Anyagismeret | Sulinet Tudásbázis

Tananyag választó:

Az alumínium jellemzői

Az alumínium az egyetlen olyan nemvas fém, amely – főként ötvözve – önálló szerkezeti anyagként használható.
A tiszta alumínium jellemző külső tulajdonságai: ezüstfehér színű és fényű, lágy fém.
Mivel tiszta állapotban igen lágy (szakítószilárdsága a vasénak csak egyharmada), már hidegen is könnyen és kiválóan alakítható.
Nem jól önthető. Olvadáspontja ugyan alacsony, de a formát nem tölti jól ki, s lehűléskor nagy a zsugorodása.
Különleges forrasztófémmel forrasztható, de előnyösebb saját anyagával hegeszteni.
Hő- és elektromosságvezető képessége igen jó, az ezüst (Ag), a réz (Cu) és az arany (Au) után következik. Hővezető képessége a réznek kb. 50%-a, az elektromosságvezető képessége pedig kb. 60%-a. Ennek ellenére egyre gyakrabban használják az elektromos iparban réz helyett, mert az alumínium- vezeték tömege csak mintegy fele az azonos vezetőképességet biztosító rézhuzalénak.
Bár erősen pozitív fém, sem száraz, sem nedves levegőn, sem pedig vízben nem változik, ha felületét vékony, tompa fényű, szürke színű összefüggő alumínium-oxid ( ) réteg védi. Ez a fémet a további káros vegyi hatástól megóvja. A védőhártyájától megfosztott alumínium azonban igen gyorsan, teljes egészében oxidálódik. Az alumínium savakban és lúgokban hidrogénfejlődés közben oldódik. A vizet is bontja.

A bauxit jellemzői

Bauxit A bauxit legfontosabb jellemzői
Az alumínium elemi állapotban sehol sem fordul elő a természetben, de oxigénnel (O), szilíciummal (Si) és fluorral (F) alkotott vegyületei igen elterjedtek.
Ipari szempontból a legfontosabb alumíniumérc a bauxit. Nem általánosan elterjedt kőzet. A világ jelenleg ismert összes bauxitkészlete mintegy 20 milliárd tonna, amiből kb. 5 milliárd tonna a megfelelő részletességgel felkutatott, a bányatervezési szintet elért mennyiség. Ez utóbbi kb. 6%-a Európában található (földrészünk bauxitban gazdag országai: Franciaország, Görögország, Oroszország, /a volt/ Jugoszlávia, Magyarország), további, mintegy 3% Észak-Amerikában, 10% Közép- és Dél-Amerikában, mintegy 33% Afrikában található. Jelentős bauxitlelőhelyek (33%) vannak Ausztráliában és Óceániában.
Magyarország készletei mintegy 120–130 millió tonnára tehetők. Az ország legnagyobb bányái Halimba és Szőc községek területén találhatók. A legjobb minőségű bauxitot szintén a Bakonyban – Nyirádon – bányásszák.

Az alumínium gyártása

Az alumíniumgyártás fontosabb lépései:
Timföldgyártás
A timföld előállítására leggyakrabban a Bayer-féle eljárást alkalmazzák. Ez a módszer azon alapszik, hogy az alumínium és oxidja lúgban egyaránt oldódik. Nátrium-hidroxidos (NaOH) kioldással tehát az alumínium-oxid elválasztható a bauxit egyéb anyagainak e lúgban nem oldódó részétől.
A gyártás előkészítő művelete az aprítás, őrlés. Már őrléskor hozzáadják a szükséges mennyiségű tömény nátriumhidroxid-oldatot, majd ezzel főzik. A főzés során keletkezett oldott alumíniumvegyületet vízzel reagáltatják, így az vízben oldhatatlan, kristályos timföldhidráttá (alumínium-hidroxid) alakul. A keletkezett timföldhidrátot szűrik, majd vízzel mossák.
A timföldgyártás befejező művelete a timföldhidrát timfölddé alakítása, kiizzítással. A hevítés hatására a timföldhidrát (alumínium-hidroxid) vízvesztés közben timfölddé (alumínium-oxiddá) alakul.
Az alumíniumot elektrolízissel állítják elő
A timföldet olvadék formájában elektrolizálják. Mivel olvadáspontja rendkívül magas (2000°C felett van), előbb egy másik alumíniumvegyületet, kriolitot olvasztanak fel, amely 1000°C-kal csökkenti az alumínium-oxid olvadáspontját.
Az Alufólia alumínium-oxidból pozitív töltésű alumínium- és negatív töltésű oxigénionok keletkeznek. Elektrolíziskor az alumíniumionok a katódhoz vándorolnak, és fémalumínium formájában válnak ki. Az oxigénionok az anódon oxigénatommá alakulnak. Az alumínium előállítását a gyakorlatban az ún. elektrolizáló kádban végzik.
Az olvadt alumínium a kád alján gyűlik össze, ahonnan lecsapolható.

Alumínium szelvények