알루미늄은 지각에서 가장 풍부한 금속 중 하나입니다.
알루미늄은 은백색이며 가볍고 전기 전도성이 높습니다. 금속은 660 °C의 온도에서 녹습니다. 언급된 장점 중에는 저밀도, 상당히 높은 강도, 우수한 열전도성 및 내식성이 있습니다.
이 때문에 가장 중요한 기술 금속 중 하나로 간주됩니다. 알루미늄 합금은 주조, 단조 및 기타 방법으로 얻습니다.
자연 속에 있기
가장 일반적인 금속 중 하나는 알루미늄입니다. 그것은 지각 전체 질량의 8.8%를 차지합니다. 그 화합물은 보크사이트, 알루미노실리케이트, 커런덤입니다. 지각의 대부분은 알루미노실리케이트로 구성되어 있습니다. 보크사이트는 알루미늄이 추출되는 암석 중 하나입니다.
자연의 거의 모든 알루미늄 금속은 화합물에서만 발견됩니다. 드문 경우지만 순수한 금속 알루미늄은 매우 소량으로 발견됩니다. 주요 연결 중 다음 사항에 주목할 가치가 있습니다.
- 보크사이트;
- 네펠린;
- 동창회;
- 알루미나;
- 커런덤;
- 장석;
- 카올리나이트;
- 베릴;
- 크리소베릴
그것은 또한 불소와 같은 저독성 화합물의 형태로 자연수에서 발견됩니다. 순수한 알루미늄에는 안정 동위원소 27 AI만 포함되어 있습니다.
알루미늄을 얻는 방법
화학 원소 알루미늄은 순수한 형태로 얻기가 매우 어렵습니다. 알루미늄을 얻으려면 다른 요소와 분리하기 위해 많은 단계를 수행해야 합니다. 알루미늄은 어떻게 얻습니까?
공정 자체는 보크사이트 광석의 연삭 및 알루미나 추출, 이로부터 최종 요소를 얻는 여러 단계로 구성됩니다. 즉, 빙정석에서 전기분해되는 결정성 알루미나라고 합니다. 녹는점 960 – 970 °C. 이 절차는 많은 양의 전기를 필요로 하므로 물질의 생산이 대규모 발전소 근처에 위치하는 경우가 많습니다.
알루미늄은 어디서 어떻게 생산되는가
알루미늄의 추출 및 생산은 일반적으로 3단계로 구성됩니다. 첫 번째 및 두 번째 단계는 보크사이트의 생산과 그로부터 알루미나의 형성입니다. 후자에서는 전기 분해 과정에서 알루미나에서 순수한 물질을 얻습니다. 4~5톤의 알루미늄 함유 광석에는 2개의 알루미나와 1개의 알루미늄이 있습니다.
세계의 알루미늄 채광은 다른 알루미늄 광석으로 만들 수 있지만 보크사이트가 가장 일반적인 것으로 간주됩니다. 그들의 기초는 산화 알루미늄 및 기타 광물입니다. 품질은 높은 금속 함량에 의해 결정됩니다. 알루미늄 광석의 세계 총 재고량은 180억 톤 이상입니다. 현재 세계의 국가별 알루미늄 생산량을 감안할 때 1세기 이상은 충분할 것입니다.
보크사이트의 대부분은 열대 지대가 있는 국가에서 발견됩니다. 73%만이 인도, 기니, 호주에 있습니다. 대부분의 보크사이트는 기니에 집중되어 있습니다. 그들은 고품질과 최소한의 미네랄 불순물을 가지고 있습니다. 2014년 추정치에 따르면 중국, 호주, 브라질, 기니, 인도, 자메이카, 러시아 및 카자흐스탄과 같은 국가가 알루미늄 생산의 선두 주자로 알려져 있습니다.
일반적으로 알루미늄 채광은 공개 방식으로 수행됩니다. 특수 장비의 도움으로 지각의 층이 제거되어 다음 처리 단계를 위해 운송됩니다. 깊은 광석 채광 지점이 있습니다. 그것을 얻으려면 광산을 건설해야 합니다. 가장 깊은 광산은 러시아에 있습니다. 깊이는 1550m입니다.
러시아는 알루미늄 생산 측면에서 세계 7위입니다. 이 나라에는 50개 이상의 예금이 있습니다. 가장 오래된 것 중 하나는 Leningrad 지역에 위치한 Radynskoye로 간주됩니다. 러시아의 모든 알루미늄 광산 현장에는 빨간망토, 칼린스코예, 세베로랄스크의 노보칼린스코예, 스베르들로프스크 지역의 체레무조프스코예가 있다. 우리 나라는 또한 다양한 금속 제조 공장으로 유명합니다. 러시아에서 가장 큰 공장은 300만 톤 이상의 금속을 생산하는 루살(Rusal)뿐입니다.
물리적 및 화학적 특성
알루미늄의 주요 물리적 특성은 강철의 거의 두 배인 높은 열전도율입니다. 또한 철, 아연에 비해 밀도가 3배나 낮습니다. 그리고 이 모든 것에 재료의 높은 강도를 추가할 가치가 있습니다. 알루미늄은 구리, 마그네슘, 실리콘 등의 물질과 반응합니다.
알루미늄의 화학적 성질:
- 이온 및 공유 화합물의 형성;
- 높은 이온화 에너지
- 다른 유사한 물질의 양이온과 함께 높은 전하 밀도,
- 낮은 부식 민감성
- 산소, 할로겐, 비금속, 불소, 황, 질소, 탄소, 물과의 반응
금속 애플리케이션
알루미늄은 구조 재료로 널리 사용되었습니다. 주요 장점은 경량, 스탬핑 유연성, 내식성, 높은 수준의 열 또는 전기 전도성 및 무독성 화합물입니다. 식품 산업을 위한 주방 용품, 포장 용기 및 호일 생산에 널리 사용되는 것은 이러한 장점입니다.
단점에 대해 말하면 우선 낮은 강도에 주목해야 합니다. 따라서 소량의 구리와 마그네슘이 알루미늄에 첨가되었습니다. 또한 전기 전도성이 높은 수준이므로 전기 공학 제조에 성공적으로 사용됩니다. 유일한 단점은 강한 산화 피막으로 인한 납땜의 어려움입니다.
경금속은 다양한 유형의 운송에 사용됩니다. 항공 분야에서는 주요 구조 재료입니다. 알루미늄의 사용은 조선 산업에도 영향을 미쳤습니다. 합금의 도움으로 선박용 선체, 데크 및 장비가 생산됩니다.
환원제로의 적용
알루미늄은 환원제로 성공적으로 사용되었습니다. 금속의 알루미늄 회수는 매우 일반적입니다. 알루미늄을 제련하면 희귀 유형의 금속을 복원할 수 있습니다. 불꽃놀이에도 사용됩니다.
합금의 종류
구조재를 생산하기 위해서는 더 큰 강도가 필요합니다. 알루미늄에는 그러한 성질이 없으므로 다른 화학 원소와 결합하는 양이 적습니다. 가장 일반적인 합금:
- 알루미늄-마그네슘. 고강도, 유연성, 내식성, 내진동성 및 용접성이 특징입니다. 합금에서 마그네슘의 비율은 6%를 넘지 않습니다.
- 알루미늄-망간. 그들은 또한 높은 강도, 연성, 내식성 및 용접성을 가지고 있습니다.
- 알루미늄-구리. 가장 첨단 기술 중 하나입니다. 저탄소강의 개선된 버전. 심각한 단점은 부식에 취약하다는 것입니다.
장신구의 알루미늄
금속은 나폴레옹 3세 시대에 특히 가치가 있었습니다. 그 당시 보석, 단추, 접시가 만들어졌습니다. 그녀는 금과 은과 함께 평가되었습니다. 그러나 알루미늄 보석에 대한 수요는 새로운 채광 기회가 생겨나면서 빠르게 사라졌습니다.
기타 애플리케이션
경금속은 군사 산업을 비롯한 다양한 산업 분야에서 사용됩니다. 이것은 일반적으로 무기 생산에 적용됩니다. 또한 로켓 기술에서 고체 추진제 및 가연성 구성 요소로 사용되는 것으로 알려져 있습니다.
금속 독성
알루미늄은 세계적으로 매우 흔하지만 독성이 낮기 때문에 생물은 사용하지 않습니다. 그 화합물은 오랫동안 사람과 동물에게 해로운 영향을 미칩니다. 아세테이트와 수산화알루미늄이 가장 큰 영향을 미칩니다. 그들은 신경계와 신체의 배설 기능에 부정적인 영향을 미칩니다.
알루미늄에 대한 흥미로운 사실
이 금속에는 다음과 같은 기능이 있습니다.
- 그 화합물은 우리 행성뿐만 아니라 달과 화성에도 존재합니다.
- 인체에는 이 물질이 100mg 이상 함유되어 있습니다.
- 일일 요구량은 2.4mg입니다.
- 대부분의 화학 원소는 사과에서 발견됩니다.
- 1932년에 최초의 순수 금속 막대가 생산되었습니다.
