Pronat, karakteristikat, historia dhe aplikimet e Aluminiumit
Alumini (i njohur edhe si alumini) është elementi metalik më i bollshëm në koren e tokës. Dhe kjo është një gjë e mirë, gjithashtu, sepse ne përdorim shumë. Rreth 41 milion ton janë shkrirë çdo vit dhe janë të punësuar në një organizim të gjerë të aplikacioneve. Nga trupat e makinave në kanaçe birre, dhe nga kabllot elektrike në lëkurat e avionit, alumini është një pjesë shumë e madhe e jetës sonë të përditshme .
Vetitë
- Simboli atomik: Al
- Numri atomik: 13
- Kategoria e elementit: Metal pas tranzicionit
- Dendësia: 2,70 g / cm 3
- Pika e shkrirjes: 1220.58 ° F (660.32 ° C)
- Pika e vlimit: 4566 ° F (2519 ° C)
- Vështirësia e Mohit: 2.75
Karakteristikat
Alumini është një metal i lehtë, shumë i përçueshëm, reflektues dhe jo toksik që mund të përpunohet lehtësisht. Qëndrueshmëria e metalit dhe pronat e shumta të dobishme e bëjnë atë një material ideal për shumë aplikime industriale.
histori
Komponimet e aluminit u përdorën nga egjiptianët e lashtë si ngjyra, kozmetikë dhe ilaçe, por vetëm 5000 vjet më vonë njerëzit zbuluan se si të ndienin alumin metalik të pastër. Jo çuditërisht, zhvillimi i metodave për prodhimin e metaleve prej alumini përkonte me ardhjen e energjisë elektrike në shekullin e 19-të, pasi shkrirja e aluminit kërkon sasi të konsiderueshme të energjisë elektrike.
Një zbulim i madh në prodhimin e aluminit erdhi në vitin 1886 kur Charles Martin Hall zbuloi se alumini mund të prodhohej duke përdorur reduktimin elektrolitik.
Deri në atë kohë, alumini ishte më i rrallë dhe më i shtrenjtë se ari. Megjithatë, brenda dy vjetësh nga zbulimi i Sallit, kompanitë e aluminit u krijuan në Evropë dhe Amerikë.
Gjatë shekullit të 20-të, kërkesa e aluminit u rrit ndjeshëm, veçanërisht në industrinë e transportit dhe paketimit.
Edhe pse teknikat e prodhimit nuk kanë ndryshuar ndjeshëm, ato janë bërë dukshëm më efikase. Gjatë 100 viteve të fundit, sasia e energjisë së konsumuar për të prodhuar një njësi të aluminit ka rënë 70%.
prodhim
Prodhimi i aluminit nga ore varet nga oksidi i aluminit (Al2O3), i cili është nxjerrë nga xehet e boksitit. Boksiti normalisht përmban oksid alumini 30-60% (zakonisht të referuara si aluminit) dhe gjendet rregullisht pranë sipërfaqes së tokës. Ky proces mund të ndahet në dy pjesë; (1) nxjerrja e aluminit nga boksiti, dhe (2), shkrirja e metalit të aluminit nga aluminit.
Ndarja e aluminit në normalisht duke përdorur atë që njihet si Procesi Bayer. Kjo përfshin dërrmimin e boksitit në pluhur, përzierjen me ujë për të bërë një slurri, ngrohje dhe shtimin e sode kaustike (NaOH). Sode kaustike shkrin aluminit, i cili lejon që ajo të kalojë nëpër filtra, duke lënë prapa papastërtitë.
Zgjidhja aluminate pastaj drenohet në rezervuarët e precipitatorëve ku grimcat e hidroksidit të aluminit janë shtuar si 'farë'. Agitimi dhe ftohja rezultojnë në hidroksid alumini që precipitojnë në materialin e farës, i cili pastaj nxehet dhe thahen për të prodhuar alumin.
Qelizat elektrolitike përdoren për të ndezur alumin nga aluminit në procesin e zbuluar nga Charles Martin Hall.
Alumina ushqyer në qelizat është tretur në një banjë fluorinated të cryolite shkrirë në 1742F ° (950C °).
Një rrymë e drejtpërdrejtë e diku nga 10,000-300,000A është dërguar nga anodat e karbonit në qelizë përmes përzierjes në një shell katodë. Ky rrymë elektrike thyen aluminin në alumini dhe oksigjen. Oksigjeni reagon me karbonin për të prodhuar dioksid karboni, ndërsa alumini tërhiqet nga rreshtimi i qelizave të katodë të karbonit.
Pastaj alumini mund të mblidhet dhe të merret në furra ku mund të shtohet materiali alumini i riciklueshëm. Rreth një e treta e të gjithë aluminit të prodhuar sot vjen nga materiali i ricikluar. Sipas Studimit Gjeologjik të SHBA-së, vendet më të mëdha të prodhimit të aluminit në vitin 2010 ishin Kina, Rusia dhe Kanadaja.
Aplikimet
Aplikacionet e aluminit janë shumë të shumta për t'u listuar dhe për shkak të pronave të posaçme të metaleve, hulumtuesit po gjejnë aplikacione të reja në baza të rregullta.
Në përgjithësi, alumini dhe lidhjet e tij të shumta përdoren në tri industri të mëdha; transportit, paketimit dhe ndërtimit.
Alumini, në një shumëllojshmëri të formave dhe lidhjeve, është kritike për komponentët strukturorë (korniza dhe trupa) të avionëve, automjeteve, trenave dhe anijeve. Sa më shumë që 70% e disa avionëve komercialë përbëhen prej lidhjeve të aluminit (të matur me peshë). Nëse pjesa kërkon rezistencë stresi ose korrozioni, ose tolerancë ndaj temperaturave të larta, lloji i aliazhit të përdorur varet nga kërkesat e secilës pjesë përbërëse.
Rreth 20% e të gjithë aluminave të prodhuar përdoren në materialet e paketimit. Pllakë alumini është një material i përshtatshëm paketimi për ushqim për shkak se është jo-toksik, ndërsa është gjithashtu një ngjitës i përshtatshëm për produktet kimike për shkak të reaktivitetit të ulët dhe i papërshkueshëm nga drita, uji dhe oksigjeni. Vetëm në SHBA, rreth 100 miliard kanaçe alumini transportohen çdo vit. Mbi gjysma e tyre përfundimisht riciklohen.
Për shkak të qëndrueshmërisë së saj dhe rezistencës ndaj korrozionit, rreth 15% e aluminit të prodhuar çdo vit përdoren në aplikimet për ndërtim. Kjo përfshin dritaret dhe kornizat e dyerve, mbulimin, aneksimin dhe kornizën strukturore, si dhe kanalet, shutters dhe dyert garazh.
Përçueshmëria elektrike e aluminit gjithashtu lejon që ajo të përdoret në linjat e dirigjentit me distancë të largët. Përforcuar me çelik, lidhjet e aluminit janë më kosto-efektive se bakri dhe zvogëlojnë sagging për shkak të peshës së tyre të lehtë.
Aplikacione të tjera për alumin përfshijnë predha dhe mbytet e nxehtësisë për elektronikën e konsumit, shtyllat e ndriçimit rrugor, strukturat më të larta të naftës, dritaret e veshura me alumini, enët e gatimit, shkopin e baseball dhe pajisjet reflektuese të sigurisë.
burimet:
Rruga, Arthur. & Alexander, WO 1944. Metale në Shërbimin e Njeriut . Edicioni i 11-të (1998).
USGS. Përmbledhjet e Mallrave Minerare: Alumini (2011). http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/aluminum/