DC فراہم کرتے ہیں → اسٹوریج کے ساتھ بفر کرنا آسان ہے۔
  • Crystallizers & pumps نرم انداز میں گونجتے ہیں؛ ہم تھرمل اسٹوریج کے ساتھ وقت کو منتقل کرتے ہیں۔
  • سب کچھ ایک ہی solar microgrid پر ہے جیسے steel، copper، اور glass (Parts 3–5).
لیکن reagents؟
ہم benign یا recyclable reagents (مثلاً ammonia loops، sulfate systems) پر معیاری کرتے ہیں، vapors کو پکڑتے ہیں، اور پانی کو بند سرکٹس میں رکھتے ہیں۔ “Waste” پڑوسیوں کے لیے ان پٹ بن جاتا ہے (مثلاً acid کو leach shops کے لیے، base کو neutralize کرنے کے لیے)۔

پہلے سے حساب شدہ پلانٹ منظرنامے

Aluminum smelter campuses

صلاحیت اوسط بوجھ PV منٹ 12 گھنٹے اسٹوریج نوٹس
500 kt/yr ~0.8–1.1 GW ~4.1–5.6 GWp ~9.6–13.2 GWh Part 4 کے اعداد و شمار سے میل کھاتا ہے
1.0 Mt/yr ~1.6–2.2 GW ~8.2–11.3 GWp ~19–26 GWh Inert anodes کم حد کو بڑھاتے ہیں

PV “min” by Avg(MW)×5.14 (5.5 PSH, 85% yield). ہم rolling & neighbors کو طاقت دینے کے لیے اوور سائز کرتے ہیں۔

Copper cathode campuses

صلاحیت اوسط بوجھ PV منٹ 12 گھنٹے اسٹوریج نوٹس
1.0 Mt/yr ~280–450 MW ~1.44–2.31 GWp ~3.4–5.4 GWh ER غالب ہے، بہت مستحکم
2.0 میگاٹن/سال ~560–900 MW ~2.9–4.6 GWp ~6.8–10.8 GWh ایسڈ پلانٹ، فوائل لائن شامل کریں

سمیلٹنگ حرارت خارج کرنے والی ہوتی ہے — ہم اسے بھاپ کے نیٹ ورکس اور پڑوسیوں کو بھیجتے ہیں۔

بیٹری دھاتیں — فوری کیمپس سائزنگ

پروڈکٹ پلانٹ کا پیمانہ اوسط برقی بوجھ PV منٹ 12 گھنٹے اسٹوریج نوٹس
نکل سلفیٹ 100 kt/yr ~50–130 MW ~260–670 MWp ~0.6–1.6 GWh HPAL + EW, electrified heat
Cobalt sulfate 50 kt/yr ~9–25 MW ~46–129 MWp ~0.1–0.3 GWh اکثر Ni کے ساتھ جوڑا جاتا ہے
Manganese sulfate 300 kt/yr ~30–80 MW ~154–411 MWp ~0.36–0.96 GWh LMFP/NMC precursor feed
Lithium hydroxide 100 kt/yr ~50–100 MW ~257–514 MWp ~0.6–1.2 GWh Spodumene route electrified

ہم حرارت کو ایک برقی کرایہ دار کے طور پر سمجھتے ہیں (E‑boilers, heat pumps)۔ اعداد و شمار میں برقی حرارت کے مساوی شامل ہیں۔

نقوش، پانی اور پڑوسی

عام نقوش

  • ایلومینیم 1 Mt/yr: سمیلٹر + کیس ہاؤس ~60–100 ہیکٹر؛ PV فیلڈ 8–11 کلومیٹر² قریب
  • تانبہ 1 Mt/yr: سمیلٹ/کنورٹ/ER ~30–60 ہیکٹر؛ PV فیلڈ 1.4–2.3 کلومیٹر²
  • بیٹری کیمپس: فی مصنوع 20–60 ہیکٹر بلاکس؛ مشترکہ یوٹیلٹیز اور لیبز

پانی اور ہوا

  • بند لوپ کولنگ؛ PV میڈوز سے بارش میک اپ پانی فراہم کرتی ہے۔
  • ایسڈ پلانٹس اور سکربرز SO₂ اور HF کو مصنوعات میں بند کرتے ہیں، آسمان پر نہیں۔
  • شور <85 dBA باڑ پر؛ کنویئرز ڈھکے ہوئے؛ جان بوجھ کر کافی بورنگ۔
ہمارے کان جھیلیں چھوڑتے ہیں (حصہ 1). ہمارے سمیلٹر سورج کی روشنی چھوڑتے ہیں۔ واحد دھواں سرد صبح میں بھاپ ہے، اور ہم شاید اسے لانڈری تک پائپ کریں گے۔

Tap‑to‑open Q&A

“ایلومینیم توانائی کا بھوکا لگتا ہے — کیا یہ مسئلہ ہے؟”
یہ ایک خصوصیت ہے۔ ایلومینیم ایک بیٹری دھات کی شکل میں ہے: پہلے سے لوڈ کی گئی بجلی صدیوں کی روشنی، زنگ سے محفوظ ساخت بن جاتی ہے جو تقریباً 10% توانائی پر ری سائیکل ہوتی ہے۔ ہمارے سولر سیڈ فیکٹری کے ساتھ، ہم پہلے میگاواٹس پرنٹ کرتے ہیں، پھر پروں کو ڈھالتے ہیں۔
“اگر سمیلٹر 'گرم' ہے تو ہم تانبے کو صاف کیسے رکھیں؟”
سلفائیڈ سمیلٹنگ ایکسوتھرمک ہے — ہم حرارت کو پکڑتے ہیں، SO₂ کو ہٹا کر سلفیورک ایسڈ بناتے ہیں (جو ایک قیمتی مصنوع ہے)، اور تمام معاون آلات کو برقی طور پر چلاتے ہیں۔ ER ہال ایک مستقل DC لوڈ ہے جو سولر + اسٹوریج کو پسند کرتا ہے۔
“کیا بیٹری میٹل ری ایجنٹس نقصان دہ ہیں؟”
ہم ذہانت کے لیے کیمیکلز کا انتخاب کرتے ہیں (سلفیٹ، امونیا لوپس)، بخارات کے راستے بند کرتے ہیں، اور پانی کو ری سائیکل کرتے ہیں۔ ٹھوس فضلہ غیر فعال ہوتا ہے اور جہاں ممکن ہو دوبارہ استعمال کے لیے انجینئر کیا جاتا ہے۔ اگر کوئی ری ایجنٹ ٹھیک سے کام نہیں کرتا تو اسے مدعو نہیں کیا جاتا۔
“کیا یہ کیمپس شہروں کے قریب رہ سکتے ہیں؟”
جی ہاں — یہی مقصد ہے۔ الیکٹرک ڈرائیوز، بند لائنیں، اور بند لوپس "بھاری صنعت" کو ایک خاموش پڑوسی میں بدل دیتے ہیں۔ حصہ 1 کی جھیل پانچویں سال تک ایک پارک بن چکی ہے۔

اگلا: Mega Vans & Flywheels — ٹرک بطور رولنگ بیٹریاں (حصہ 7). ہم لاجسٹکس کو توانائی کے ذخیرے میں تبدیل کریں گے اور سائٹ کو ایک بیلے کی طرح محسوس کریں گے۔

بلاگ پر واپس