Apa itu Aluminium?

Aluminium adalah salah satu logam nonferrous yang paling banyak digunakan di dunia, mulai dari kaleng soda hingga bumper mobil dan menawarkan khasiat obat.

Bauksit, mineral yang ditambang, adalah sumber utama aluminium oksida. Proses yang disebut "peleburan bauksit" ini mengekstrak oksida ini dari bijihnya.

Ini adalah elemen alami

Aluminium adalah salah satu elemen yang paling banyak digunakan, hadir dalam berbagai produk mulai dari kaleng minuman hingga kertas timah, peralatan dapur, bingkai jendela, dan komponen pesawat terbang. Sifat-sifat aluminium membuatnya cocok untuk kelembutan, ringan, keuletan, ketahanan terhadap korosi, dan karakteristik tidak beracun membuatnya ekonomis dan serbaguna - mudah dibentuk menjadi bentuk yang rumit dengan pengecoran atau pemesinan; kelenturannya menempati urutan kedua dari semua logam sementara keuletannya menempati urutan keenam dari semua logam; ditambah kemampuannya untuk bergabung dengan mudah membentuk berbagai paduan yang membentuk paduan baru dari logam lain membuat aluminium menjadi salah satu elemen paling serbaguna yang ada saat ini!

Aluminium memiliki nomor atom 13 dan dapat ditemukan pada periode ketiga belas tabel periodik. Sebagai logam pasca transisi dengan tiga elektron valensi, aluminium cukup reaktif secara kimiawi dan padat pada suhu sekitar; konduktivitasnya memungkinkannya untuk melayani kebutuhan panas dan listrik secara efisien; selain itu, ia merupakan isolator yang baik terhadap korosi; aluminium murni tampak lembut dan berwarna keperakan serta secara alami menolak oksidasi oleh udara untuk menciptakan lapisan oksida pelindung di permukaannya.

Aluminium telah ada sejak Mesir kuno dan Mesopotamia ditemukan, digunakan dalam pewarna dan bahan pemoles untuk meningkatkan warna. Pliny the Elder menulis tentang penggunaannya dalam ensiklopedia sejak tahun 2 Masehi.

Meskipun aluminium telah lama dikenal oleh para ilmuwan, ekstraksi massalnya baru dimulai pada tahun 1800-an. Hans Christian Oersted memproduksi sejumlah kecil pada tahun 1825 dengan mengelektrolisis larutan kalium aluminium sulfat menggunakan elektrolisis; Humphrey Davy pada awalnya menamai elemen baru ini "alumium," sebelum kemudian mengubahnya menjadi aluminium; akhirnya pada tahun 1925, American Chemical Society secara resmi menerima nama ini untuk logam ini.

Aluminium tidak ada secara alami sebagai elemen, tetapi dapat ditemukan terikat dengan elemen lain dalam mineral dan batuan seperti bijih bauksit yang ditambang. Aluminium murni terlalu reaktif untuk digunakan di alam, tetapi mudah bergabung dengan oksigen dan elemen lain yang ditemukan di dalam kerak bumi.

Ini adalah logam

Aluminium, dengan nomor atom 13, adalah salah satu dari tiga elemen paling melimpah di Bumi. Dengan kepadatan yang rendah dan karakteristik mekanik dan ketahanan terhadap korosi yang sangat baik, aluminium banyak digunakan baik dalam industri maupun sebagai bagian dari produk rumah tangga atau barang-barang rumah tangga seperti kendaraan, kereta api, dan pesawat terbang.

Aluminium murni sulit didapat di alam karena bereaksi dengan oksigen membentuk senyawa alumina, sehingga untuk mengekstraksi aluminium diperlukan penambangan bauksit dari dalam bumi dan memprosesnya dengan penghancur bauksit sebelum dihancurkan dan dicampur dengan tanah liat dan silika untuk dipanaskan di dalam tanur sebelum akhirnya disaring untuk membentuk aluminium oksida cair yang menjadi bahan mentah untuk berbagai macam produk.

Direformasi dari aluminar, aluminium murni kemudian dapat diproduksi. Bentuk ini tidak mengandung unsur paduan dan tingkat kontaminan yang rendah; dapat ditemukan dalam berbagai paduan termasuk aluminium berlapis. Aluminium murni merupakan bahan penting dalam kemasan makanan dan peralatan memasak dan juga digunakan secara luas oleh industri mobil dan kedirgantaraan karena sifatnya yang ringan.

Terdapat 100 jenis paduan aluminium yang berbeda, masing-masing disesuaikan untuk memenuhi kebutuhan industri tertentu. Mulai dari paduan yang diberi perlakuan panas dan dapat dilas, melalui proses perlakuan panas, aplikasi pengelasan, atau metode tanpa perlakuan panas; semuanya berawal dari bauksit yang diproses dengan cara ini dan pada akhirnya menyertakan elemen silikon dan magnesium untuk membentuk paduan yang lebih kuat yang mampu bertahan pada suhu tinggi; di antaranya adalah 6xxx dan 7xxx yang sering ditemukan pada produksi pesawat terbang komersial.

Aluminium adalah logam yang sangat fleksibel, memiliki aplikasi di seluruh transportasi, konstruksi, bangunan, manufaktur, dan kedirgantaraan. Kemudahan pengerjaan, ketahanan terhadap korosi, dan sifatnya yang ringan menjadikannya sempurna untuk penggunaan kendaraan guna mengurangi konsumsi bahan bakar dan emisi karbon; penggunaan kemasan minuman/makanan termasuk bahan atap pelapis jendela, sementara sifatnya yang ringan juga membuatnya cocok untuk pembuatan komponen kedirgantaraan.

Ini adalah paduan

Aluminium adalah elemen yang dapat dikombinasikan dengan elemen lain untuk membentuk paduan, dan paduan ini merupakan bagian integral dari kehidupan modern, mulai dari kaleng soda dan pesawat terbang hingga mobil dan kaleng soda. Tekstur aluminium yang lembut dan kurangnya kekuatan membuatnya tidak cocok untuk beberapa aplikasi; tetapi jika dipadukan dengan logam lain, aluminium menjadi jauh lebih kuat. Salah satu paduan tersebut, 7075, populer di kalangan kerajinan militer karena rasio kekuatan-terhadap-beratnya dibandingkan dengan baja; selain itu, paduan ini memberikan ketahanan terhadap kelelahan yang unggul dan kemampuan mesin sehingga menjadi pilihan yang sangat baik. Paduan aluminium lainnya seperti seri 6000 juga memiliki sifat kekuatan/ketahanan korosi yang luar biasa.

Sebagai bagian dari proses produksi aluminium, pengotor harus dihilangkan terlebih dahulu dari bahan baku bauksit dengan menggunakan larutan kimia untuk melarutkannya. Setelah langkah ini dilakukan, aluminium kemudian dapat dipisahkan dan dilebur di dalam tungku sehingga menghasilkan ingot yang dapat diproses lebih lanjut melalui penggulungan, ekstrusi, atau pengecoran menjadi lembaran untuk digunakan lebih lanjut.

Paduan dapat diperkuat melalui pengerjaan dingin, paduan, dan perlakuan panas. Bahan aditif seperti silikon dan magnesium dapat ditambahkan untuk meningkatkan kekuatan, sifat pengecoran, dan ketahanan korosi pada paduan.

Semua paduan aluminium tempa dapat diklasifikasikan berdasarkan elemen paduan yang ada dan jumlahnya. Digit pertama dari nomor penunjukannya mengidentifikasi keluarga paduannya sementara dua digit terakhir menunjukkan kandungan pengotor. Mereka juga dapat dibagi lagi berdasarkan elemen paduan utama yang digunakan dan jumlahnya, dan kemudian dibagi lagi berdasarkan nilai elemen yang digunakan.

Berat jenis aluminium yang rendah membuatnya jauh lebih ringan secara volume daripada kebanyakan logam lainnya, sehingga jauh lebih mudah dan lebih murah untuk ditangani dan diangkut dibandingkan dengan logam lainnya. Selain itu, karena konduktivitas listrik dan ketahanannya yang sangat baik terhadap korosi atmosferik dan korosi, aluminium memiliki banyak aplikasi industri, seperti mobil, pesawat terbang, dan proyek konstruksi bertingkat.

Ini adalah produk limbah

Aluminium adalah bahan yang sangat berguna, ditemukan dalam bangunan, barang tahan lama konsumen (seperti lemari es dan peralatan memasak), konduktor listrik, dan aplikasi bahan bangunan. Keserbagunaan aluminium memungkinkan penggunaannya secara luas: dalam bahan konstruksi, barang tahan lama konsumen (seperti lemari es dan peralatan memasak), konduktor listrik dan sejumlah kecil logam lain dan silikon sering ditambahkan untuk meningkatkan sifat-sifatnya untuk aplikasi tertentu; aluminium bahkan telah digunakan dalam konstruksi pesawat terbang dan kendaraan untuk mengurangi berat - termasuk mobil, sepeda dan pesawat terbang. Selain itu, aluminium juga dapat ditemukan pada kemasan wadah makanan serta kemasan makanan dan minuman dan wadah foil yang menggunakan sifat-sifatnya.

Paduan aluminium, yang terdiri dari campuran yang menggabungkan aluminium dengan logam lain, sering digunakan karena kekuatan, kekerasan, dan daya tahannya serta lebih mudah dibentuk daripada logam seperti baja dan tembaga. Karena manfaat ini, aluminium menjadi bahan yang menarik dalam produk yang membutuhkan kemasan ringan seperti kaleng soda.

Produksi aluminium melibatkan proses kompleks yang meliputi penambangan bijih bauksit dan pemurnian untuk menghasilkan alumina, sebelum dilebur menjadi aluminium. Penambangan bauksit bisa sangat mencemari dan menghasilkan limbah yang signifikan; selain itu, pemrosesan bauksit yang intensif energi dapat menyebabkan jebolnya bendungan yang melepaskan lumpur merah beracun ke sungai-sungai yang mengalir di sekitarnya, yang kemudian menyebabkan tumpahan.

Meskipun aluminium tidak muncul secara alami dalam bentuk yang paling murni, aluminium terdapat di seluruh kerak bumi dalam berbagai bentuk dan menyumbang sekitar 8% dari massanya. Namun, karena sifatnya yang sangat reaktif, bentuk murni tidak dapat ditemukan dengan mudah karena oksigen dengan mudah berikatan dengannya.

Aluminium ada sebagai kation heksaaqua Al3+ dalam larutan air dan dapat dilarutkan untuk membentuk aluminium hidroksida, Al(OH)3, oleh larutan asam, sementara dalam larutan basa tetap larut hingga pH = 10, ketika mengendap sebagai mineral aluminar.

Aluminar adalah produk sampingan berbahaya dari industri peleburan aluminium primer, yang terdiri dari semua bahan pelapis sel yang tertinggal di peleburan aluminium seperti karbon dinding samping dan blok silikon karbida, refraktori bawah, bahan insulasi yang tertinggal dari operasi pemindahan lapisan pot di seluruh dunia. Pembuangan yang tepat tetap menjadi salah satu tantangan lingkungan terbesar yang dihadapi oleh pabrik peleburan aluminium primer global saat ini.