アルミニウムは、地球の地殻で最も豊富な金属の1つです。
アルミニウムは銀白色で、軽量で導電性が高いです。金属は660°Cの温度で溶けます。記載されている利点の中には、低密度、かなり高い強度、優れた熱伝導率、および耐食性があります。
このため、最も重要なテクニカルメタルの1つと見なされています。アルミニウム合金は、鋳造、鍛造、その他の方法で得られます。
この金属は、ローマ皇帝ティベリウスの時代に最初に言及されました。これが神話なのか真実なのかはわかりませんが、支配者には、視覚的に銀に似た非常に軽い金属で作られたボウルが提示されました。新しい材料が国庫にある金と銀の価値を下げることを恐れて、彼は発明者を処刑し、アルミニウムの作品を破壊しました。彼らは、1年半後に再び軽い銀色の金属について話し始めました。有名なドイツの医師でありテスターでもあるパラケルススフォンホーエンハイムは、ミョウバンの地球を研究する過程でアルミニウムを発見しました。当時はアルミナと呼ばれていました。
自然の中にいる
最も一般的な金属の1つはアルミニウムです。それは地球の地殻の全質量の8.8％を占めています。その化合物は、ボーキサイト、アルミノケイ酸塩、コランダムです。地球の地殻のほとんどはアルミノケイ酸塩でできています。ボーキサイトは、アルミニウムが抽出される岩石の1つです。
自然界のほとんどすべてのアルミニウム金属は、化合物にのみ含まれています。 まれに、純粋な金属アルミニウムがごく少量しか見つかりません。 主な接続の中で、次の点に注意する価値があります。
- ボーキサイト;
- ネフェリン;
- 明礬石;
- アルミナ;
- コランダム;
- 長石;
- カオリナイト;
- ベリル;
- クリソベリル
また、フッ化物などの低毒性化合物の形で天然水中に見られます。 純アルミニウムには、安定同位体27AIのみが含まれています。
アルミニウムの入手方法
化学元素のアルミニウムは、純粋な形で入手するのは非常に困難です。 アルミニウムを得るには、他の元素からアルミニウムを分離するために多くのステップを実行する必要があります。 アルミニウムはどのようにして入手されますか？
プロセス自体は、ボーキサイト鉱石の粉砕とアルミナの抽出、それから最終元素を取得するといういくつかの段階で構成されています。言い換えれば、それは結晶性アルミナと呼ばれ、氷晶石中で電気分解されます。融点960-970°C。この手順は大量の電力を必要とするため、物質の生産は大規模な発電所の近くで行われることがよくあります。
アルミニウムはどこでどのように生産されていますか
アルミニウムの抽出と製造は、一般的に3つの段階で構成されます。第1段階と第2段階は、ボーキサイトの製造とそれらからのアルミナの形成です。後者では、電気分解の過程でアルミナから純粋な材料が得られます。 4〜5トンのアルミニウム含有鉱石には、2つのアルミナと1つのアルミニウムがあります。
世界のアルミニウム採掘は他のアルミニウム鉱石から作ることができますが、ボーキサイトが最も一般的であると考えられています。それらの基礎は酸化アルミニウムと他の鉱物です。品質は高い金属含有量によって決定されます。アルミニウム鉱石の世界の総在庫は180億トン以上です。国別の世界でのアルミニウムの現在の生産を考えると、それは1世紀以上の間十分であるはずです。
ボーキサイトのほとんどは、熱帯帯のある国で見られます。インド、ギニア、オーストラリアには73％しかいません。ほとんどのボーキサイトはギニアに集中しています。それらは高品質でミネラル不純物が最小限です。 2014年の推定によると、中国、オーストラリア、ブラジル、ギニア、インド、ジャマイカ、ロシア、カザフスタンなど、アルミニウム生産のリーダーとして注目されています。
原則として、アルミニウムの採掘はオープンな方法で行われます。特別な装置の助けを借りて、地殻の層が取り除かれ、それは次の処理段階のために輸送されます。深い鉱石採掘ポイントがあります。それを取得するには、地雷を構築する必要があります。最も深い鉱山はロシアにあります。その深さは1550メートルです。
ロシアはアルミニウム生産で世界ランキング7位です。この国には50以上の預金があります。最も古いものの1つは、レニングラード地域にあるRadynskoyeと見なされます。ロシアのすべてのアルミニウム採掘現場の中には、赤ずきん、カリンスコエ、セヴェロウラリスクのノボカリンスコエ、スヴェルドロフスク地域のチェレムゾフスコエがあります。私たちの国は、多種多様な金属製造工場でも有名です。ロシアで最大であり、300万トン以上の金属を生産するルサールだけではありません。
物理的および化学的性質
アルミニウムの主な物性は、鋼のほぼ2倍の高い熱伝導率です。また、鉄や亜鉛の3分の1の密度です。そして、これらすべてに、材料の高強度を追加する価値があります。アルミニウムは、銅、マグネシウム、シリコンなどの物質と反応します。
アルミニウムの化学的性質：
- イオン性および共有結合性化合物の形成;
- 高いイオン化エネルギー;
- 他の同様の材料の陽イオンとともに高い電荷密度;
- 腐食に対する感受性が低い;
- 酸素、ハロゲン、非金属、フッ素、硫黄、窒素、炭素、水との反応。
金属アプリケーション
アルミニウムは構造材料として広く使用されています。その主な利点は、軽量、スタンピングの柔軟性、耐食性、高レベルの熱伝導性または電気伝導性、および無毒の化合物です。これらの利点が、食品業界向けの台所用品、包装容器、ホイルの製造に広く使用されるようになりました。
欠点について言えば、まず最初に強度が低いことに注意する必要があります。そのため、アルミニウムに少量の銅とマグネシウムを添加しました。また、導電率が高いため、電気工学の製造にも使用されています。唯一の欠点は、強い酸化膜によるはんだ付けの難しさです。
軽金属はさまざまな種類の輸送に使用されます。航空の分野では、それが主要な構造材料です。アルミニウムの使用も造船業界に影響を及ぼしました。合金の助けを借りて、船体、甲板、船の設備がそこから製造されます。
還元剤としての用途
アルミニウムは還元剤として首尾よく使用されてきました。金属のアルミニウム回収は非常に一般的です。アルミニウムを製錬することで、希少な種類の金属を復元することができます。また、花火にも使用されます。
合金の種類
構造材料の製造には、より高い強度が必要です。アルミニウムはそのようなものを持っていないので、他の化学元素と少量で結合します。最も一般的な合金：
- アルミニウム-マグネシウム。それらは、高強度、柔軟性、耐食性、耐振動性、および溶接性を特徴としています。合金中のマグネシウムの割合は6％以下です。
- アルミニウムマンガン。また、高強度、延性、耐食性、溶接性も備えています。
- アルミニウム-銅。最もハイテクの1つ。低炭素鋼の改良版。重大な欠点は腐食しやすいことです。
ジュエリーのアルミニウム
ナポレオン3世の時代、金属は特に価値がありました。当時、ジュエリー、ボタン、皿はそれから作られていました。彼女は金と銀と一緒に評価されました。しかし、新しい採掘の機会が生まれたため、アルミニウム宝飾品の需要は急速に衰退しました。
その他のアプリケーション
軽金属は、軍需産業を含むさまざまな産業で使用されています。これは通常、武器の生産に適用されます。また、固体推進剤および可燃性部品としてのロケット技術での使用も知られています。
金属中毒
アルミニウムは世界で非常に一般的ですが、毒性が低いため、生物はアルミニウムを使用していません。その化合物は長い間、人や動物に有害な影響を及ぼします。酢酸塩と水酸化アルミニウムが最も大きな影響を及ぼします。それらは神経系と体の排泄機能に悪影響を及ぼします。
アルミニウムに関する興味深い事実
この金属には次の特徴があります。
- その化合物は私たちの惑星だけでなく、月や火星にも存在します。
- 人体には100mg以上のこの物質が含まれています;
- 1日あたりの必要量は2.4mgです;
- 化学元素のほとんどはリンゴに含まれています;
- 純金属の最初の棒は1932年に製造されました。
