Узнать об Алюминии, самом обильном элементе Планеты

Алюминий (также известный как алюминий) является самым распространенным металлическим элементом в земной коре. И это тоже хорошо, потому что мы много используем. Ежегодно плавится около 41 млн. Тонн и широко используется для подачи заявок. Из автомобильных кузовов на пивные банки, а также из электрических кабелей в шкуры самолетов алюминий является очень важной частью нашей повседневной жизни.

Свойства

• Атомный символ: Al
• Атомный номер: 13

• Элемент Категория: металл после перехода
• Плотность: 2. 70 г / см ³
• Точка плавления: 1220 ° 58 ° F (660,32 ° C) < Точка кипения: 4566 ° F (2519 ° C)
• Твердость по Мо. 2. 75
• Характеристики

Алюминий - легкий, высокопроводящий, отражающий и нетоксичный металл, который можно легко обработать. Прочность металла и многочисленные полезные свойства делают его идеальным материалом для многих промышленных применений.

История

Алюминиевые соединения использовались древними египтянами в качестве красителей, косметических средств и медикаментов, но только через 5000 лет люди обнаружили, как плавить чистый металлический алюминий. Неудивительно, что разработка методов производства алюминиевого металла совпала с появлением электричества в XIX веке, поскольку выплавка алюминия требует значительного количества электроэнергии.

Крупный прорыв в производстве алюминия произошел в 1886 году, когда Чарльз Мартин Холл обнаружил, что алюминий может быть произведен с использованием электролитического восстановления.

До этого времени алюминий был реже и дороже золота. Однако в течение двух лет после открытия Зала в Европе и Америке создавались алюминиевые компании.

В течение 20-го века спрос на алюминий значительно вырос, особенно в транспортной и упаковочной промышленности.

Хотя методы производства существенно не изменились, они стали заметно более эффективными. За последние 100 лет количество энергии, потребляемой для производства одной единицы алюминия, уменьшилось на 70%.

Производство

Производство алюминия из руды зависит от оксида алюминия (Al2O3), который извлекается из бокситовой руды. Боксит обычно содержит 30-60% оксида алюминия (обычно называемого оксидом алюминия) и регулярно находится вблизи земной поверхности. Этот процесс можно разделить на две части; (1) извлечение оксида алюминия из бокситов и (2), выплавка алюминиевого металла из оксида алюминия.

Разделение глинозема обычно выполняется с использованием так называемого процесса Байера. Это включает в себя дробление боксита в порошок, смешивание его с водой для получения суспензии, нагревание и добавление каустической соды (NaOH). Каустическая сода растворяет оксид алюминия, что позволяет ему проходить через фильтры, оставляя позади примеси.

Затем раствор алюмината сливают в емкости для осадителя, где частицы гидроксида алюминия добавляют в виде «семян». Агитация и охлаждение приводят к осаждению гидроксида алюминия на затравочный материал, который затем нагревают и сушат с получением оксида алюминия.

Электролитические клетки используются для плавки алюминия из оксида алюминия в процессе, обнаруженном Чарльзом Мартином Холл.

Оксид алюминия, подаваемый в клетки, растворяют во фторированной ванне расплавленного криолита при температуре 1742 ° F (950 ° C).

Постоянный ток от 10 000 до 300 000 А отправляется из углеродных анодов в ячейке через смесь к катодной оболочке. Этот электрический ток разрушает оксид алюминия в алюминии и кислороде. Кислород реагирует с углеродом с образованием двуокиси углерода, в то время как алюминий притягивается к клеточной оболочке из углеродного катода.

Затем алюминий можно собирать и доставлять в печи, где можно добавлять повторно используемый алюминиевый материал. Около трети всего произведенного сегодня алюминия поступает из переработанных материалов. По данным Геологической службы США, крупнейшими странами-производителями алюминия в 2010 году были Китай, Россия и Канада.

Приложения

Приложения из алюминия слишком многочисленны, и из-за особых свойств металла исследователи находят новые приложения на регулярной основе.

Вообще говоря, алюминий и его многочисленные сплавы используются в трех основных отраслях; транспортировки, упаковки и строительства.

Алюминий в различных формах и сплавах имеет решающее значение для конструкционных компонентов (рамок и корпусов) самолетов, автомобилей, поездов и лодок. До 70% некоторых коммерческих самолетов состоят из алюминиевых сплавов (измеренных по весу). Независимо от того, требует ли данная деталь стойкость к коррозии или стойкость к высоким температурам, тип используемого сплава зависит от требований каждой составляющей части.

Около 20% всего алюминия производится в упаковочных материалах. Алюминиевая фольга является подходящим упаковочным материалом для пищевых продуктов, поскольку она нетоксична, тогда как она также является подходящим герметиком для химических продуктов из-за низкой реакционной способности и непроницаема для света, воды и кислорода. Только в США ежегодно поступает около 100 миллиардов алюминиевых банок. Более половины из них в конечном итоге перерабатываются.

Из-за его долговечности и стойкости к коррозии около 15% алюминия, производимого каждый год, используется в строительстве. Это включает окна и дверные рамы, кровлю, сайдинг и конструкцию, а также водосточные желоба, ставни и гаражные ворота.

Электропроводность алюминия также позволяет использовать его на длинных линиях проводников. Усиленные сталью, алюминиевые сплавы более экономичны, чем медь, и уменьшают провисание из-за их легкого веса.

Другие приложения для алюминия включают раковины и радиаторы для бытовой электроники, столбы уличного освещения, верхние конструкции нефтяной вышки, окна с алюминиевым покрытием, кухонные принадлежности, бейсбольные биты и рефлексивные защитные устройства.

Источники:

_{Улица, Артур. & Alexander, W. O. 1944.}

_{Металлы на службе человека . 11-е издание (1998). USGS. Минеральные товарные сводки: Алюминий (2011). // минералы. USGS. gov / minerals / pubs / товар / алюминий /
Следуйте за Terence в Google+}