El aluminio es uno de los metales más abundantes en la corteza terrestre.
El aluminio tiene un color blanco plateado, peso ligero y alta conductividad eléctrica. El metal se funde a una temperatura de 660 °C. Entre las ventajas observadas se encuentran la baja densidad, la resistencia bastante alta, la excelente conductividad térmica y la resistencia a la corrosión.
Debido a esto, es considerado uno de los metales técnicos más importantes. Las aleaciones de aluminio se obtienen por fundición, forjado y otros métodos.
Estar en la naturaleza
Uno de los metales más comunes es el aluminio. Ocupa el 8,8% de la masa total de la corteza terrestre. Sus compuestos son bauxita, aluminosilicatos, corindón. La mayor parte de la corteza terrestre está formada por aluminosilicatos. La bauxita es una de las rocas de las que se extrae el aluminio.
Casi todo el metal de aluminio en la naturaleza se encuentra solo en compuestos. En casos raros, el aluminio metálico puro se encuentra en cantidades muy pequeñas. Entre las principales conexiones cabe destacar las siguientes:
- bauxitas;
- Nefelinas;
- Alunitas;
- Alúmina;
- Corindón;
- Feldespatos;
- Caolinita;
- Berilo;
- Crisoberilo
También se encuentra en aguas naturales en forma de compuestos de baja toxicidad como el fluoruro. El aluminio puro contiene solo el isótopo estable 27 AI.
Cómo se obtiene el aluminio
El elemento químico aluminio es bastante difícil de obtener en su forma pura. Para obtener el aluminio será necesario realizar muchos pasos para separarlo de otros elementos. ¿Cómo se obtiene el aluminio?
El proceso en sí consta de varias etapas: molienda del mineral de bauxita y extracción de la alúmina, obteniendo a partir de ella el elemento final. En otras palabras, se llama alúmina cristalina, que se electroliza en criolita. Punto de fusión 960 – 970 °C. Este procedimiento requiere una gran cantidad de electricidad, por lo que la producción de la sustancia a menudo se ubica cerca de centrales eléctricas a gran escala.
Dónde y cómo se produce el aluminio
La extracción y producción de aluminio consta generalmente de tres etapas. Las etapas primera y segunda son la producción de bauxitas y la formación de alúmina a partir de ellas. En este último, se obtiene un material puro a partir de alúmina en el proceso de electrólisis. Para 4-5 toneladas de mineral que contiene aluminio, hay 2 de alúmina y 1 de aluminio.
La minería de aluminio en el mundo se puede hacer a partir de otros minerales de aluminio, pero la bauxita se considera la más común. Su base es el óxido de aluminio y otros minerales. La calidad está determinada por el alto contenido de metal. El stock mundial total de minerales de aluminio es de más de 18 mil millones de toneladas. Dada la producción actual de aluminio en el mundo por país, debería ser suficiente para más de un siglo.
La mayoría de las bauxitas se encuentran en países con un cinturón tropical. Solo el 73% está en India, Guinea y Australia. La mayoría de las bauxitas se concentran en Guinea. Tienen alta calidad y un mínimo de impurezas minerales. Según estimaciones de 2014, estos países se destacan como líderes en la producción de aluminio: China, Australia, Brasil, Guinea, India, Jamaica, Rusia y Kazajstán.
Como regla general, la extracción de aluminio se lleva a cabo mediante un método abierto. Con la ayuda de equipos especiales, se elimina una capa de la corteza terrestre, que se transporta para la siguiente etapa de procesamiento. Hay puntos de extracción de minerales profundos. Para conseguirlo, tienes que construir minas. La mina más profunda está en Rusia. Su profundidad es de 1550 metros.
Rusia ocupa el séptimo lugar en el ranking mundial en términos de producción de aluminio. Hay más de cincuenta depósitos en este país. Uno de los más antiguos se considera Radynskoye, ubicado en la región de Leningrado. Entre todos los sitios de minería de aluminio en Rusia, se encuentran Caperucita Roja, Kalinskoye, Novo-Kalinskoye en Severouralsk y Cheremuzovskoye en la región de Sverdlovsk. Nuestro país también es famoso por una gran variedad de plantas de fabricación de metales. El más grande de Rusia y no solo es Rusal, que produce más de 3 millones de toneladas de metal.
Propiedades físicas y químicas
Las principales propiedades físicas del aluminio son su alta conductividad térmica, casi el doble que la del acero. Además, tiene una densidad tres veces menor que la del hierro y el zinc. Y a todo ello cabe añadir la gran resistencia del material. El aluminio reacciona con tales sustancias: cobre, magnesio, silicio y otros.
Propiedades químicas del aluminio:
- Formación de compuestos iónicos y covalentes;
- Alta energía de ionización;
- Alta densidad de carga junto con cationes de otros materiales similares;
- Baja susceptibilidad a la corrosión;
- Reacción con oxígeno, halógenos, no metales, flúor, azufre, nitrógeno, carbono, agua.
Aplicaciones metálicas
El aluminio ha sido ampliamente utilizado como material estructural. Sus principales ventajas son el peso ligero, la flexibilidad de estampado, la resistencia a la corrosión, un alto nivel de conductividad térmica o eléctrica y compuestos no tóxicos. Son estas ventajas las que han llevado a su uso generalizado en la producción de utensilios de cocina, envases y láminas para la industria alimentaria.
Hablando de las deficiencias, primero debemos tener en cuenta la baja resistencia. Por lo tanto, se agregó una pequeña proporción de cobre y magnesio al aluminio. Además, el material se utiliza con éxito en la fabricación de ingeniería eléctrica, ya que su conductividad eléctrica se encuentra en un alto nivel. El único aspecto negativo es la dificultad de soldar debido a la fuerte película de óxido.
El metal ligero se utiliza en varios tipos de transporte. En el campo de la aviación, es el principal material estructural. El uso de aluminio también afectó a la industria de la construcción naval. Con la ayuda de aleaciones, se producen cascos, cubiertas y equipos para barcos.
Aplicación como agente reductor
El aluminio se ha utilizado con éxito como agente reductor. La recuperación de aluminio de los metales es bastante común. La fundición de aluminio le permite restaurar tipos raros de metales. También se utiliza para pirotecnia.
Tipos de aleaciones
Para la producción de materiales estructurales se requiere mayor resistencia. El aluminio no posee tales, por lo que se combina con otros elementos químicos en menor cantidad. Las aleaciones más comunes:
- Aluminio-magnesio. Se caracterizan por su alta resistencia, flexibilidad, resistencia a la corrosión, resistencia a las vibraciones y soldabilidad. El porcentaje de magnesio en las aleaciones no supera el 6%.
- Aluminio-manganeso. También tienen alta resistencia, ductilidad, resistencia a la corrosión y soldabilidad.
- Aluminio-cobre. Uno de los de más alta tecnología. Una versión mejorada de los aceros de bajo carbono. Una desventaja significativa es la susceptibilidad a la corrosión.
Aluminio en joyería
El metal fue de particular valor durante la época de Napoleón III. En ese momento, se hicieron joyas, botones, platos. Fue evaluada junto con oro y plata. Pero la demanda de joyas de aluminio se desvaneció rápidamente a medida que surgieron nuevas oportunidades mineras.
Otras aplicaciones
El metal ligero se utiliza en diversas industrias, incluida la industria militar. Esto generalmente se aplica a la producción de armas. También se conoce su uso en tecnología de cohetes como propulsor sólido y componentes combustibles.
Toxicidad de metales
Aunque el aluminio es muy común en el mundo, los seres vivos no lo utilizan debido a su baja toxicidad. Sus compuestos durante mucho tiempo tienen un efecto nocivo en personas y animales. El acetato y el hidróxido de aluminio tienen la mayor influencia. Tienen un efecto negativo sobre el sistema nervioso y la función excretora del cuerpo.
Datos interesantes sobre el aluminio
Este metal tiene las siguientes características:
- Sus compuestos existen no solo en nuestro planeta, sino también en la Luna y Marte;
- El cuerpo humano tiene más de 100 mg de esta sustancia;
- El requerimiento diario es de 2,4 mg;
- La mayor parte del elemento químico se encuentra en las manzanas;
- La primera barra de metal puro se produjo en 1932.
