Maagid
Alumiinium on Maa pinnal suuruselt kolmas element. Levinumad on ainult hapnik ja räni. Maapõue 16 km (10 miili) sügavusele sisaldab 8 protsenti alumiiniumi. Alumiiniumil on tugev kalduvus kombineerida teiste tavaliste elementidega ja looduses esineb seda metalli kujul harva. Selle ühendid on aga praktiliselt kõigi tavaliste kivimite oluline koostisosa. Seda leidub savi, põlevkivi, kiltkivi, liistud, graniit, süniit ja anortosiit.
Kõige olulisem alumiiniumimaak, umbes 52 protsenti alumiiniumoksiidist koosnev rauda sisaldav kivim, avastati 1821. aastal Lõuna-Prantsusmaal Les Baux 'lähedal. Materjal sai hiljem nime boksiit. Boksiiti on kõige parem määratleda erineva puhtusastmega alumiiniumimaagina, milles alumiinium alumiiniumhüdroksiidi või alumiiniumoksiidi kujul on suurim koostisosa. Lisanditeks on peamiselt raudoksiid, ränidioksiid ja titaandium.
Boksiidi füüsiline välimus varieerub sõltuvalt selle koostisest ja lisanditest. Värvus varieerub kollakasvalgest hallini või roosast tumepunaseks või pruuniks, kui selles on palju raudoksiide. See võib olla mullane või vormis varieeruda savist kuni kivimini. Boksiiti on leitud kõigil maailma mandritel, välja arvatud Antarktika. Rikkaimad hoiused asuvad tavaliselt aladel, mis moodustumise ajal olid troopilises ja subtroopilises kliimas, pakkudes optimaalseid tingimusi tugevate vihmasadude, pidevate sooja temperatuuride ja hea drenaaži jaoks.
Suuri hoiuseid leidub Kariibi mere saartel, Lõuna-Ameerika põhjaosas, Austraalias, Indias, Indoneesias, Malaisias, Hiinas, Venemaal, Kasahstanis, Lääne-Aafrikas, Kreekas, Horvaatias, Bosnias ja Hertsegoviinas, Montenegros, Ungaris, Itaalias ja Prantsusmaal.
Kõik boksiidid pole alumiiniumi tootmiseks ökonoomsed. Ainult mulda, mille alumiiniumoksiidi sisaldus on vähemalt 30 protsenti, peetakse praktiliseks. Töötlemiseks loetakse üldiselt ökonoomseks ainult neid maake, mis sisaldavad olulises kontsentratsioonis mineraalaineid gibbsiiti ja boehmiiti ning mis sisaldavad vastavalt 65 ja 85 protsenti alumiiniumoksiidi. Gibbsite leidub enamasti troopilistel aladel mõlemal pool ekvaatorit, boehmiiti aga peamiselt subtroopilisest vööndist põhja pool Venemaal, Kasahstanis, Türgis, Hiinas ja Kreekas.
Tuntud boksiidi leiukohad võivad praegusel tootmistasemel sadu aastaid varustada maailma alumiiniumiga. Kvaliteetse boksiidi maardlate ammendumise korral tuleb endiselt kasutada sekundaarmaagi olulisi varusid: lateriidi maardlad USA loodeosas ja Austraalias, anortosiit USA läänes, apatiit ja aluniit Euroopas, kaoliniit USA kaguosas. Saadaval on ka muid alumiiniumoksiidi mitteboksiidi allikaid: alumiiniumoksiid savid, dawsoniit, alumiiniumkilbid, tardkivimid ning saproliit- ja sillimaniitmineraalid. Venemaal rafineeritakse alumiiniumoksiidi mitteboksiitsest maagist, nimelt nefeliini süniidist ja aluniidist. Suured boksiidi arengud Austraalias, Guineas ja Indoneesias on kipunud teistsuguste maakide vastu huvi edasi lükkama.
Kaevandamine
Ülekaalukalt suurim kogus kaubanduslikult kasutatavat boksiiti asub Maa pinnal või selle läheduses. Järelikult kaevandatakse see lahtistes šahtides, mis nõuavad vaid minimaalset katte eemaldamist. Boksiidvoodid puuritakse lahti ja kaevatakse üles elektrikütuse labida või tõmblõnga abil ning maagi transporditakse veoauto, raudtee või konveierilindiga töötlemisettevõttesse, kus see purustatakse hõlpsamaks käitlemiseks. Rafineerimistehased asuvad võimalusel kaevanduskohtade läheduses, kuna transport on boksiidi kulude suur osa.
Ligikaudu 90 protsenti kogu kaevandatud boksiidist rafineeritakse alumiiniumoksiidiks, mis lõpuks sulatatakse alumiiniumiks. Ülejäänud 10 protsenti kasutatakse muudes rakendustes, näiteks abrasiivmaterjalides, tulekindlates materjalides ja toornafta taaskasutamisel kasutatavates kandeainetes. Ligikaudu neli tonni kvaliteetset boksiiti annab kaks tonni alumiiniumoksiidi, millest toodetakse üks tonn alumiiniumi.
Ekstraheerimine ja rafineerimine
Alumiiniumi tootmine boksiidist on kaheetapiline protsess: boksiidi rafineerimine alumiiniumoksiidi saamiseks ja alumiiniumoksiidi sulatamine alumiiniumi saamiseks. Boksiit sisaldab mitmeid lisandeid, sealhulgas raudoksiidi, ränidioksiidi ja titaani. Kui neid lisandeid rafineerimise käigus ei eemaldata, sulavad nad metalli sulatamise käigus ja saastavad seda. Seetõttu tuleb maagi neid lisandeid kõrvaldada. Puhastatud alumiiniumoksiid sisaldab tavaliselt 0,5–1 protsenti vett, 0,3–0,5 protsenti soodat ja vähem kui 0,1 protsenti muid oksiide. Erinevate modifikatsioonidega Bayeri protsess on alumiiniumoksiidi tootmiseks kõige laialdasemalt kasutatav meetod ja kogu alumiinium valmistatakse alumiiniumoksiidist, kasutades selleks Hall-Héroult elektrolüütilist protsessi.
