L’aluminium est l’un des métaux les plus abondants dans la croûte terrestre.
L’aluminium a une couleur blanc argenté, un poids léger et une conductivité électrique élevée. Le métal fond à une température de 660 °C. Parmi les avantages notés figurent une faible densité, une résistance assez élevée, une excellente conductivité thermique et une résistance à la corrosion.
Pour cette raison, il est considéré comme l’un des métaux techniques les plus importants. Les alliages d’aluminium sont obtenus par coulée, corroyage et autres méthodes.
Être dans la nature
L’un des métaux les plus courants est l’aluminium. Il occupe 8,8% de la masse totale de la croûte terrestre. Ses composés sont la bauxite, les aluminosilicates, le corindon. La majeure partie de la croûte terrestre est constituée d’aluminosilicates. La bauxite est l’une des roches dont l’aluminium est extrait.
Presque tout l’aluminium métallique dans la nature se trouve uniquement dans des composés. Dans de rares cas, l’aluminium métallique pur se trouve en très petites quantités. Parmi les principales connexions, il convient de noter les suivantes:
- Bauxites ;
- Néphélines ;
- Alunites ;
- Alumine ;
- Corindon ;
- Feldspath ;
- Kaolinite ;
- Béryl ;
- Chrysobéryl
On le trouve également dans les eaux naturelles sous forme de composés à faible toxicité tels que le fluorure. L’aluminium pur ne contient que l’isotope stable 27 AI.
Comment l’aluminium est obtenu
L’élément chimique aluminium est assez difficile à obtenir sous sa forme pure. Pour obtenir de l’aluminium, il faudra effectuer de nombreuses étapes pour le séparer des autres éléments. Comment l’aluminium est-il obtenu ?
Le processus lui-même comprend plusieurs étapes: broyage du minerai de bauxite et extraction de l’alumine, en obtenant l’élément final. En d’autres termes, on parle d’alumine cristalline, qui est électrolysée dans la cryolite. Point de fusion 960 – 970 °C. Cette procédure nécessite une grande quantité d’électricité, de sorte que la production de la substance est souvent située à proximité de centrales électriques à grande échelle.
Où et comment l’aluminium est-il produit
L’extraction et la production d’aluminium se déroulent généralement en trois étapes. Les première et deuxième étapes sont la production de bauxites et la formation d’alumine à partir de celles-ci. Chez ce dernier, un matériau pur est obtenu à partir d’alumine dans le processus d’électrolyse. Pour 4 à 5 tonnes de minerai contenant de l’aluminium, il y a 2 alumines et 1 aluminium.
Les mines d’aluminium dans le monde peuvent être fabriquées à partir d’autres minerais d’aluminium, mais la bauxite est considérée comme la plus courante. Leur base est l’oxyde d’aluminium et d’autres minéraux. La qualité est déterminée par la teneur élevée en métal. Le stock mondial total de minerais d’aluminium est de plus de 18 milliards de tonnes. Compte tenu de la production actuelle d’aluminium dans le monde par pays, cela devrait suffire pour plus d’un siècle.
La plupart des bauxites se trouvent dans les pays à ceinture tropicale. Seulement 73 % se trouvent en Inde, en Guinée et en Australie. La plupart des bauxites sont concentrées en Guinée. Ils ont une haute qualité et un minimum d’impuretés minérales. Selon les estimations de 2014, ces pays sont considérés comme des leaders dans la production d’aluminium : la Chine, l’Australie, le Brésil, la Guinée, l’Inde, la Jamaïque, la Russie et le Kazakhstan.
En règle générale, l’extraction de l’aluminium est réalisée selon une méthode ouverte. À l’aide d’un équipement spécial, une couche de la croûte terrestre est retirée, qui est transportée pour la prochaine étape de traitement. Il y a des points d’extraction de minerai profonds. Pour l’obtenir, vous devez construire des mines. La mine la plus profonde se trouve en Russie. Sa profondeur est de 1550 mètres.
La Russie occupe la 7e place du classement mondial en termes de production d’aluminium. Il y a plus de cinquante gisements dans ce pays. L’un des plus anciens est considéré comme Radynskoïe, situé dans la région de Leningrad. Parmi tous les sites d’extraction d’aluminium en Russie, il y a Little Red Riding Hood, Kalinskoye, Novo-Kalinskoye à Severouralsk et Cheremuzovskoye dans la région de Sverdlovsk. Notre pays est également célèbre pour une grande variété d’usines de fabrication de métaux. Le plus grand de Russie et pas seulement est Rusal, qui produit plus de 3 millions de tonnes de métal.
Propriétés physiques et chimiques
Les principales propriétés physiques de l’aluminium sont une conductivité thermique élevée, presque le double de celle de l’acier. De plus, il a une densité trois fois inférieure à celle du fer et du zinc. Et à tout cela, il convient d’ajouter la haute résistance du matériau. L’aluminium réagit avec de telles substances: cuivre, magnésium, silicium et autres.
Propriétés chimiques de l’aluminium :
- Formation de composés ioniques et covalents ;
- Énergie d’ionisation élevée ;
- Haute densité de charge avec des cations d’autres matériaux similaires ;
- Faible sensibilité à la corrosion ;
- Réaction avec l’oxygène, les halogènes, les non-métaux, le fluor, le soufre, l’azote, le carbone, l’eau.
Applications métalliques
L’aluminium a été largement utilisé comme matériau de structure. Ses principaux avantages sont la légèreté, la flexibilité d’emboutissage, la résistance à la corrosion, un haut niveau de conductivité thermique ou électrique et des composés non toxiques. Ce sont ces avantages qui ont conduit à son utilisation généralisée dans la production d’ustensiles de cuisine, de récipients d’emballage et de feuilles pour l’industrie alimentaire.
Parlant des défauts, il convient tout d’abord de noter la faible résistance. Par conséquent, une petite proportion de cuivre et de magnésium a été ajoutée à l’aluminium. En outre, le matériau est utilisé avec succès dans la fabrication d’électrotechnique, car sa conductivité électrique est à un niveau élevé. Le seul point négatif est la difficulté de soudure due au film d’oxyde fort.
Le métal léger est utilisé dans divers types de transport. Dans le domaine de l’aviation, c’est le principal matériau de structure. L’utilisation de l’aluminium a également affecté l’industrie de la construction navale. À l’aide d’alliages, des coques, des ponts et des équipements pour navires en sont fabriqués.
Application en tant qu’agent réducteur
L’aluminium a été utilisé avec succès comme agent réducteur. La récupération de l’aluminium des métaux est assez courante. La fusion de l’aluminium vous permet de restaurer des types de métaux rares. Il est également utilisé pour la pyrotechnie.
Types d’alliages
Pour la production de matériaux de structure, une plus grande résistance est requise. L’aluminium n’en possède pas, il est donc combiné avec d’autres éléments chimiques en plus petite quantité. Les alliages les plus courants :
- Aluminium-magnésium. Ils se caractérisent par une résistance élevée, une flexibilité, une résistance à la corrosion, une résistance aux vibrations et une soudabilité. Le pourcentage de magnésium dans les alliages ne dépasse pas 6 %.
- Aluminium-manganèse. Ils ont également une résistance, une ductilité, une résistance à la corrosion et une soudabilité élevées.
- Aluminium-cuivre. L’un des plus high-tech. Une version améliorée des aciers à faible teneur en carbone. Un inconvénient majeur est la sensibilité à la corrosion.
L’aluminium dans les bijoux
Le métal avait une valeur particulière à l’époque de Napoléon III. A cette époque, des bijoux, des boutons, de la vaisselle en étaient fabriqués. Elle a été évaluée avec l’or et l’argent. Mais la demande de bijoux en aluminium s’est rapidement estompée à mesure que de nouvelles opportunités minières se sont présentées.
Autres applications
Le métal léger est utilisé dans diverses industries, y compris l’industrie militaire. Cela s’applique généralement à la production d’armes. On connaît également son utilisation dans la technologie des fusées en tant que propulseur solide et composants combustibles.
Toxicité des métaux
Bien que l’aluminium soit très répandu dans le monde, les êtres vivants ne l’utilisent pas en raison de sa faible toxicité. Ses composés ont longtemps un effet nocif sur les personnes et les animaux. L’acétate et l’hydroxyde d’aluminium ont la plus grande influence. Ils ont un effet négatif sur le système nerveux et la fonction excrétrice du corps.
Faits intéressants sur l’aluminium
Ce métal a les caractéristiques suivantes :
- Ses composés existent non seulement sur notre planète, mais aussi sur la Lune et Mars ;
- Le corps humain contient plus de 100 mg de cette substance ;
- Le besoin quotidien en est de 2,4 mg ;
- La majeure partie de l’élément chimique se trouve dans les pommes ;
- La première barre de métal pur a été produite en 1932.
