Krótka historia aluminium

Proces powstawania aluminium

Aluminium jest niesamowitym metalem. Jest lekkie, odporne na rdzę i pozbawione jest właściwości magnetycznych. Dlatego stosowane jest w wielu branżach przemysłu. Wystarczy dobrze się rozejrzeć, a znajdziemy aluminium: w opakowaniach, drzwiach i oknach, krzesłach czy częściach samochodów, sprzętów kuchennych i komputerach.
Najważniejszym związkiem chemicznym niezbędnym do produkcji aluminium jest tlenek glinu, ale poprzez dodanie niewielkich ilości innych pierwiastków można znacznie poprawić właściwości tego metalu.

Główny składnik - tlenek glinu to najczęściej występujący w skorupie ziemskiej metaliczny związek chemiczny. Stanowi prawie 8% gleby i skał na Ziemi. Ruda najbardziej bogata w tlenek glinu to boksyt. Takie rudy występują w tropikach i subtropikach, gdzie wydobywa się je w kopalniach odkrywkowych. Boksyt pozyskuje się z powierzchniowej warstwy ziemi.

Produkcja odbywa się w dwóch etapach

Pierwszym etapem wytwarzania aluminium jest faza chemiczna nazwana od nazwiska jej twórcy procesem Bayera. Ruda boksytu jest zamieniania na swoisty granulat i w ekstryfikatorach pod wpływem temperatury, ciśnienia i przez dodanie odpowiednich związków chemicznych, poddawana procesom oczyszczania. Efektem końcowym tego etapu jest pozyskanie tlenku glinu.

Kolejnym krokiem jest proces elektrolityczny Hall-Heroult'a, w którym tlenek glinu jest stapiany w celu uwolnienia czystego aluminium - płynny metal jest odlewany do wlewnic.

To co powstaje w wyniku przetwarzania boksytu nazywamy "aluminium pierwotnym".
Takie aluminium to produkt wyjściowy dla hut, w których zostaje ono wzbogacane o domieszki innych pierwiastków, a także poddawane walcowaniu, wyciskaniu, ciągnieniu, aby powstał produkt końcowy o określonym kształcie i właściwościach.

Czym wzbogaca się „aluminium pierwotne”?

Główne cechy wyróżniające aluminium i sprawiające, że to materiał atrakcyjny przemysłowo to:

 - lekkość
 - wytrzymałość w stosunku do masy
 - odporność na korozję
 - dimagnetyzm
 - nie toksyczność
 - przewodnictwo cieplne
 - trwałość
 - łatwość w obróbce 

Wszystkie te właściwości można jeszcze bardziej poprawić. Dzięki różnorodnym stopom, można pogłębić daną cechę, zachowując wszystkie pozostałe, tak aby dostosować surowiec dla wybranej branży. Dzięki dodatkom innych pierwiastków możemy uzyskać aluminium stopowe  - gatunek o określonych właściwościach.
I tak na przykład: do wyciskania na potrzeby produkcji okien i drzwi stosuje się głównie stop aluminium w gatunku 6060, zawierający jako dodatkowe pierwiastki przede wszystkim magnez i krzem (Mg i Si). Pierwiastki te poprawiają wytrzymałość aluminium i jego odporność na korozję.

Produkcja okien i drzwi

W systemach okien i drzwi aluminiowych stosowane są profile i kształtowniki, które wytwarzane są poprzez wyciskanie wstępnie podgrzanego aluminium przez matrycę. To właśnie forma nadaje profilowi pożądany kształt. Cały proces polega na wytworzeniu jednorazowo bardzo długiego elementu, który potem jest poddawany cięciu, rozciąganiu, hartowaniu, czasem podgrzewaniu i schładzaniu. Wszystkie te mechaniczne i termiczne procesy służą temu, aby pierwiastki zawarte w stopie zostały właściwie uporządkowane i zachowały stabilność.

Co z estetyką?

W produkcji stopów aluminium ważną kwestią jest, oprócz gwarancji technicznych, także walor estetyczny. Jak wiemy wiele wytworzonych elementów aluminiowych nie wymaga zabezpieczenia dodatkowymi warstwami czy malowania. Cieszy nas piękny matowy, srebrny kolor i faktura danego wyrobu. Dlatego powierzchnia aluminium nie powinna wykazywać zanieczyszczeń i musi mieć równomierny kolor czy gęstość, która pozwala bez uszczerbku przechodzić przez matrycę i poddawać się formowaniu.

Dlaczego nie rdzewieje?

Tak naprawdę aluminium jak każdy metal koroduje, czyli utlenia się w kontakcie z powietrzem.
Jednak dzięki swoim naturalnym właściwością, aluminium reaguje na powietrze wytrącając w miejscu kontaktu tlenki jedynie na głębokości 2,5-4 nm. Tworzą one szczelną warstwę zabezpieczającą, która nie pozwala na dalszą korozję. W przypadku mechanicznego uszkodzenia tej warstwy jest ona momentalnie odtwarzana.
W procesie produkcyjnym proces ten przeprowadza się w sposób kontrolowany przez anodowanie czyli odpowiednią warstwę tlenku glinu na powierzchni uzyskuje się w procesie elektrochemicznym.

Aluminiowy recycling

Aluminium w 100% nadaje się do recyklingu. Nie traci ono swoich unikalnych właściwości i dzięki poprawnej i uporządkowanej gospodarce stopów można odzyskiwać i przetwarzać ten metal w nieskończoność bez utraty jakości. Dlatego tak ważne jest aby skupić się na prawidłowym i nie powodującym strat, obiegu zamkniętym aluminium. W tym wypadku jakość recyclingu ma kluczowe znaczenie.

Galeria