Что такое алюминий?

Алюминий - один из самых используемых цветных металлов в мире: из него изготавливают банки для газировки и автомобильные бамперы, он обладает лечебными свойствами.

Боксит, добываемый в шахтах, является основным источником оксида алюминия. Этот процесс, называемый "плавкой бокситов", позволяет извлечь этот оксид из его руды.

Это естественный элемент

Алюминий - один из самых распространенных элементов, присутствующий в многочисленных изделиях - от банок для напитков до фольги, кухонной посуды, оконных рам и деталей самолетов. Свойства алюминия делают его подходящим для мягкости, легкости, пластичности, коррозионной стойкости и нетоксичности, что делает его экономичным и универсальным - он легко формируется в сложные формы путем литья или механической обработки; его ковкость занимает второе место среди всех металлов, а пластичность - шестое; плюс его способность легко соединяться, образуя различные сплавы, формируя новые сплавы из других металлов, делает алюминий одним из самых универсальных элементов на сегодняшний день!

Алюминий имеет атомный номер 13 и находится в тринадцатом периоде периодической таблицы. Будучи постпереходным металлом с тремя валентными электронами, алюминий достаточно реактивен химически и тверд при температуре окружающей среды; его электропроводность позволяет ему эффективно использовать тепло и электричество; кроме того, он является хорошим изолятором от коррозии; чистый алюминий выглядит мягким и серебристым и естественным образом сопротивляется окислению воздухом, создавая защитные оксидные слои на своей поверхности.

Алюминий был известен еще в Древнем Египте и Месопотамии, его использовали в красителях и полирующих средствах для усиления цвета. Плиний Старший писал о его применении в своей энциклопедии уже во 2 веке нашей эры.

Хотя алюминий был известен ученым уже давно, его массовое получение началось только в 1800-х годах. В 1825 году Ханс Кристиан Орстед получил небольшое количество алюминия путем электролиза раствора сульфата калия; Хэмфри Дэви сначала назвал этот новый элемент "алюминием", а затем переименовал его в алюминий; в итоге в 1925 году Американское химическое общество официально приняло это название для данного металла.

Алюминий не существует в природе как элемент, но его можно найти связанным с другими элементами в минералах и горных породах, таких как бокситовая руда, из которой его добывают. Чистый алюминий слишком реактивен для использования в природе, но он легко соединяется с кислородом и другими элементами, найденными в земной коре.

Это металлический

Алюминий, имеющий атомный номер 13, является одним из трех наиболее распространенных элементов на Земле. Обладая низкой плотностью и отличными механическими и антикоррозийными характеристиками, алюминий широко используется как в промышленности, так и в составе бытовых изделий и предметов обихода, таких как автомобили, поезда и самолеты.

Чистый алюминий трудно найти в природе, поскольку он вступает в реакцию с кислородом, образуя соединение глинозем, поэтому для добычи алюминия необходимо добывать бокситы из земли и обрабатывать их в бокситовых дробилках, а затем дробить и смешивать с глиной и кремнеземом для нагревания в печи, после чего фильтровать, чтобы получить расплавленный оксид алюминия, который служит сырьем для различных продуктов.

Из алюминара можно получить чистый алюминий. Эта форма не содержит легирующих элементов и низкого уровня загрязняющих веществ; ее можно найти в многочисленных сплавах, включая плакированный алюминий. Чистый алюминий является важным ингредиентом для упаковки продуктов питания и кухонной утвари, а также широко используется в автомобильной и аэрокосмической промышленности благодаря своим легким прочностным характеристикам.

Существует до 100 различных алюминиевых сплавов, каждый из которых разработан для удовлетворения специфических требований промышленности. Они варьируются от термически обработанных и свариваемых сплавов, через процессы термической обработки, сварку или методы без термической обработки; все они начинаются как бокситы, обработанные таким образом, и в конечном итоге включают элементы кремния и магния для формирования более прочных сплавов, способных выдерживать высокие температуры; среди них есть 6xxx и 7xxx, которые часто встречаются в производстве коммерческих самолетов.

Алюминий - невероятно гибкий металл, который находит применение в транспорте, строительстве, строительстве, производстве и аэрокосмической отрасли. Легкость обработки, устойчивость к коррозии и малый вес алюминия делают его идеальным для использования в транспортных средствах с целью снижения расхода топлива и выбросов углекислого газа; в упаковке для напитков и продуктов питания, в окнах и кровельных материалах, а его легкие свойства также позволяют использовать его для производства аэрокосмических компонентов.

Это сплав

Алюминий - это элемент, который можно соединять с другими элементами, образуя сплавы, и эти сплавы играют неотъемлемую роль в современной жизни: от банок с газировкой и самолетов до автомобилей и банок с газировкой. Мягкая текстура и недостаточная прочность алюминия делают его непригодным для некоторых применений, но в сплаве с другими металлами он становится гораздо прочнее. Один из таких сплавов, 7075, популярен среди военных благодаря соотношению прочности и веса по сравнению со сталью; кроме того, он обеспечивает превосходную усталостную прочность и обрабатываемость, что делает его отличным выбором. Другие алюминиевые сплавы, такие как серия 6000, также могут похвастаться удивительными свойствами прочности/коррозионной стойкости.

В процессе производства алюминия примеси сначала удаляются из бокситового сырья с помощью химических растворов для его растворения. После этого алюминий отделяется и выплавляется в печи, в результате чего получается слиток, который в дальнейшем может быть переработан путем прокатки, экструзии или литья в листы для дальнейшего использования.

Сплавы можно упрочнить путем холодной обработки, легирования и термообработки. Такие добавки, как кремний и магний, могут быть добавлены для повышения прочности, литейных свойств и коррозионной стойкости сплава.

Все деформируемые алюминиевые сплавы можно классифицировать по присутствующим в них легирующим элементам и их количеству. Первая цифра номера обозначения определяет семейство сплавов, а две последние указывают на содержание примесей. Кроме того, они могут быть дополнительно разделены на основе основных используемых легирующих элементов и их количества, а затем еще более разделены на основе этих марок используемых элементов.

Низкий удельный вес алюминия делает его значительно легче по объему, чем большинство других металлов, что значительно упрощает и удешевляет его обработку и транспортировку по сравнению со многими другими. Кроме того, благодаря своей электропроводности и отличной устойчивости к атмосферной и коррозионной коррозии он находит широкое применение в промышленности, например, в автомобилях, самолетах и высотных строительных проектах.

Это отработанный продукт

Алюминий - чрезвычайно полезный материал, который используется в зданиях, потребительских товарах длительного пользования (таких как холодильники и кухонная утварь), электропроводниках и строительных материалах. Универсальность алюминия позволяет использовать его повсеместно: в строительных материалах, потребительских товарах длительного пользования (таких как холодильники и кухонная утварь), электрических проводниках, а также в умеренных количествах других металлов и кремния, которые часто добавляются для улучшения его свойств для конкретных целей; алюминий даже использовался в самолетостроении и в транспортных средствах для снижения веса - в том числе в автомобилях, велосипедах и самолетах. Его также можно найти в упаковке для пищевых продуктов, а также в упаковке для продуктов питания и напитков и в фольге, использующей его свойства.

Алюминиевые сплавы, представляющие собой смеси, в которых алюминий сочетается с другими металлами, часто используются благодаря своей прочности, твердости и долговечности, а также тому, что они легче поддаются формовке, чем такие металлы, как сталь и медь. Благодаря этим преимуществам алюминий является привлекательным материалом для изделий, требующих легкой упаковки, таких как банки для газировки.

Производство алюминия - это сложный процесс, включающий добычу бокситовой руды, ее переработку для получения глинозема, а затем переплавку для получения алюминия. Добыча бокситов может сильно загрязнять окружающую среду и создавать значительные отходы; кроме того, энергоемкая переработка бокситов может привести к прорыву плотин, которые выбрасывают токсичный красный шлам в живые реки, что приводит к их разливу.

Хотя алюминий не встречается в природе в чистом виде, он встречается в земной коре в различных формах и составляет около 8% ее массы. Однако из-за его высокореакционных свойств чистые формы не так легко найти, поскольку кислород легко связывается с ним.

В водных растворах алюминий существует в виде гексааква-катиона Al3+ и может растворяться в кислых растворах с образованием гидроксида алюминия Al(OH)3, а в щелочных растворах он остается растворимым до pH = 10, когда выпадает в осадок в виде минерала алюминара.

Алюминар - это опасный побочный продукт первичной алюминиевой промышленности, состоящий из всех материалов футеровки камер, оставшихся после алюминиевого завода, таких как боковые углеродистые и карбидокремниевые блоки, донные огнеупоры, изоляционные материалы, оставшиеся после операций по удалению футеровки по всему миру. Надлежащая утилизация остается одной из самых серьезных экологических проблем, с которыми сегодня сталкиваются мировые заводы по производству первичного алюминия.