एल्यूमिनियम पृथ्वी की पपड़ी में सबसे प्रचुर धातुओं में से एक है।
एल्यूमीनियम में एक चांदी-सफेद रंग, हल्का वजन और उच्च विद्युत चालकता होती है। धातु 660 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर पिघलती है। नोट किए गए लाभों में कम घनत्व, काफी उच्च शक्ति, उत्कृष्ट तापीय चालकता और संक्षारण प्रतिरोध हैं।
इस कारण इसे सबसे महत्वपूर्ण तकनीकी धातुओं में से एक माना जाता है। एल्यूमीनियम मिश्र धातु कास्टिंग, गढ़ा और अन्य तरीकों से प्राप्त की जाती है।
स्वभाव में रहना
सबसे आम धातुओं में से एक एल्यूमीनियम है। यह पृथ्वी की पपड़ी के पूरे द्रव्यमान का 8.8% भाग घेरता है। इसके यौगिक बॉक्साइट, एल्युमिनोसिलिकेट्स, कोरन्डम हैं। पृथ्वी की अधिकांश पपड़ी एल्युमिनोसिलिकेट्स से बनी है। बॉक्साइट उन चट्टानों में से एक है जिससे एल्युमिनियम निकाला जाता है।
प्रकृति में लगभग सभी एल्युमिनियम धातु केवल यौगिकों में ही पाई जाती है। दुर्लभ मामलों में, शुद्ध धातु एल्यूमीनियम बहुत कम मात्रा में पाया जाता है। मुख्य कनेक्शनों में से यह निम्नलिखित पर ध्यान देने योग्य है:
- बॉक्साइट्स;
- नेफेलिन्स;
- अलुनाइट्स;
- एल्यूमिना;
- कोरंडम;
- फेल्डस्पार;
- काओलाइट;
- बेरिल;
- क्राइसोबेरील
यह प्राकृतिक जल में फ्लोराइड जैसे कम विषाक्तता वाले यौगिकों के रूप में भी पाया जाता है। शुद्ध एल्यूमीनियम में केवल स्थिर आइसोटोप 27 AI होता है।
एल्यूमीनियम कैसे प्राप्त होता है
एल्युमीनियम का रासायनिक तत्व अपने शुद्ध रूप में प्राप्त करना काफी कठिन है। एल्यूमीनियम प्राप्त करने के लिए, इसे अन्य तत्वों से अलग करने के लिए कई कदम उठाने होंगे। एल्यूमीनियम कैसे प्राप्त किया जाता है?
प्रक्रिया में ही कई चरण होते हैं: बॉक्साइट अयस्क को पीसना और एल्यूमिना का निष्कर्षण, इससे अंतिम तत्व प्राप्त करना। दूसरे शब्दों में, इसे क्रिस्टलीय एल्यूमिना कहा जाता है, जो क्रायोलाइट में इलेक्ट्रोलाइज्ड होता है। गलनांक 960 – 970 डिग्री सेल्सियस। इस प्रक्रिया के लिए बड़ी मात्रा में बिजली की आवश्यकता होती है, इसलिए पदार्थ का उत्पादन अक्सर बड़े पैमाने पर बिजली संयंत्रों के पास स्थित होता है।
एल्यूमीनियम का उत्पादन कहां और कैसे होता है
एल्यूमीनियम के निष्कर्षण और उत्पादन में आम तौर पर तीन चरण होते हैं। पहले और दूसरे चरण में बॉक्साइट का उत्पादन और उनसे एल्युमिना का निर्माण होता है। उत्तरार्द्ध में, इलेक्ट्रोलिसिस की प्रक्रिया में एल्यूमिना से एक शुद्ध सामग्री प्राप्त की जाती है। 4-5 टन एल्यूमीनियम युक्त अयस्क के लिए, 2 एल्यूमिना और 1 एल्यूमीनियम होता है।
दुनिया में एल्यूमीनियम का खनन अन्य एल्यूमीनियम अयस्कों से किया जा सकता है, लेकिन बॉक्साइट को सबसे आम माना जाता है। उनका आधार एल्यूमीनियम ऑक्साइड और अन्य खनिज हैं। गुणवत्ता उच्च धातु सामग्री द्वारा निर्धारित की जाती है। एल्यूमीनियम अयस्कों का कुल विश्व भंडार 18 अरब टन से अधिक है। दुनिया में एल्युमीनियम के वर्तमान उत्पादन को देखते हुए, यह एक सदी से अधिक के लिए पर्याप्त होना चाहिए।
अधिकांश बॉक्साइट उष्णकटिबंधीय बेल्ट वाले देशों में पाए जाते हैं। केवल 73% भारत, गिनी और ऑस्ट्रेलिया में हैं। अधिकांश बॉक्साइट गिनी में केंद्रित हैं। उनके पास उच्च गुणवत्ता और न्यूनतम खनिज अशुद्धियाँ हैं। 2014 के अनुमानों के अनुसार, ऐसे देशों को एल्यूमीनियम उत्पादन में अग्रणी माना जाता है: चीन, ऑस्ट्रेलिया, ब्राजील, गिनी, भारत, जमैका, रूस और कजाकिस्तान।
एक नियम के रूप में, एल्यूमीनियम खनन एक खुली विधि द्वारा किया जाता है। विशेष उपकरणों की मदद से, पृथ्वी की पपड़ी की एक परत हटा दी जाती है, जिसे प्रसंस्करण के अगले चरण के लिए ले जाया जाता है। गहरे अयस्क खनन बिंदु हैं। इसे पाने के लिए आपको खदानें बनानी होंगी। सबसे गहरी खदान रूस में है। इसकी गहराई 1550 मीटर है।
एल्युमीनियम उत्पादन के मामले में रूस विश्व रैंकिंग में सातवें स्थान पर है। इस देश में पचास से अधिक जमाकर्ता हैं। लेनिनग्राद क्षेत्र में स्थित रेडिनस्कॉय सबसे पुराने में से एक माना जाता है। रूस में सभी एल्यूमीनियम खनन स्थलों में, लिटिल रेड राइडिंग हूड, कालिन्सकोय, सेवरौरलस्क में नोवो-कलिन्सकोय और सेवरडलोव्स्क क्षेत्र में चेरेमुज़ोवस्कॉय हैं। हमारा देश विभिन्न प्रकार के धातु निर्माण संयंत्रों के लिए भी प्रसिद्ध है। रूस में सबसे बड़ा और न केवल रुसल है, जो 3 मिलियन टन से अधिक धातु का उत्पादन करता है।
भौतिक और रासायनिक गुण
एल्यूमीनियम के मुख्य भौतिक गुण उच्च तापीय चालकता हैं, जो स्टील से लगभग दोगुना है। इसके अलावा, इसका घनत्व लोहे और जस्ता की तुलना में तीन गुना कम है। और यह सब सामग्री की उच्च शक्ति को जोड़ने के लायक है। एल्यूमीनियम ऐसे पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया करता है: तांबा, मैग्नीशियम, सिलिकॉन और अन्य।
एल्यूमीनियम के रासायनिक गुण:
- आयनिक और सहसंयोजक यौगिकों का निर्माण;
- उच्च आयनीकरण ऊर्जा;
- अन्य समान सामग्रियों के धनायनों के साथ उच्च चार्ज घनत्व;
- जंग के लिए कम संवेदनशीलता;
- ऑक्सीजन, हैलोजन, अधातु, फ्लोरीन, सल्फर, नाइट्रोजन, कार्बन, पानी के साथ अभिक्रिया।
धातु अनुप्रयोग
एल्यूमीनियम का व्यापक रूप से एक संरचनात्मक सामग्री के रूप में उपयोग किया गया है। इसके मुख्य लाभ हल्के वजन, मुद्रांकन लचीलापन, संक्षारण प्रतिरोध, उच्च स्तर की तापीय या विद्युत चालकता और गैर विषैले यौगिक हैं। इन लाभों के कारण खाद्य उद्योग के लिए रसोई के बर्तन, पैकेजिंग कंटेनर और पन्नी के उत्पादन में इसका व्यापक उपयोग हुआ है।
कमियों के बारे में बोलते हुए, हमें सबसे पहले कम ताकत पर ध्यान देना चाहिए। इसलिए, एल्यूमीनियम में तांबा और मैग्नीशियम का एक छोटा सा अनुपात जोड़ा गया था। इसके अलावा, विद्युत इंजीनियरिंग के निर्माण में सामग्री का सफलतापूर्वक उपयोग किया जाता है, क्योंकि इसकी विद्युत चालकता उच्च स्तर पर होती है। एकमात्र नकारात्मक मजबूत ऑक्साइड फिल्म के कारण सोल्डरिंग की कठिनाई है।
हल्की धातु का उपयोग विभिन्न प्रकार के परिवहन में किया जाता है। विमानन के क्षेत्र में, यह मुख्य संरचनात्मक सामग्री है। एल्यूमीनियम के उपयोग ने जहाज निर्माण उद्योग को भी प्रभावित किया। मिश्र धातुओं की मदद से जहाजों के लिए पतवार, डेक और उपकरण का उत्पादन किया जाता है।
कम करने वाले एजेंट के रूप में आवेदन
एल्युमिनियम का सफलतापूर्वक एक कम करने वाले एजेंट के रूप में उपयोग किया गया है। धातुओं की एल्युमिनियम रिकवरी काफी सामान्य है। एल्यूमीनियम को गलाने से आप दुर्लभ प्रकार की धातुओं को बहाल कर सकते हैं। इसका उपयोग आतिशबाज़ी बनाने में भी किया जाता है।
मिश्र धातुओं के प्रकार
संरचनात्मक सामग्री के उत्पादन के लिए अधिक ताकत की आवश्यकता होती है। एल्यूमीनियम में ऐसा नहीं होता है, इसलिए इसे अन्य रासायनिक तत्वों के साथ कम मात्रा में जोड़ा जाता है। सबसे आम मिश्र:
- एल्यूमीनियम-मैग्नीशियम। वे उच्च शक्ति, लचीलापन, संक्षारण प्रतिरोध, कंपन प्रतिरोध और वेल्डेबिलिटी द्वारा विशेषता हैं। मिश्र धातुओं में मैग्नीशियम का प्रतिशत 6% से अधिक नहीं है।
- एल्यूमीनियम-मैंगनीज। उनके पास उच्च शक्ति, लचीलापन, संक्षारण प्रतिरोध और वेल्डेबिलिटी भी है।
- एल्यूमीनियम-तांबा। सबसे उच्च तकनीक में से एक। कम कार्बन स्टील्स का एक उन्नत संस्करण। एक महत्वपूर्ण नुकसान जंग के लिए संवेदनशीलता है।
आभूषणों में एल्यूमीनियम
नेपोलियन III के समय में धातु का विशेष महत्व था। उस समय इससे गहने, बटन, बर्तन बनाए जाते थे। उसका मूल्यांकन सोने और चांदी के साथ किया गया था। लेकिन खनन के नए अवसर पैदा होते ही एल्युमीनियम के आभूषणों की मांग तेजी से फीकी पड़ गई।
अन्य एप्लिकेशन
सैन्य उद्योग सहित विभिन्न उद्योगों में हल्की धातु का उपयोग किया जाता है। यह आमतौर पर हथियारों के उत्पादन पर लागू होता है। रॉकेट प्रौद्योगिकी में ठोस प्रणोदक और दहनशील घटकों के रूप में इसका उपयोग भी जाना जाता है।
धातु विषाक्तता
हालांकि दुनिया में एल्युमीनियम बहुत आम है, लेकिन इसकी कम विषाक्तता के कारण जीवित चीजें इसका उपयोग नहीं करती हैं। लंबे समय तक इसके यौगिकों का लोगों और जानवरों पर हानिकारक प्रभाव पड़ता है। एसीटेट और एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड का सबसे बड़ा प्रभाव है। उनका तंत्रिका तंत्र और शरीर के उत्सर्जन कार्य पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है।
एल्यूमीनियम के बारे में रोचक तथ्य
इस धातु में निम्नलिखित विशेषताएं हैं:
- इसके यौगिक न केवल हमारे ग्रह पर, बल्कि चंद्रमा और मंगल पर भी मौजूद हैं;
- मानव शरीर में इस पदार्थ की मात्रा 100 मिलीग्राम से अधिक है;
- इसकी दैनिक आवश्यकता 2.4 मिलीग्राम है;
- अधिकांश रासायनिक तत्व सेब में पाए जाते हैं;
- शुद्ध धातु की पहली छड़ 1932 में बनाई गई थी।
