Wat is aluminium?

Aluminium is een van 's werelds meest gebruikte non-ferrometalen, variërend van frisdrankblikjes tot autobumpers en het heeft medicinale eigenschappen.

Bauxiet, een gedolven mineraal, is de belangrijkste bron van aluminiumoxide. Dit proces, dat "bauxietsmelten" wordt genoemd, haalt dit oxide uit zijn erts.

Het is een natuurlijk element

Aluminium is een van de meest voorkomende elementen in talloze producten, van drankblikjes tot folies, keukengerei, raamkozijnen en vliegtuigonderdelen. De eigenschappen van aluminium maken het geschikt voor zachtheid, lichtgewicht, vervormbaarheid, corrosiebestendigheid en niet-giftige eigenschappen maken het economisch en veelzijdig - het kan gemakkelijk worden gevormd tot complexe vormen door gieten of machinale bewerking; de vervormbaarheid maakt het de op een na beste van alle metalen, terwijl de vervormbaarheid de zesde plaats inneemt; plus de mogelijkheid om gemakkelijk te combineren tot een verscheidenheid aan legeringen en nieuwe legeringen te maken van andere metalen, maakt aluminium een van de meest veelzijdige elementen van dit moment!

Aluminium heeft atoomnummer 13 en bevindt zich in het dertiende periodiek systeem. Als een metaal na de overgang met drie valentie-elektronen, is aluminium chemisch vrij reactief en vast bij omgevingstemperatuur; het geleidingsvermogen zorgt ervoor dat het efficiënt kan voorzien in zowel warmte- als elektriciteitsbehoeften; bovendien is het een goede isolator tegen corrosie; zuiver aluminium ziet er zacht en zilverachtig uit en het is van nature bestand tegen oxidatie door de lucht om beschermende oxidelagen over het oppervlak te creëren.

Aluminium bestaat al sinds het oude Egypte en Mesopotamië werden ontdekt en werd gebruikt in kleurstoffen en polijstmiddelen om de kleur te verbeteren. Plinius de Oudere schreef al in 2 na Christus over het gebruik ervan in zijn encyclopedie.

Hoewel aluminium al lang bekend was bij wetenschappers, werd het pas in 1800 op grote schaal gewonnen. Hans Christian Oersted produceerde kleine hoeveelheden in 1825 door een oplossing van kaliumaluminiumsulfaat te elektrolyseren; Humphrey Davy noemde dit nieuwe element aanvankelijk "alumium" voordat hij het later veranderde in aluminium; uiteindelijk accepteerde de American Chemical Society in 1925 officieel deze naam voor dit metaal.

Aluminium bestaat van nature niet als een element, maar het kan worden gevonden gebonden aan andere elementen in mineralen en gesteenten, zoals het bauxieterts dat ervoor wordt gedolven. Zuiver aluminium is te reactief voor gebruik in de natuur, maar het combineert gemakkelijk met zuurstof en andere elementen in de aardkorst.

Het is een metaal

Aluminium, met atoomnummer 13, is een van de drie meest voorkomende elementen op aarde. Met zijn lage dichtheid en uitstekende mechanische en corrosiebestendige eigenschappen wordt aluminium veel gebruikt, zowel industrieel als als onderdeel van huishoudelijke producten of huishoudelijke artikelen zoals voertuigen, treinen en vliegtuigen.

Zuiver aluminium is moeilijk te vinden in de natuur omdat het reageert met zuurstof om de verbinding aluminiumoxide te vormen, dus om aluminium te winnen moet bauxiet worden gedolven uit de aarde en verwerkt met bauxietbrekers voordat het wordt vermalen en gemengd met klei en silica voor verhitting in een oven voordat het uiteindelijk wordt gefilterd om gesmolten aluminiumoxide te vormen dat dient als grondstof voor verschillende producten.

Gereformeerd uit aluminar kan dan zuiver aluminium worden geproduceerd. Deze vorm bevat geen legeringselementen en lage niveaus van verontreinigingen; het kan worden gevonden in tal van legeringen, waaronder bekleed aluminium. Zuiver aluminium is een belangrijk ingrediënt in voedselverpakkingen en kookgerei en wordt ook veel gebruikt in de auto- en luchtvaartindustrie vanwege de lichtgewicht sterkte-eigenschappen.

Er bestaan wel 100 verschillende aluminiumlegeringen, elk op maat gemaakt om aan specifieke industriële eisen te voldoen. Ze variëren van warmtebehandelde en lasbare legeringen, via warmtebehandelingsprocessen, lastoepassingen of methoden zonder warmtebehandeling; ze beginnen allemaal als bauxiet dat op deze manier wordt verwerkt en bevatten uiteindelijk silicium- en magnesiumelementen om sterkere legeringen te vormen die bestand zijn tegen hoge temperaturen; hiertoe behoren 6xxx en 7xxx die vaak worden gebruikt bij de productie van commerciële vliegtuigen.

Aluminium is een ongelooflijk flexibel metaal met toepassingen in transport, bouw, constructie, productie en ruimtevaart. Het gemak waarmee aluminium kan worden verwerkt, de corrosiebestendigheid en het lage gewicht maken het perfect voor gebruik in voertuigen om het brandstofverbruik en de CO2-uitstoot te verminderen; drank-/voedselverpakkingen worden onder andere gebruikt voor ramen en dakbedekking, terwijl de lichte eigenschappen het ook geschikt maken voor de productie van onderdelen voor de lucht- en ruimtevaart.

Het is een legering

Aluminium is een element dat kan worden gecombineerd met andere elementen om legeringen te vormen en deze legeringen spelen een integraal onderdeel van het moderne leven, van frisdrankblikjes en vliegtuigen tot auto's en frisdrankblikjes. De zachte textuur en het gebrek aan sterkte van aluminium maken het ongeschikt voor sommige toepassingen, maar gelegeerd met andere metalen wordt het veel sterker. Eén zo'n legering, 7075, is populair onder militaire vaartuigen vanwege de sterkte-gewichtsverhouding in vergelijking met staal; bovendien biedt het een superieure weerstand tegen vermoeiing en is het machinaal te bewerken, waardoor dit een uitstekende keuze is. Andere aluminiumlegeringen zoals de 6000-serie hebben ook verbazingwekkende sterkte-/corrosiewerende eigenschappen.

Als onderdeel van het aluminiumproductieproces moeten eerst onzuiverheden uit de grondstof bauxiet worden verwijderd door deze met chemische oplossingen op te lossen. Nadat deze stap heeft plaatsgevonden, kan aluminium worden gescheiden en gesmolten in een oven, wat resulteert in een staaf die verder kan worden verwerkt door walsen, extruderen of gieten tot platen voor verder gebruik.

Legeringen kunnen worden versterkt door koud bewerken, legeren en warmtebehandeling. Additieven zoals silicium en magnesium kunnen worden toegevoegd om de sterkte, gieteigenschappen en corrosiebestendigheid van een legering te verbeteren.

Alle legeringen van gesmeed aluminium kunnen worden ingedeeld op basis van de aanwezige legeringselementen en hun hoeveelheden. Het eerste cijfer van hun benamingsnummers identificeert hun legeringsfamilie, terwijl de laatste twee het gehalte aan onzuiverheden aangeven. Ze kunnen ook verder worden onderverdeeld op basis van de belangrijkste gebruikte legeringselementen en hun hoeveelheden, en vervolgens verder worden onderverdeeld op basis van de gebruikte kwaliteiten van elementen.

Het lage soortelijk gewicht van aluminium maakt het aanzienlijk lichter in volume dan de meeste andere metalen, waardoor het veel eenvoudiger en goedkoper te hanteren en te vervoeren is dan vele andere metalen. Bovendien heeft het door zijn elektrische geleidbaarheid en uitstekende weerstand tegen atmosferische corrosie en corrosiecorrosie veel industriële toepassingen, zoals auto's, vliegtuigen en hoogbouwprojecten.

Het is een afvalproduct

Aluminium is een enorm nuttig materiaal dat wordt gebruikt in gebouwen, duurzame consumptiegoederen (zoals koelkasten en kookgerei), elektrische geleiders en bouwmateriaaltoepassingen. De veelzijdigheid van aluminium zorgt voor een wijdverspreid gebruik: in bouwmaterialen, duurzame consumptiegoederen (zoals koelkasten en kookgerei), elektrische geleiders en gematigde hoeveelheden van andere metalen en silicium worden vaak toegevoegd om de eigenschappen te verbeteren voor specifieke toepassingen; aluminium wordt zelfs gebruikt in de bouw van vliegtuigen en in voertuigen om het gewicht te verminderen - waaronder auto's, fietsen en vliegtuigen. Het wordt zelfs gebruikt in de constructie van vliegtuigen en in voertuigen om het gewicht te verminderen, waaronder auto's, fietsen en vliegtuigen. Het wordt ook gebruikt in de verpakking van voedsel, voedsel- en drankverpakkingen en folieverpakkingen die gebruik maken van deze eigenschappen.

Aluminiumlegeringen, die bestaan uit mengsels van aluminium met andere metalen, worden vaak gebruikt vanwege hun sterkte, hardheid en duurzaamheid en omdat ze gemakkelijker te gieten zijn dan metalen als staal en koper. Door deze voordelen is aluminium een aantrekkelijk materiaal voor producten die een lichtgewicht verpakking vereisen, zoals frisdrankblikjes.

De productie van aluminium omvat een complex proces dat bestaat uit het delven van bauxieterts en het raffineren ervan om aluminiumoxide te produceren, voordat het gesmolten wordt om aluminium te maken. De bauxietwinning kan zeer vervuilend zijn en veel afval veroorzaken; bovendien kan de energie-intensieve verwerking van bauxiet dambreuken veroorzaken waardoor giftige rode modder vrijkomt in levende rivieren, wat kan leiden tot overlopen.

Hoewel aluminium van nature niet in zijn puurste vorm voorkomt, komt het in verschillende vormen voor in de aardkorst en vormt het ongeveer 8% van de massa. Vanwege de zeer reactieve eigenschappen zijn zuivere vormen echter niet zo gemakkelijk te vinden, omdat zuurstof zich er gemakkelijk mee bindt.

Aluminium bestaat als het hexaaqua kation Al3+ in wateroplossingen en kan in zure oplossingen worden opgelost tot aluminiumhydroxide, Al(OH)3, terwijl het in alkalische oplossingen oplosbaar blijft tot pH = 10, wanneer het neerslaat als het mineraal aluminar.

Aluminar is een gevaarlijk bijproduct van de primaire aluminiumsmelterijen. Het bestaat uit alle celbekledingsmaterialen die achterblijven in een aluminiumsmelterij, zoals koolstof- en siliciumcarbideblokken in de zijwanden, vuurvaste bodems en isolatiematerialen die overblijven na het verwijderen van de bekleding van potten over de hele wereld. De juiste verwijdering blijft een van de grootste milieu-uitdagingen voor de wereldwijde smelterijen van primair aluminium.