Производство металлов требует значительных затрат энергии, но среди перечисленных наиболее энергоёмкими являются: алюминий, титан и магний.
Алюминий:
- Процесс производства: Основной метод получения алюминия — электролиз алюминия из оксида алюминия (глинозема), который извлекается из бокситов. Этот процесс включает в себя этапы обогащения бокситов и электролитическое разделение алюминия.
- Энергоёмкость: Производство алюминия чрезвычайно энергоёмко, так как электролиз требует большого количества электричества. На производство одной тонны алюминия уходит около 13-15 МВт⋅ч электроэнергии.
- Причины энергоёмкости: Высокая температура электролиза (около 950 °C) и значительное потребление электроэнергии для разложения оксида алюминия на алюминий и кислород.
Титан:
- Процесс производства: Титан производится в основном путем процесса Кролла, который включает восстановление диоксида титана с магнием в высокотемпературной среде.
- Энергоёмкость: Производство титана также крайне энергоёмко. На производство одной тонны титана требуется около 35-50 МВт⋅ч энергии.
- Причины энергоёмкости: Процесс Кролла требует высокой температуры и значительного количества электроэнергии и магния для восстановления, а также электролитическое рафинирование.
Магний:
- Процесс производства: Магний часто производят через электролиз расплавленных солей магния или путем восстановления доломита ферросилицием.
- Энергоёмкость: На производство одной тонны магния уходит около 20-25 МВт⋅ч электроэнергии.
- Причины энергоёмкости: Высокая температура электролиза или восстановления, а также значительное потребление электроэнергии для плавления и электролиза магниевых солей.
Для сравнения, производство меди, цинка и олова требует меньше энергии. Например, производство меди и цинка, хотя и требует значительных энергетических затрат, не достигает уровня энергоёмкости процессов, связанных с алюминием, титаном и магнием.
Таким образом, алюминий, титан и магний выделяются как наиболее энергоёмкие металлы среди перечисленных.