Alüminyum yerkabuğunda en bol bulunan metallerden biridir.
Alüminyum gümüşi beyaz bir renge, hafifliğe ve yüksek elektrik iletkenliğine sahiptir. Metal 660 °C sıcaklıkta erir. Belirtilen avantajlar arasında düşük yoğunluk, oldukça yüksek mukavemet, mükemmel ısı iletkenliği ve korozyon direnci sayılabilir.
Bu nedenle, en önemli teknik metallerden biri olarak kabul edilir. Alüminyum alaşımları döküm, dövme ve diğer yöntemlerle elde edilir.
Doğada olmak
En yaygın metallerden biri alüminyumdur. Yerkabuğunun tüm kütlesinin% 8.8’ini kaplar. Bileşikleri boksit, alüminosilikatlar, korundumdur. Yerkabuğunun çoğu alüminosilikatlardan oluşur. Boksit, alüminyumun çıkarıldığı kayalardan biridir.
Doğadaki hemen hemen tüm alüminyum metalleri sadece bileşiklerde bulunur. Nadir durumlarda, saf metalik alüminyum çok küçük miktarlarda bulunur. Ana bağlantılar arasında aşağıdakilere dikkat etmek önemlidir:
- Boksitler;
- Nefelinler;
- Alunitler;
- Alümina;
- Korindon;
- Feldspatlar;
- Kaolinit;
- Beril;
- Krizoberil
Ayrıca doğal sularda florür gibi düşük toksisiteli bileşikler şeklinde bulunur. Saf alüminyum yalnızca kararlı izotop 27 AI içerir.
Alüminyum nasıl elde edilir
Alüminyum kimyasal elementini saf haliyle elde etmek oldukça zordur. Alüminyum elde etmek için onu diğer elementlerden ayırmak için birçok adımın gerçekleştirilmesi gerekecektir. Alüminyum nasıl elde edilir?
Sürecin kendisi birkaç aşamadan oluşur: boksit cevherinin öğütülmesi ve alüminanın çıkarılması, ondan son elementin elde edilmesi. Başka bir deyişle, kriyolit içinde elektrolize edilen kristalli alümina olarak adlandırılır. Erime noktası 960 – 970 °C. Bu prosedür büyük miktarda elektrik gerektirir, bu nedenle maddenin üretimi genellikle büyük ölçekli enerji santrallerinin yakınında bulunur.
Alüminyum nerede ve nasıl üretilir
Alüminyumun çıkarılması ve üretimi genellikle üç aşamadan oluşur. Birinci ve ikinci aşamalar, boksitlerin üretimi ve bunlardan alümina oluşumudur. İkincisinde, elektroliz işleminde alüminadan saf bir malzeme elde edilir. 4-5 ton alüminyum içeren cevher için 2 alümina ve 1 alüminyum vardır.
Dünyada alüminyum madenciliği diğer alüminyum cevherlerinden yapılabilir, ancak boksit en yaygın olarak kabul edilir. Temelleri alüminyum oksit ve diğer minerallerdir. Kalite, yüksek metal içeriği ile belirlenir. Toplam dünya alüminyum cevheri stoğu 18 milyar tondan fazladır. Ülkelere göre dünyadaki mevcut alüminyum üretimi göz önüne alındığında, bir yüzyıldan fazla bir süre için yeterli olmalıdır.
Boksitlerin çoğu tropikal kuşağa sahip ülkelerde bulunur. Sadece %73’ü Hindistan, Gine ve Avustralya’da. Boksitlerin çoğu Gine’de yoğunlaşmıştır. Yüksek kaliteye ve minimum mineral safsızlıklarına sahiptirler. 2014 yılındaki tahminlere göre, bu ülkeler alüminyum üretiminde lider olarak belirtilmektedir: Çin, Avustralya, Brezilya, Gine, Hindistan, Jamaika, Rusya ve Kazakistan.
Kural olarak, alüminyum madenciliği açık bir yöntemle gerçekleştirilir. Özel ekipman yardımıyla, bir sonraki işleme aşaması için taşınan yer kabuğunun bir tabakası çıkarılır. Derin cevher madenciliği noktaları var. Bunu elde etmek için mayın inşa etmelisin. En derin maden Rusya’dadır. Derinliği 1550 metredir.
Rusya, alüminyum üretimi açısından dünya sıralamasında 7. sırada yer almaktadır. Bu ülkede elliden fazla mevduat var. En eskilerinden biri, Leningrad bölgesinde bulunan Radynskoye olarak kabul edilir. Rusya’daki tüm alüminyum maden sahaları arasında Kırmızı Başlıklı Kız, Kalinskoye, Severouralsk’ta Novo-Kalinskoye ve Sverdlovsk Bölgesi’nde Cheremuzovskoye var. Ülkemiz ayrıca çok çeşitli metal üretim tesisleri ile ünlüdür. Rusya’nın en büyüğü ve sadece 3 milyon tondan fazla metal üreten Rusal değil.
Fiziksel ve kimyasal özellikler
Alüminyumun ana fiziksel özellikleri, çeliğin neredeyse iki katı olan yüksek ısı iletkenliğidir. Ayrıca demir ve çinkodan üç kat daha az yoğunluğa sahiptir. Ve tüm bunlara, malzemenin yüksek mukavemetini eklemeye değer. Alüminyum, bu tür maddelerle reaksiyona girer: bakır, magnezyum, silikon ve diğerleri.
Alüminyumun kimyasal özellikleri:
- İyonik ve kovalent bileşiklerin oluşumu;
- Yüksek iyonlaşma enerjisi;
- Diğer benzer malzemelerin katyonları ile birlikte yüksek yük yoğunluğu;
- Korozyona karşı düşük duyarlılık;
- Oksijen, halojenler, ametaller, flor, kükürt, nitrojen, karbon, su ile reaksiyon.
Metal uygulamaları
Alüminyum, yapısal bir malzeme olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Başlıca avantajları hafifliği, damgalama esnekliği, korozyon direnci, yüksek düzeyde termal veya elektriksel iletkenlik ve toksik olmayan bileşiklerdir. Gıda endüstrisi için mutfak eşyaları, ambalaj kapları ve folyo üretiminde yaygın olarak kullanılmasına yol açan bu avantajlardır.
Eksikliklerden bahsetmişken, her şeyden önce düşük mukavemete dikkat etmeliyiz. Bu nedenle, alüminyuma az miktarda bakır ve magnezyum eklenmiştir. Ayrıca malzeme, elektrik iletkenliği yüksek seviyede olduğu için elektrik mühendisliği imalatında başarıyla kullanılmaktadır. Tek olumsuz, güçlü oksit filmi nedeniyle lehimlemenin zorluğudur.
Hafif metal çeşitli taşıma türlerinde kullanılmaktadır. Havacılık alanında ana yapısal malzemedir. Alüminyum kullanımı gemi inşa endüstrisini de etkiledi. Alaşımların yardımıyla gemiler için tekneler, güverteler ve ekipmanlar ondan üretilir.
İndirgeyici madde olarak uygulama
Alüminyum, indirgeyici ajan olarak başarıyla kullanılmıştır. Metallerin alüminyum geri kazanımı oldukça yaygındır. Alüminyum eritme, nadir bulunan metal türlerini geri yüklemenizi sağlar. Ayrıca piroteknik için kullanılır.
Alaşım türleri
Yapı malzemelerinin üretimi için daha fazla mukavemet gereklidir. Alüminyum buna sahip değildir, bu nedenle diğer kimyasal elementlerle daha az miktarda birleştirilir. En yaygın alaşımlar:
- Alüminyum-magnezyum. Yüksek mukavemet, esneklik, korozyon direnci, titreşim direnci ve kaynaklanabilirlik ile karakterize edilirler. Alaşımlardaki magnezyum yüzdesi %6’dan fazla değildir.
- Alüminyum-manganez. Ayrıca yüksek mukavemete, sünekliğe, korozyon direncine ve kaynaklanabilirliğe sahiptirler.
- Alüminyum-bakır. En yüksek teknolojilerden biri. Düşük karbonlu çeliklerin geliştirilmiş bir versiyonu. Önemli bir dezavantaj, korozyona yatkınlıktır.
Mücevherlerde alüminyum
Napolyon III döneminde metal özel bir değere sahipti. O zamanlar ondan mücevherler, düğmeler, tabaklar yapıldı. Altın ve gümüşle birlikte değerlendirildi. Ancak yeni madencilik fırsatları ortaya çıktıkça alüminyum mücevherlere olan talep hızla azaldı.
Diğer uygulamalar
Hafif metal, askeri sanayi de dahil olmak üzere çeşitli endüstrilerde kullanılmaktadır. Bu genellikle silah üretimi için geçerlidir. Ayrıca roket teknolojisinde katı itici ve yanıcı bileşenler olarak kullanımı da bilinmektedir.
Metal toksisitesi
Alüminyum dünyada çok yaygın olmasına rağmen, düşük toksisitesinden dolayı canlılar onu kullanmazlar. Bileşikleri uzun süre insanlar ve hayvanlar üzerinde zararlı bir etkiye sahiptir. Asetat ve alüminyum hidroksit en büyük etkiye sahiptir. Sinir sistemi ve vücudun boşaltım işlevi üzerinde olumsuz etkileri vardır.
Alüminyum hakkında ilginç gerçekler
Bu metal aşağıdaki özelliklere sahiptir:
- Bileşikleri yalnızca gezegenimizde değil, Ay ve Mars’ta da bulunur;
- İnsan vücudunda bu maddeden 100 mg’dan fazla bulunur;
- Günlük gereksinim 2,4 mg’dır;
- Kimyasal elementin çoğu elmalarda bulunur;
- İlk saf metal çubuk 1932’de üretildi.
