Hva er aluminium?

Aluminium er et av verdens mest brukte ikke-jernholdige metaller, som brukes i alt fra brusbokser til støtfangere på biler og har medisinske egenskaper.

Bauksitt, et mineral som utvinnes i gruver, er den viktigste kilden til aluminiumoksid. Denne prosessen, som kalles "bauksittsmelting", utvinner dette oksidet fra malmen.

Det er et naturlig element

Aluminium er et av de vanligste grunnstoffene, og finnes i en rekke produkter, fra drikkebokser til folier, kjøkkenutstyr, vindusrammer og flykomponenter. Aluminiums egenskaper gjør det egnet til å være mykt, lett, duktilt, korrosjonsbestandig og ugiftig, noe som gjør det økonomisk og allsidig - det er lett å forme til komplekse former ved støping eller maskinbearbeiding; dets formbarhet rangerer det som nummer to av alle metaller, mens duktiliteten rangerer det som nummer seks av dem alle; i tillegg til at det lett kan kombineres til en rekke legeringer og danne nye legeringer av andre metaller, gjør aluminium til et av de mest allsidige grunnstoffene som finnes i dag!

Aluminium har atomnummer 13 og befinner seg i den trettende perioden i det periodiske system. Aluminium er et postovergangsmetall med tre valenselektroner, og det er ganske reaktivt kjemisk og fast ved omgivelsestemperatur; dets ledningsevne gjør at det effektivt kan dekke både varme- og elektrisitetsbehov; dessuten er det en god isolator mot korrosjon; rent aluminium ser mykt og sølvfarget ut, og det motstår naturlig oksidasjon av luft for å skape beskyttende oksidlag over overflaten.

Aluminium har eksistert siden det gamle Egypt og Mesopotamia ble oppdaget, og ble brukt i fargestoffer og poleringsmidler for å forsterke fargen. Plinius den eldre skrev om bruken av aluminium i sitt leksikon så tidlig som år 2 e.Kr.

Selv om aluminium lenge hadde vært kjent for forskere, begynte ikke masseutvinningen før på 1800-tallet. Hans Christian Oersted produserte små mengder i 1825 ved å elektrolysere kaliumaluminiumsulfatløsning ved hjelp av elektrolyse. Humphrey Davy ga først dette nye grunnstoffet navnet "alumium", før han senere endret det til aluminium; i 1925 aksepterte American Chemical Society offisielt dette navnet for dette metallet.

Aluminium finnes ikke naturlig som grunnstoff, men er bundet til andre grunnstoffer i mineraler og bergarter, slik som bauksittmalmen som utvinnes. Rent aluminium er for reaktivt til å kunne brukes i naturen, men det kan lett kombineres med oksygen og andre grunnstoffer som finnes i jordskorpen.

Det er et metall

Aluminium, med atomnummer 13, er et av de tre grunnstoffene det finnes mest av på jorden. Aluminium har lav tetthet og utmerkede mekaniske egenskaper og korrosjonsbestandighet, og det er mye brukt både industrielt og som en del av produkter til hjemmet eller husholdningsartikler som kjøretøy, tog og fly.

Rent aluminium er vanskelig å få tak i i naturen, ettersom det reagerer med oksygen og danner forbindelsen alumina, så for å utvinne aluminium må man utvinne bauksitt fra jorden og bearbeide den med bauksittknusere før den knuses og blandes med leire og silisiumdioksyd for oppvarming i en ovn før den til slutt filtreres for å danne smeltet aluminiumoksid som fungerer som råmateriale for ulike produkter.

Reformert fra aluminar kan det produseres rent aluminium. Denne formen inneholder ingen legeringselementer og lave nivåer av forurensninger; den finnes i en rekke legeringer, inkludert kledd aluminium. Rent aluminium er en viktig ingrediens i matemballasje og kjøkkenutstyr, og brukes også i stor utstrekning i bil- og romfartsindustrien på grunn av sin lave vekt og styrke.

Det finnes så mange som 100 forskjellige aluminiumlegeringer, hver og en skreddersydd for å oppfylle spesifikke bransjekrav. De spenner fra varmebehandlede og sveisbare legeringer, gjennom varmebehandlingsprosesser, sveiseapplikasjoner eller ikke-varmebehandlede metoder; alle begynner som bauksitt behandlet på denne måten og inkluderer til slutt silisium- og magnesiumelementer for å danne sterkere legeringer som tåler høye temperaturer; blant disse er 6xxx og 7xxx som ofte finnes i kommersiell flyproduksjon.

Aluminium er et utrolig fleksibelt metall som har bruksområder innen transport, konstruksjon, bygg, produksjon og romfart. Aluminium er enkelt å bearbeide, korrosjonsbestandig og lett, noe som gjør det perfekt til bruk i kjøretøyer for å redusere drivstofforbruket og karbonutslippene. Emballasje til drikkevarer/matvarer brukes blant annet til vinduer og taktekking, og de lette egenskapene gjør det også egnet til produksjon av romfartskomponenter.

Det er en legering

Aluminium er et grunnstoff som kan kombineres med andre grunnstoffer for å danne legeringer, og disse legeringene er en integrert del av det moderne livet, fra brusbokser og fly til biler og brusbokser. Aluminiums myke tekstur og manglende styrke gjør det uegnet til enkelte bruksområder, men legert med andre metaller blir det langt sterkere. En slik legering, 7075, er populær blant militære fartøyer på grunn av forholdet mellom styrke og vekt sammenlignet med stål; i tillegg gir den overlegen utmattingsmotstand og maskinbearbeidbarhet, noe som gjør den til et utmerket valg. Andre aluminiumslegeringer, som for eksempel 6000-serien, kan også skilte med fantastiske styrke- og korrosjonsbestandighetsegenskaper.

Som en del av aluminiumproduksjonsprosessen må urenheter først fjernes fra bauksittråmaterialet ved hjelp av kjemiske løsninger for å løse det opp. Når dette trinnet er gjennomført, kan aluminium skilles ut og smeltes i en smelteovn, noe som resulterer i en ingot som kan bearbeides videre gjennom valsing, ekstrudering eller støping til plater for videre bruk.

Legeringer kan styrkes gjennom kaldbearbeiding, legering og varmebehandling. Tilsetningsstoffer som silisium og magnesium kan tilsettes for å forbedre legeringens styrke, støpeegenskaper og korrosjonsbestandighet.

Alle smidde aluminiumlegeringer kan klassifiseres basert på legeringselementene som er til stede og mengden av disse. Det første sifferet i betegnelsen identifiserer legeringsfamilien, mens de to siste angir innholdet av urenheter. De kan også deles inn ytterligere basert på de viktigste legeringselementene som brukes og mengden av disse, og deretter deles de ytterligere inn basert på de ulike elementene som brukes.

Aluminiums lave egenvekt gjør det betydelig lettere i volum enn de fleste andre metaller, noe som gjør det mye enklere og billigere å håndtere og transportere sammenlignet med mange andre. På grunn av sin elektriske ledningsevne og utmerkede motstand mot atmosfærisk korrosjon og korrosjon har det dessuten mange industrielle bruksområder, som biler, fly og høyhusprosjekter.

Det er et avfallsprodukt

Aluminium er et svært nyttig materiale som brukes i bygninger, varige forbruksvarer (som kjøleskap og kjøkkenutstyr), elektriske ledere og byggematerialer. Aluminiums allsidighet gjør at det brukes i mange sammenhenger: i byggematerialer, varige forbruksvarer (som kjøleskap og kjøkkenutstyr), elektriske ledere, og det tilsettes ofte moderate mengder av andre metaller og silisium for å forbedre egenskapene til spesifikke bruksområder. Aluminium har til og med blitt brukt i flykonstruksjoner og i kjøretøy for å redusere vekten - inkludert biler, sykler og fly. Aluminium finnes også i matvareemballasje, mat- og drikkevareemballasje og foliebeholdere som utnytter aluminiumets egenskaper.

Aluminiumslegeringer, som består av blandinger som kombinerer aluminium med andre metaller, brukes ofte på grunn av sin styrke, hardhet og holdbarhet, i tillegg til at de er lettere å støpe enn metaller som stål og kobber. På grunn av disse fordelene er aluminium et attraktivt materiale i produkter som krever lett emballasje, for eksempel brusbokser.

Produksjon av aluminium innebærer en kompleks prosess som inkluderer utvinning av bauksittmalm og raffinering av den for å produsere aluminiumoksid, før den smeltes ned for å lage aluminium. Utvinning av bauksitt kan være svært forurensende og skape betydelig avfall. I tillegg kan energikrevende bearbeiding av bauksitt føre til dambrudd som frigjør giftig rød slam i levende elver, noe som igjen kan føre til utslipp.

Selv om aluminium ikke forekommer naturlig i sin reneste form, finnes det i ulike former i jordskorpen, og utgjør omtrent 8% av jordas masse. På grunn av dets svært reaktive egenskaper er det imidlertid ikke like lett å finne rene former, siden oksygen lett binder seg til det.

Aluminium finnes som heksakationet Al3+ i vannløsninger og kan løses opp til aluminiumhydroksid, Al(OH)3, i sure løsninger, mens det i alkaliske løsninger forblir løselig opp til pH = 10, da det utfeller som mineralet aluminar.

Aluminar er et farlig biprodukt fra smelteverk for primæraluminium, og består av alle celleforingsmaterialene som blir liggende igjen i et aluminiumsmelteverk, for eksempel karbon- og silisiumkarbidblokker i sideveggene, ildfaste materialer i bunnen og isolasjonsmaterialer som blir igjen etter fjerning av potteforingen verden over. Riktig avfallshåndtering er fortsatt en av de største miljøutfordringene som verdens aluminiumsmelteverk står overfor i dag.