Si rafinohet alumini dhe çfarë elementësh përmban?

Alumini (Al) është një metal i lehtë, i bardhë argjendtë që renditet si elementi i tretë më i bollshëm në koren e Tokës, pas vetëm oksigjenit dhe silicit. Megjithatë, për shkak të reaktivitetit të tij të lartë kimik, ai nuk ndodh kurrë natyrshëm në formën e tij të pastër metalike. Në vend të kësaj, ai gjendet në komponime, kryesisht brenda xehes së boksitit, një përzierje e oksideve të aluminit të hidratuar duke përfshirë gibsitin (Al(OH)₃), boehmitin (AlO(OH)) dhe diasporën.

Procesi i rafinimit në dy faza

Udhëtimi nga boksiti i papërpunuar nëalumini me pastërti të lartë përfshindy procese të dallueshme industriale.

Faza e parë është procesi Bayer, i zhvilluar në vitin 1888. Boksiti i grimcuar përzihet me një tretësirë ​​të nxehtë hidroksidi natriumi nën presion, duke tretur mineralet që përmbajnë alumin, ndërsa lënë pas papastërti si oksidet e hekurit dhe silicën. Tretësira që rezulton nga alumin natriumi filtrohet më pas për të hequr mbetjet e baltës së kuqe, mbillet me kristale hidroksidi alumini dhe kalcinohet në afërsisht 1,100°C për të prodhuar aluminë të bardhë të pastër, ose oksid alumini (Al₂O₃). Mbi 90% e aluminës në botë prodhohet tani nëpërmjet kësaj metode.

Faza e dytë është procesi Hall Héroult. Alumini ka një pikë shkrirjeje mbi 2,000°C, duke e bërë elektrolizën direkte jopraktike. Zgjidhja qëndron në tretjen e Al₂O₃ në kriolit të shkrirë (Na₃AlF₆), i cili e ul temperaturën e funksionimit në rreth 950~1,000°C. Pastaj, një rrymë elektrike kalohet nëpër përzierje. Alumini i shkrirë mblidhet në fund (katodë), ndërsa oksigjeni kombinohet me anodat e karbonit për të formuar CO₂. Kjo metodë elektrolitike mbetet i vetmi proces industrial për prodhimin e aluminit primar, duke dhënë metal me pastërti 99.5~99.8%.

Çfarë elementësh përmban alumini?

Alumini i pastër në vetvete përbëhet vetëm nga elementi Al, me një numër atomik 13 dhe një peshë atomike prej afërsisht 26.98 g/mol. Alumini me pastërti komerciale (98.8–99.7% Al) përmban gjurmë të vogla hekuri dhe silici si papastërti natyrore. Megjithatë, shumicaAplikimet mbështeten në lidhjet e aluminit, ku elementë specifikë shtohen qëllimisht për të përshtatur vetitë mekanike.

Për aplikime strukturore, seria 6000 (p.sh., 6061) përdor magnez dhe silic si elementët kryesorë të aliazhit, zakonisht 0.8~1.2% Mg dhe 0.400~0.8% Si. Ky aliazh ofron një ekuilibër të shkëlqyer të fortësisë mesatare, saldueshmërisë së mirë dhe përpunimshmërisë superiore.

Për kërkesa me rezistencë të lartë, seria 7000 (p.sh., 7075) përfshin zinkun dhe bakrin si elementët kryesorë të lidhjes, me afërsisht 5.16~0.1% Zn dhe 1.2~2.0% Cu. Temperatura T6 e 7075 ofron pothuajse dyfishin e rezistencës në tërheqje të 6061-T6, duke e bërë atë materialin e zgjedhur për komponentët strukturorë të hapësirës ajrore dhe me performancë të lartë.

Sasi të vogla kromi, mangani dhe titaniumi janë gjithashtu të pranishme zakonisht në lidhjet komerciale, secila prej të cilave luan një rol në rafinimin e kokrrizave dhe rezistencën ndaj korrozionit. Të kuptuarit e përbërjes së saktë elementare të secilës lidhje është thelbësore për zgjedhjen e materialit të duhur për kërkesa specifike të përpunimit ose prodhimit.