Алюминий

Алюминий - серебристо-белый легкий металл. Химический знак – Al . Относительная атомная масса 26,9815. Заряд ядра +13. Конфигурация внешнего электронного слоя 3s 2p 1.

Алюминий обладает небольшой плотностью (2698,9 кг/м³), высокой теплопроводностью и электрической проводимостью. Он имеет малую прочность и твердость. Этот металл очень пластичен: его можно вытягивать в проволоку и прокатывать в фольгу. Он легко поддается прессованию, ковке и штамповке. Его можно сваривать разными видами сварки: газовой, контактной и др.

Температура плавления алюминия довольно низкая – 660°С (в пламени спички плавится фольга из этого металла), температура кипения составляет около 2450°С.

Алюминий хорошо поддается полировке и анодированию. Кроме того, он характеризуется отличной отражательной способностью и высокими антикоррозийными свойствами.

При нормальных условиях алюминий покрыт тонкой и прочной оксидной пленкой. Поэтому он не вступает в реакцию с классическими окислителями. Вместе с тем при ее разрушении алюминий выступает в роли активного металла-восстановителя.

Алюминий взаимодействует с такими сложными веществами, как вода (если удалить оксидную пленку) и щелочами. Он растворяется в разбавленной серной и соляной кислотах, при нагревании – в кислотах-окислителях.

Кроме кислорода, при высокой температуре алюминий реагирует с хлором, серой и многими другими неметаллами. При нормальной температуре он не вступает в реакцию с концентрированной и сильно разбавленной азотной кислотой.

В электрохимическом ряду напряжений металлов алюминий близок к щелочноземельным и щелочным металлам.

История открытия. Название «алюминий» происходит от латинского alumen. Издавна так назывались алюминиевые квасцы, которые использовались для дубления кожи и при окраске тканей.

Впервые алюминий в свободном состоянии был получен в 1825 г. металлотермическим методом, т. е. взаимодействием калия и хлорида алюминия. В 1854 г. началось его промышленное получение. При этом в качестве восстановителя применялся натрий. Первое время алюминий был большой редкостью и ценился очень высоко. Из него изготавливали украшения и посуду для очень состоятельных людей.

Во второй половине XIX в. был разработан электролитический способ производства алюминия, заключающийся в получении его из оксида.

Для того чтобы производить алюминий в промышленных масштабах требовалось значительное количество электроэнергии. Это стало возможным только в XX в.

Первый промышленный алюминий на территории России был получен в 30-х гг. прошлого века на Волховском алюминиевом комбинате, сооруженном в непосредственной близости от гидроэлектростанции.

Распространение в природе. Из-за своей химической активности алюминий не встречается в природе в свободном виде. К природным соединениям, которые содержат этот металл, относятся алюмосиликаты, бокситы, корунд и его разновидность – наждак.

Алюмосиликаты составляют основную массу земной коры. Месторождения нефелиновых руд, расположенные на Кольском полуострове, в Красноярском крае и Кемеровской области, наделяют Россию неограниченными возможностями для развития алюминиевой промышленности.

Получение. В настоящее время алюминий получают электролитическим способом: его оксид подвергают электролизу в расплавленном криолите при температуре около 950°С.

Используемый в промышленности электролизер представляет собой стальную ванну, которая выложена внутри огнеупорным кирпичом и блоками из угольной массы. Собирающийся на дне ванны жидкий алюминий служит катодом. Угольный анод опущен сверху в расплавленный электролит, находящийся над слоем жидкого алюминия. Так как анод постепенно сгорает, его постоянно наращивают. Электролизер работает непрерывно. Скапливающийся алюминий сливают в ковш, из которого его разливают по формам.

Получение алюминия – трудоемкий и многоэтапный процесс, который включает в себя добычу алюминиевых руд, извлечение из них глинозема, производство криолита, других вспомогательных материалов и само электролитическое получение алюминия.

Существует и другая возможность получить алюминий. Она заключается во вторичной переработке изделий из этого металла: вышедших из строя приборов, деталей автомобилей, проводов, тары, посуды и др. Причем алюминий может перерабатываться из лома многократно, не теряя своих свойств. По сравнению с получением алюминия из содержащей его руды, переработка гораздо дешевле и наносит значительно меньший вред экологии.

Применение. Совокупность физических, механических и химических свойств алюминия позволяет использовать его во многих отраслях промышленности: авиационной, автомобильной, строительной, космической и др.

Алюминий - основной компонент многих сплавов. Кроме того, он используется как легирующая добавка к сплавам на основе меди, никеля, магния и др.

Широкое применение алюминия связано, прежде всего, с легкостью, прочностью и устойчивостью его сплавов к воздуху и воде. Поэтому главными потребителем алюминия является транспортное машиностроение.

Алюминий и его сплавы играют важную роль в строительной индустрии - при отделке зданий, станций метрополитена и т. д.

Из алюминия изготавливают электропровода. Это связано с тем, что при одинаковом электрическом сопротивлении масса алюминиевого провода значительно меньше массы медного. К тому же алюминий намного дешевле меди.

Этот металл используют при производстве электрических конденсаторов и выпрямителей, действие которых связано со способностью оксидной пленки алюминия пропускать электрический ток лишь в одном направлении.

Алюминий применяют для изготовления зеркальных отражателей, а также для предохранения металлических поверхностей от коррозии.

Сплав алюминия и циркония используют в ядерной промышленности. Из алюминиевого сплава был изготовлен первый искусственный спутник Земли.

В резервуарах из этого металла хранят и перевозят жидкие газы, некоторые кислоты, перекись водорода, пищевые масла и чистую воду. Алюминий широко применяют при изготовлении оборудования для пищевой промышленности, а также для упаковки пищевых продуктов.

В последнее время заметно возросла роль переработки алюминия – около 1/3 этого металла получают из отходов. Увеличение использования вторичного сырья привело к значительной экономии электроэнергии, уменьшению количества вредных выбросов, а также позволило внести серьезный вклад в сохранение природных ресурсов.

Переработка алюминия в общем случае подразделяется на два этапа: 1) прием, сортировка и переработка лома; 2) подготовка лома для поставки на металлургические предприятия, где осуществляется его переплавка.

Компания «Метсплав» выполняет весь комплекс работ, связанных с приемом и переработкой лома цветных металлов: взвешивание, сортировку, точное определение состава, радиационный и химический анализ. При необходимости мы готовы оказать услуги по вывозу лома с Вашей территории.