Aluminiul (Al) este un metal ușor, alb-argintiu, care se clasează pe locul trei în clasamentul elementelor ca abundență în scoarța terestră, după oxigen și siliciu. Cu toate acestea, datorită reactivității sale chimice ridicate, nu apare niciodată în mod natural în forma sa metalică pură. În schimb, se găsește în compuși, în principal în minereul de bauxită, un amestec de oxizi de aluminiu hidratați, inclusiv gibsit (Al(OH)₃), boehmit (AlO(OH)₃) și diaspor.
Procesul de rafinare în două etape
Călătoria de la bauxită brută laaluminiul de înaltă puritate implicădouă procese industriale distincte.
Prima etapă este procesul Bayer, dezvoltat în 1888. Bauxita zdrobită este amestecată sub presiune cu o soluție fierbinte de hidroxid de sodiu, dizolvând mineralele care conțin aluminiu, lăsând în urmă impurități precum oxizii de fier și silicea. Soluția de aluminat de sodiu rezultată este apoi filtrată pentru a îndepărta reziduul de nămol roșu, însămânțată cu cristale de hidroxid de aluminiu și calcinată la aproximativ 1.100°C pentru a produce alumină albă pură, sau oxid de aluminiu (Al₂O₃). Peste 90% din alumina din lume este produsă acum prin această metodă.
A doua etapă este procesul Hall Héroult. Alumina are un punct de topire peste 2.000°C, ceea ce face ca electroliza directă să fie impracticabilă. Soluția constă în dizolvarea Al₂O₃ în criolit topit (Na₃AlF₆), ceea ce scade temperatura de funcționare la aproximativ 950~1.000°C. Apoi, prin amestec se trece un curent electric. Aluminiul topit se acumulează la bază (catod), în timp ce oxigenul se combină cu anozii de carbon pentru a forma CO₂. Această metodă electrolitică rămâne singurul proces industrial pentru producerea aluminiului primar, rezultând metal cu o puritate de 99,5~99,8%.
Ce elemente conține aluminiul?
Aluminiul pur în sine este alcătuit exclusiv din elementul Al, cu un număr atomic de 13 și o greutate atomică de aproximativ 26,98 g/mol. Aluminiul de puritate comercială (98,8–99,7% Al) conține urme minore de fier și siliciu ca impurități naturale. Cu toate acestea, majoritateaaplicațiile se bazează pe aliaje de aluminiu, unde elemente specifice sunt adăugate intenționat pentru a adapta proprietățile mecanice.
Pentru aplicații structurale, seria 6000 (de exemplu, 6061) utilizează magneziu și siliciu ca elemente principale de aliere, de obicei 0,8~1,2% Mg și 0,400~0,8% Si. Acest aliaj oferă un echilibru excelent între rezistență moderată, sudabilitate bună și prelucrabilitate superioară.
Pentru cerințe de rezistență ridicată, seria 7000 (de exemplu, 7075) încorporează zinc și cupru ca principale elemente de aliere, cu aproximativ 5,16~0,1% Zn și 1,2~2,0% Cu. Rezistența la tracțiune (T6) a oțelului 7075 oferă o rezistență la tracțiune de aproape două ori mai mare decât cea a oțelului 6061-T6, ceea ce îl face materialul preferat pentru industria aerospațială și componentele structurale de înaltă performanță.
Urme de crom, mangan și titan sunt, de asemenea, prezente în mod obișnuit în aliajele comerciale, fiecare jucând un rol în rafinarea granulelor și rezistența la coroziune. Înțelegerea compoziției elementare precise a fiecărui aliaj este esențială pentru selectarea materialului potrivit pentru cerințe specifice de prelucrare sau fabricare.
Data publicării: 13 mai 2026