Alumínio é um dos metais mais abundantes na crosta terrestre.
O alumínio tem uma cor branco-prateada, peso leve e alta condutividade elétrica. O metal funde a uma temperatura de 660°C. Entre as vantagens observadas estão a baixa densidade, resistência bastante alta, excelente condutividade térmica e resistência à corrosão.
Devido a isso, é considerado um dos metais técnicos mais importantes. As ligas de alumínio são obtidas por fundição, forjada e outros métodos.
Estar na natureza
Um dos metais mais comuns é o alumínio. Ocupa 8,8% de toda a massa da crosta terrestre. Seus compostos são bauxita, aluminossilicatos, corindo. A maior parte da crosta terrestre é composta de aluminossilicatos. A bauxita é uma das rochas das quais o alumínio é extraído.
Quase todo metal de alumínio na natureza é encontrado apenas em compostos. Em casos raros, o alumínio metálico puro é encontrado em quantidades muito pequenas. Entre as principais conexões, vale destacar o seguinte:
- Bauxitas;
- Nefelinas;
- Alunites;
- Alumina;
- Corindo;
- Feldspatos;
- Caolinita;
- Berilo;
- Crisoberilo
Também é encontrado em águas naturais na forma de compostos de baixa toxicidade, como o flúor. O alumínio puro contém apenas o isótopo estável 27 AI.
Como o alumínio é obtido
O elemento químico alumínio é bastante difícil de obter em sua forma pura. Para obter o alumínio, será necessário realizar muitas etapas para separá-lo de outros elementos. Como o alumínio é obtido?
O processo em si consiste em várias etapas: moagem do minério de bauxita e extração da alumina, obtendo-se dela o elemento final. Em outras palavras, é chamado de alumina cristalina, que é eletrolisada em criolita. Ponto de fusão 960 – 970 °C. Esse procedimento requer uma grande quantidade de eletricidade, portanto, a produção da substância geralmente está localizada perto de usinas de energia de grande escala.
Onde e como o alumínio é produzido
A extração e produção de alumínio geralmente consiste em três etapas. A primeira e a segunda etapas são a produção de bauxitas e a formação de alumina a partir delas. Neste último, um material puro é obtido a partir de alumina no processo de eletrólise. Para 4-5 toneladas de minério contendo alumínio, existem 2 alumina e 1 alumínio.
A mineração de alumínio no mundo pode ser feita a partir de outros minérios de alumínio, mas a bauxita é considerada a mais comum. Sua base é o óxido de alumínio e outros minerais. A qualidade é determinada pelo alto teor de metal. O estoque mundial total de minérios de alumínio é superior a 18 bilhões de toneladas. Dada a atual produção de alumínio no mundo por país, deve ser suficiente para mais de um século.
A maioria das bauxitas é encontrada em países com cinturão tropical. Apenas 73% está na Índia, Guiné e Austrália. A maioria das bauxitas estão concentradas na Guiné. Eles têm alta qualidade e um mínimo de impurezas minerais. De acordo com estimativas de 2014, esses países são apontados como líderes na produção de alumínio: China, Austrália, Brasil, Guiné, Índia, Jamaica, Rússia e Cazaquistão.
Como regra, a mineração de alumínio é realizada por um método aberto. Com a ajuda de equipamentos especiais, uma camada da crosta terrestre é removida, que é transportada para a próxima etapa do processamento. Existem pontos de mineração de minério profundo. Para obtê-lo, você tem que construir minas. A mina mais profunda fica na Rússia. Sua profundidade é de 1550 metros.
A Rússia ocupa o 7º lugar no ranking mundial em termos de produção de alumínio. Existem mais de cinquenta depósitos neste país. Um dos mais antigos é considerado Radynskoye, localizado na região de Leningrado. Entre todos os locais de mineração de alumínio na Rússia, há Chapeuzinho Vermelho, Kalinskoye, Novo-Kalinskoye em Severouralsk e Cheremuzovskoye na região de Sverdlovsk. Nosso país também é famoso por uma grande variedade de fábricas de metal. A maior da Rússia e não apenas a Rusal, que produz mais de 3 milhões de toneladas de metal.
Propriedades físicas e químicas
As principais propriedades físicas do alumínio são a alta condutividade térmica, quase o dobro do aço. Além disso, tem uma densidade três vezes menor que a do ferro e do zinco. E a tudo isso vale acrescentar a alta resistência do material. O alumínio reage com tais substâncias: cobre, magnésio, silício e outros.
Propriedades químicas do alumínio:
- Formação de compostos iônicos e covalentes;
- Alta energia de ionização;
- Alta densidade de carga junto com cátions de outros materiais semelhantes;
- Baixa suscetibilidade à corrosão;
- Reação com oxigênio, halogênios, não metais, flúor, enxofre, nitrogênio, carbono, água.
Aplicações de metal
O alumínio tem sido amplamente utilizado como material estrutural. Suas principais vantagens são leveza, flexibilidade de estampagem, resistência à corrosão, alto nível de condutividade térmica ou elétrica e compostos não tóxicos. São essas vantagens que levaram à sua ampla utilização na produção de utensílios de cozinha, recipientes de embalagem e papel alumínio para a indústria alimentícia.
Falando sobre as deficiências, devemos primeiro observar a baixa resistência. Portanto, uma pequena proporção de cobre e magnésio foi adicionada ao alumínio. Além disso, o material é utilizado com sucesso na fabricação de engenharia elétrica, pois sua condutividade elétrica é de alto nível. O único aspecto negativo é a dificuldade de soldagem devido ao forte filme de óxido.
O metal leve é usado em vários tipos de transporte. No campo da aviação, é o principal material estrutural. O uso do alumínio também afetou a indústria naval. Com a ajuda de ligas, são produzidos cascos, conveses e equipamentos para navios.
Aplicação como agente redutor
O alumínio tem sido usado com sucesso como agente redutor. A recuperação de metais por alumínio é bastante comum. A fundição de alumínio permite restaurar tipos raros de metais. Também é usado para pirotecnia.
Tipos de ligas
Para a produção de materiais estruturais, é necessária maior resistência. O alumínio não possui tal, por isso é combinado com outros elementos químicos em menor quantidade. As ligas mais comuns:
- Alumínio-magnésio. Eles são caracterizados por alta resistência, flexibilidade, resistência à corrosão, resistência à vibração e soldabilidade. A porcentagem de magnésio em ligas não é superior a 6%.
- Alumínio-manganês. Eles também têm alta resistência, ductilidade, resistência à corrosão e soldabilidade.
- Alumínio-cobre. Um dos mais tecnológicos. Uma versão melhorada de aços de baixo carbono. Uma desvantagem significativa é a suscetibilidade à corrosão.
Alumínio em joias
O metal era de particular valor durante o tempo de Napoleão III. Naquela época, jóias, botões, pratos eram feitos com isso. Ela foi avaliada juntamente com ouro e prata. Mas a demanda por joias de alumínio diminuiu rapidamente à medida que novas oportunidades de mineração surgiram.
Outros aplicativos
O metal leve é usado em várias indústrias, incluindo a indústria militar. Isso geralmente se aplica à produção de armas. Também conhecido é o seu uso na tecnologia de foguetes como um propulsor sólido e componentes combustíveis.
Toxidade do metal
Embora o alumínio seja muito comum no mundo, os seres vivos não o utilizam devido à sua baixa toxicidade. Seus compostos por um longo tempo têm um efeito nocivo em pessoas e animais. O acetato e o hidróxido de alumínio têm a maior influência. Eles têm um efeito negativo no sistema nervoso e na função excretora do corpo.
Fatos interessantes sobre o alumínio
Este metal tem as seguintes características:
- Seus compostos existem não apenas em nosso planeta, mas também na Lua e em Marte;
- O corpo humano possui mais de 100 mg dessa substância;
- A necessidade diária é de 2,4 mg;
- A maior parte do elemento químico é encontrada nas maçãs;
- A primeira barra de metal puro foi produzida em 1932.
