Co je hliník?

Hliník je jedním z nejpoužívanějších neželezných kovů na světě, od plechovek na limonádu po nárazníky automobilů, a má i léčivé vlastnosti.

Hlavním zdrojem oxidu hlinitého je bauxit, těžební nerost. Tento proces, nazývaný "tavení bauxitu", získává tento oxid z rudy.

Je to přirozený prvek

Hliník je jedním z nejrozšířenějších prvků, který je obsažen v mnoha výrobcích od nápojových plechovek přes fólie, kuchyňské náčiní, okenní rámy až po součásti letadel. Vlastnosti hliníku umožňují jeho měkkost, lehkost, tažnost, odolnost proti korozi a netoxické vlastnosti ho činí ekonomickým a univerzálním - snadno se tvaruje do složitých tvarů odléváním nebo obráběním; jeho kujnost ho řadí na druhé místo ze všech kovů, zatímco jeho tažnost na šesté místo ze všech; navíc jeho schopnost snadno se kombinovat tvoří různé slitiny a vytvářet nové slitiny z jiných kovů činí z hliníku jeden z nejuniverzálnějších prvků současnosti!

Hliník má atomové číslo 13 a nachází se ve třinácté periodě periodické tabulky prvků. Jako kov po přechodu se třemi valenčními elektrony je hliník chemicky poměrně reaktivní a při okolní teplotě pevný; jeho vodivost mu umožňuje účinně sloužit potřebám tepla i elektřiny; navíc je dobrým izolantem proti korozi; čistý hliník se jeví jako měkký a stříbřitý a přirozeně odolává oxidaci vzduchem, která na jeho povrchu vytváří ochranné vrstvy oxidů.

Hliník je známý již od dob starověkého Egypta a Mezopotámie, kde se používal v barvivech a lešticích prostředcích pro zvýraznění barev. Plinius Starší o jeho použití psal ve své encyklopedii již v roce 2 n. l.

Ačkoli byl hliník vědcům znám již dlouho, jeho masová těžba začala až v 19. století. Hans Christian Oersted vyrobil v roce 1825 malé množství roztoku síranu hlinito-draselného elektrolýzou; Humphrey Davy tento nový prvek nejprve pojmenoval "alumium", později ho změnil na hliník; nakonec v roce 1925 Americká chemická společnost tento název pro tento kov oficiálně přijala.

Hliník se v přírodě nevyskytuje jako samostatný prvek, ale lze ho nalézt vázaný na jiné prvky v minerálech a horninách, například v bauxitové rudě, která se na něj těží. Čistý hliník je příliš reaktivní pro použití v přírodě, ale snadno se spojuje s kyslíkem a dalšími prvky, které se nacházejí v zemské kůře.

Jedná se o kov

Hliník s atomovým číslem 13 je jedním ze tří nejrozšířenějších prvků na Zemi. Díky nízké hustotě a vynikajícím mechanickým vlastnostem a odolnosti proti korozi se hliník široce používá jak v průmyslu, tak jako součást výrobků pro domácnost nebo předmětů pro domácnost, jako jsou vozidla, vlaky a letadla.

Čistý hliník je v přírodě těžko dostupný, protože reaguje s kyslíkem za vzniku sloučeniny oxidu hlinitého, takže získávání hliníku vyžaduje těžbu bauxitu ze země a jeho zpracování pomocí drtičů bauxitu před rozdrcením a smícháním s hlínou a oxidem křemičitým pro zahřátí v peci a následnou filtraci za vzniku roztaveného oxidu hlinitého, který slouží jako surovina pro různé výrobky.

Z hliníku lze pak vyrobit čistý hliník. Tato forma neobsahuje žádné legující prvky a má nízký obsah nečistot; lze ji nalézt v mnoha slitinách včetně plátovaného hliníku. Čistý hliník je důležitou složkou potravinářských obalů a kuchyňského náčiní a díky svým lehkým pevnostním vlastnostem se také hojně využívá v automobilovém a leteckém průmyslu.

Existuje až 100 různých slitin hliníku, z nichž každá je přizpůsobena specifickým požadavkům průmyslu. Jejich škála sahá od tepelně zpracovaných a svařitelných slitin přes tepelné zpracování, svařování nebo metody bez tepelného zpracování; všechny začínají jako takto zpracovaný bauxit a nakonec obsahují prvky křemíku a hořčíku, aby vytvořily pevnější slitiny schopné odolávat vysokým teplotám; mezi nimi jsou 6xxx a 7xxx, které se často používají při výrobě komerčních letadel.

Hliník je neuvěřitelně flexibilní kov, který lze použít v dopravě, stavebnictví, stavebnictví, výrobě a letectví. Díky snadné opracovatelnosti, odolnosti proti korozi a nízké hmotnosti je hliník ideální pro použití v dopravních prostředcích, kde snižuje spotřebu paliva a emise uhlíku; pro balení nápojů a potravin se používá jako střešní krytina pro okna a díky své nízké hmotnosti je vhodný i pro výrobu leteckých komponentů.

Jedná se o slitinu

Hliník je prvek, který lze kombinovat s jinými prvky a vytvářet z něj slitiny, které jsou nedílnou součástí moderního života, od plechovek na limonádu a letadel až po automobily a plechovky na limonádu. Měkká struktura a nedostatečná pevnost hliníku jej činí nevhodným pro některé aplikace, ale po slití s jinými kovy se stává mnohem pevnějším. Jedna taková slitina, 7075, je oblíbená mezi vojenskými řemesly díky poměru pevnosti a hmotnosti ve srovnání s ocelí; navíc poskytuje vynikající odolnost proti únavě a obrobitelnost, což z ní činí vynikající volbu. Také další hliníkové slitiny, jako je řada 6000, se mohou pochlubit úžasnými vlastnostmi v oblasti pevnosti a odolnosti proti korozi.

V rámci procesu výroby hliníku je třeba nejprve odstranit nečistoty z bauxitové suroviny pomocí chemických roztoků, které je rozpouštějí. Po tomto kroku lze hliník oddělit a roztavit v peci, čímž vznikne ingot, který lze dále zpracovat válcováním, vytlačováním nebo odléváním do plechů pro další použití.

Slitiny lze zpevňovat zpracováním za studena, legováním a tepelným zpracováním. Pro zlepšení pevnosti, odlévacích vlastností a odolnosti slitiny proti korozi lze přidávat přísady, jako je křemík a hořčík.

Všechny slitiny hliníku lze klasifikovat na základě přítomných legujících prvků a jejich množství. První číslice jejich číselného označení určuje skupinu slitin, zatímco poslední dvě číslice označují obsah nečistot. Lze je také dále rozdělit na základě hlavních použitých legujících prvků a jejich množství a poté dále rozdělit na základě těchto stupňů použitých prvků.

Hliník je díky své nízké měrné hmotnosti objemově výrazně lehčí než většina ostatních kovů, takže manipulace s ním a jeho přeprava jsou ve srovnání s mnoha jinými kovy mnohem jednodušší a levnější. Kromě toho má díky své elektrické vodivosti a vynikající odolnosti proti atmosférické korozi a korozi mnoho průmyslových aplikací, například v automobilech, letadlech a výškových stavbách.

Jedná se o odpadní produkt

Hliník je nesmírně užitečný materiál, který se používá v budovách, výrobcích dlouhodobé spotřeby (jako jsou chladničky a kuchyňské nádobí), elektrických vodičích a stavebních materiálech. Všestrannost hliníku umožňuje jeho široké využití: ve stavebních materiálech, výrobcích dlouhodobé spotřeby ( jako jsou chladničky a kuchyňské nádobí), elektrických vodičích a často se přidává mírné množství jiných kovů a křemíku, aby se zlepšily jeho vlastnosti pro konkrétní aplikace; hliník se dokonce používá v konstrukci letadel a ve vozidlech pro snížení hmotnosti - včetně automobilů, jízdních kol a letadel. Najdeme ho také v obalech na potraviny a v obalech na potraviny a nápoje a ve fóliích, které využívají jeho vlastností.

Slitiny hliníku, které se skládají ze směsí kombinujících hliník s jinými kovy, se často používají pro svou pevnost, tvrdost a odolnost a také proto, že se snadněji formují než kovy, jako je ocel a měď. Díky těmto výhodám je hliník atraktivním materiálem pro výrobky vyžadující lehké obaly, jako jsou plechovky od nápojů.

Výroba hliníku zahrnuje složitý proces, který zahrnuje těžbu bauxitové rudy, její rafinaci za účelem získání oxidu hlinitého a následnou tavbu za účelem výroby hliníku. Těžba bauxitu může být velmi znečišťující a vytvářet značné množství odpadu; energeticky náročné zpracování bauxitu může navíc způsobit protržení hrází, při němž se do živých řek uvolňuje toxické červené bahno, které vede k únikům.

Přestože se hliník v přírodě nevyskytuje v čisté formě, vyskytuje se v různých formách v celé zemské kůře a tvoří přibližně 8% její hmotnosti. Vzhledem k jeho vysoce reaktivním vlastnostem však čisté formy nelze tak snadno nalézt, protože se s ním snadno váže kyslík.

Hliník se ve vodných roztocích vyskytuje jako šestivodíkový kationt Al3+ a v kyselých roztocích se rozpouští za vzniku hydroxidu hlinitého, Al(OH)3, zatímco v alkalických roztocích zůstává rozpustný až do pH = 10, kdy se vysráží jako minerál aluminát.

Hliník je nebezpečný vedlejší produkt primárního tavení hliníku, který se skládá ze všech materiálů vyzdívek komor, které zůstávají v huti na hliník, jako jsou boční uhlíkové a karbidové bloky křemíku, spodní žáruvzdorné materiály a izolační materiály, které zůstávají po odstraňování vyzdívek po celém světě. Správná likvidace zůstává jednou z největších ekologických výzev, kterým dnes čelí světové primární hutě hliníku.