ALUMINIUM

Aluminium, het scheikundige element met atoomnummer 13 en symbool Al. Het is een zilverachtig, kneedbaar metaal. Het wordt over het algemeen in de natuur aangetroffen als bauxieterts en staat bekend om zijn superieure weerstand tegen oxidatie. De basis van deze weerstand is de passiveringsfunctie. Het wordt gebruikt bij de productie van miljoenen verschillende producten in vele takken van industrie en neemt een zeer belangrijke plaats in in de wereldeconomie. Structurele componenten van aluminium zijn onmisbaar voor de lucht- en ruimtevaartindustrie. Het vindt een breed gebruiksgebied in de transport- en bouwindustrie, die lichtheid en hoge sterkte-eigenschappen vereist.

 

ALUMINIUM FUNCTIES

Aluminium is een zacht en licht metaal met een doffe zilverachtige kleur. Deze kleur komt van de dunne oxidelaag die zich daarop vormt bij blootstelling aan lucht. Aluminium is niet giftig en niet magnetisch. Het vonkt niet. Terwijl de treksterkte van puur aluminium ongeveer 49 megapascal (MPa) is, neemt deze waarde toe tot 700 MPa wanneer het wordt gelegeerd. De dichtheid is ongeveer een derde van die van staal of koper. Het kan gemakkelijk worden gesmeed, bewerkt en gegoten. Het heeft zeer superieure corrosie-eigenschappen omdat de oxidelaag die erop wordt gevormd beschermend is. De elektrische geleidbaarheid is 64,94% IACS (puur Al bij 2 °C). De smelttemperatuur is 660 ° C en de kooktemperatuur is 2519 ° C.

 

ALUMINIUM GESCHIEDENIS

De oude Grieken en Romeinen gebruikten de zouten van aluminium (æljʊˈmɪniəm) om de kleuren van verf te fixeren en als bloedstopper. Aluin wordt nog steeds gebruikt als bloedstopper en vasoconstrictor in de hedendaagse geneeskunde.

Hoewel bekend is dat Friedrich Wöhler in 1827 de eerste persoon was die aluminium ontleedde door watervrij aluminiumchloride te mengen met kalium, werd het metaal twee jaar geleden in een onzuivere vorm geproduceerd door een Deense natuurkundige en scheikundige, Hans Christian Øersted. Daarom wordt Øersteds naam genoemd in de almanakken en in de scheikundeliteratuur als de persoon die aluminium heeft ontdekt. Frans Henri Saint-Claire Deville verbeterde de methode van Wöhler in 1846 door natrium te gebruiken in plaats van het duurdere kalium.

In 1886 vroeg de Amerikaan Charles Martin Hall patent aan (patentnummer: 400655) op de productie van aluminium door middel van een elektrolytisch proces, en in hetzelfde jaar ontwikkelde de Fransman Paul Héroult dezelfde techniek in Europa, helemaal niet op de hoogte van Halls uitvinding. Om deze reden is het Hall-Heroult-proces, genoemd naar twee wetenschappers, de basismethode die tegenwoordig over de hele wereld wordt gebruikt bij de winning van aluminium uit zijn erts.

Er werd besloten om aluminium te gebruiken bij de constructie van de top van het Washington-monument in de VS, en de kosten van ongeveer 30 gram aluminium waren op dat moment gelijk aan tweemaal het dagloon van een werknemer die aan dit project werkte.

In de jaren direct nadat Adolf Hitler aan de macht kwam, werd Duitsland de wereldleider op het gebied van aluminiumproductie. De ingebruikname van nieuwe projecten voor waterkrachtcentrales in de VS (bijvoorbeeld de Grand Coulee Dam) in 1942 gaf de VS echter een voordeel dat nazi-Duitsland niet aankon. Deze superioriteit is naar voren gekomen in de vorm van aluminiumproductie die voldoende is om in vier jaar 60.000 gevechtsvliegtuigen te maken.

 

De aanwezigheid van aluminium in de natuur

Hoewel het overvloedig aanwezig is (7,5-8,1%) in de aardkorst, is het zeer zeldzaam in vrije vorm, en daarom werd het ooit als nog waardevoller beschouwd dan goud. De geschiedenis van de commerciële productie van aluminium is iets meer dan 100 jaar oud.

Aluminium was een metaal dat in de jaren dat het voor het eerst werd ontdekt erg moeilijk van het erts te scheiden was. Aluminium is een van de moeilijkste metalen om te raffineren. De reden hiervoor is dat het zeer snel oxideert, deze gevormde oxidelaag zeer stabiel is en in tegenstelling tot de roest in ijzer niet loslaat van het oppervlak.

Het terugwinnen van aluminium uit schroot is een belangrijk onderdeel geworden van de huidige aluminiumindustrie. Het herstelproces is simpelweg het opnieuw smelten van het metaalHet is gebaseerd op het principe dat deze methode veel zuiniger is dan de productie van metaal uit erts. Het raffineren van aluminium vereist zeer grote hoeveelheden elektrische energie, terwijl het herstelproces 5% van de energie verbruikt die bij de productie wordt gebruikt. Het recyclingproces wordt sinds het begin van de twintigste eeuw toegepast en is niet nieuw. Het recyclingfenomeen, dat tot het einde van de jaren zestig een onopvallende activiteit bleef, kwam sterker naar voren toen drankblikjes van aluminium werden gemaakt. Andere bronnen van gerecycled aluminium zijn auto-onderdelen, ramen en deuren, apparaten en containers.

Aluminium is een reactief metaal en het is zeer moeilijk terug te winnen uit zijn erts (aluminiumoxide, Al₂O₃). De productie vindt plaats met 2 methoden. De eerste is de Bayer-methode en de andere is directe reductie met koolstof. Aangezien de smelttemperatuur van aluminiumoxide ongeveer 2000 °C is, is het verre van economisch. Daarom wordt aluminium gewonnen door de elektrolysemethode. Bij deze methode wordt aluminiumoxide opgelost in gesmolten kryoliet en vervolgens gereduceerd tot puur metaal. Bij deze methode ligt de werktemperatuur van de reductiecellen rond de 950-980 °C. Kryoliet is een natuurlijk mineraal dat op het eiland Groenland wordt gevonden, maar het is synthetisch gemaakt voor de productie van aluminium. Cryoliet is een mengsel van aluminium- en natriumfluoriden en de formule is Na₃AlF₆. Aluminiumoxide (wit poeder) wordt geproduceerd door rood bauxiet te raffineren omdat het ongeveer 30-40% ijzer bevat. De naam van deze transactie is Bayer-transactie en heeft de eerder gebruikte Deville-transactie vervangen.

Bij de elektrolysemethode, die het Wöhler-proces vervangt, zijn beide elektroden gemaakt van koolstof. Zodra het erts is gesmolten, beginnen de ionen vrij te circuleren. De reactie op de negatieve elektrode (kathode):

Take³⁺ + 3e^– → Take

geeft aan dat het aluminium-ion is verminderd door elektronen te winnen. Het aluminiummetaal zinkt vervolgens in vloeibare vorm naar de bodem van de cel en wordt van daaruit overgeheveld.

Aan de andere kant wordt zuurstofgas gevormd aan de positieve elektrode (anode):

2O^2- → O₂ + 4e^–

De anodekoolstof is uitgeput door oxidatie met deze zuurstof en moet daarom regelmatig worden vernieuwd:

O₂ + C → CO₂

Kathodes raken niet uitgeput tijdens het elektrolyseproces, in tegenstelling tot de anodes, omdat er geen zuurstof ontsnapt aan de kathode. De koolstof van de kathode moet worden beschermd omdat deze in de cel is bedekt met vloeibaar aluminium. Aan de andere kant zijn kathoden onderhevig aan erosie als gevolg van elektrochemische processen. Afhankelijk van de stroom die bij de elektrolyse wordt toegepast, moeten de cellen elke 5-10 jaar volledig worden vernieuwd.

Hoewel elektrolyse van aluminium met het Hall-Héroult-proces veel elektrische energie verbruikt, zijn alternatieve methoden verre van economisch en ecologisch haalbaar. Wereldwijd is het gemiddelde specifieke energieverbruik ongeveer 15 ± 0,5 kilowattuur per kg Al (52-56 MJ/kg). In moderne installaties ligt dit cijfer rond de 12,8 kWh/kg (46,1 MJ/kg). Terwijl de elektrische stroom die door de reductielijn werd gevoerd 100-200 kA was in oude technologieën, steeg deze waarde tot 350 kA in moderne faciliteiten, en het is bekend dat er proefstudies zijn uitgevoerd in 500 kA-cellen.

Elektriciteit vormt 20-40% van de productiekosten van aluminium, afhankelijk van de locatie van de faciliteit. Om deze reden bevinden aluminiumproducerende bedrijven zich meestal in de buurt van gebieden waar elektrische energie overvloedig en goedkoop is, zoals Zuid-Afrika, het Zuidereiland van Nieuw-Zeeland, Australië, China, het Midden-Oosten, Rusland, IJsland en Canada.

Sinds 2004 is China de wereldleider in de productie van aluminium.

 

 

Veiligheidsmaatregelen van aluminium

Er is niet waargenomen dat aluminium een ​​gunstige functie heeft op levende cellen. Bij sommige mensen, contactdermatitis (huidontsteking), die kan worden veroorzaakt door elke vorm van aluminium, bloedstelpende (bloedstoppende) of jeukende uitslag bij het gebruik van anti-transpirant producten, spijsverteringsstoornissen veroorzaakt door het eten van voedsel dat in aluminium potten is gekookt en het stoppen met opname van voedingsstoffen, en Rolaids, Amphojel, en bij het gebruik van antacidum (antacidum) geneesmiddelen zoals Maalox, kan het allergische reacties veroorzaken in de vorm van vergiftigingssymptomen zoals braken. Hoewel aluminium voor anderen niet zo giftig is als zware metalen, en het gebruik van aluminium keukengerei (bij voorkeur vanwege de hoge corrosieweerstand en goede thermische geleidbaarheid) niet is bewezen dat aluminiumvergiftiging in het algemeen veroorzaakt, kunnen hoge doses tekenen van vergiftiging vertonen. Overmatige consumptie van antacida die aluminiumverbindingen bevatten en overmatig gebruik van aluminiumbevattende anti-transpiranten kunnen vergiftiging veroorzaken. Hoewel beweerd is dat aluminium de ziekte van Alzheimer veroorzaakt, is dat onderzoekIntegendeel, het is weerlegd dat de schade veroorzaakt door de ziekte van Alzheimer leidt tot de ophoping van aluminium in het lichaam. Samengevat, als er aluminiumvergiftiging is, moet deze plaatsvinden door een zeer specifiek mechanisme. Want gedurende het hele leven van de mens is het contact van het natuurlijke kleimineraal in de bodem met het aluminium erin al hoog genoeg.

Het is noodzakelijk om contact van aluminium met sommige chemicaliën te vermijden die ervoor zorgen dat het snel corrodeert. Een zeer kleine hoeveelheid kwik die op het oppervlak van een stuk aluminium valt, dringt bijvoorbeeld gemakkelijk door de beschermende aluminiumoxidelaag en binnen een paar uur kunnen zelfs gigantische structurele balken aanzienlijk verzwakken. Om deze reden staan ​​veel luchtvaartmaatschappijen geen kwikthermometers toe, aangezien aluminium een ​​belangrijke plaats inneemt in het structurele skelet van vliegtuigen.

Feiten

Datum van ontdekking: 1825
Ontdekt door Hans Christian Oersted
Naam Oorsprong: van het Latijnse woord alumen
Gebruik:  vliegtuigen, frisdrankblikjes
Uitvoer: bauxiet

Aluminiumchemie

Oxidatiefase

• Aluminium Bij verhitting tot 1500 °C onder een atmosfeer van waterstof wordt AlH geproduceerd.</li >
• Normaal oxide van aluminium (Al₂O₃) 2O wordt geproduceerd wanneer >silicium onder vacuüm wordt verwarmd tot 1800 °C.

• Al₂S wordt geproduceerd door

• Al₂S₃ te verhitten met aluminiumchips tot 1300 °C onder vacuüm. Het ontleedt echter snel in uitgangsmaterialen. Tweewaardig selenium wordt op dezelfde manier gemaakt.
• Trivalente halogeniden -AlF- -AlCl- en -AlBr- kunnen in de gasfase worden verkregen bij verhitting met aluminium.

Basisinformatie

Naam: Aluminium
Symbool: Ontvangen
Atoomnummer: 13
Atoommassa: 26.981539 amu
Smeltpunt: 660,37 °C (933,52 K, 1220.666 °F)
Kookpunt: 2467,0 °C (2740,15 K, 4472,6 °F)
Aantal protonen/elektronen: 13
Aantal neutronen: 14
Classificatie: Andere metalen
Kristalstructuur: Kubiek
Dichtheid @ 293 K: 2,702 g / cm ³
Kleur: Zilver
Britse spelling: aluminium
IUPAC-spelling: aluminium

Atoomstructuur

Aantal energieniveaus: 3 Eerste energieniveau: 2 Tweede energieniveau: 8 Derde energieniveau: 3

 

Isotopen

Isotoop	Halfwaardetijd
Al-26	730000,0 jaar
Al-27	Stabiel
Al-28	2,3 minuten

Oxidatiefase

• De aanwezigheid van aluminiumsuboxide (AlO) kan worden aangetoond wanneer aluminiumpoeder wordt verbrand met zuurstof.

Oxidatiefase

• De
  • Fajans-regel geeft aan dat een eenvoudig driewaardig kation (Al³⁺) niet kan worden gevonden in watervrije zouten of binaire verbindingen zoals Al₂O_{3< /sub>. Hydroxide is een zwakke base en aluminiumzouten die zwakke basen zijn, zoals carbonaat, kunnen niet worden bereid. Sterk zure zouten zoals nitraat zijn stabiel en oplosbaar in water. Ze vormen hydraten met minstens zes moleculen.}
  • Aluminiumhydride (AlH₃)_n kan worden geproduceerd met behulp van trimethylaluminium en overtollige zuurstof. Het brandt explosief in lucht. Het kan ook worden geproduceerd door aluminiumchloride te behandelen met lithiumhydride in etheroplossing. Het kan echter niet worden gescheiden van het oplosmiddel.
  • Aluminiumcarbide (Al₄C₃) kan worden geproduceerd door het mengsel van elementen boven 1000 °C te verhitten. De lichtgele kristallen hebben een complexe roosterstructuur enof ze geven methaangas met verdund zuur. Acetylide (Al₂(C₂)₃) wordt geproduceerd door acetyleen over verwarmd aluminium te leiden.
  • Aluminiumnitride (AlN) kan bij 800 °C uit zijn elementen worden geproduceerd. Het hydrolyseert met water om ammoniak en aluminiumhydroxide te geven.
  • Aluminiumfosfide (AlP) wordt op dezelfde manier gemaakt en hydrolyseert om fosfine op te leveren.
  • Aluminiumoxide (Al₂O₃) komt in de natuur voor als korund en wordt verkregen door aluminium te verbranden met zuurstof of zijn hydroxide, nitraat of sulfaat te verhitten. Als edelsteen komt zijn hardheid na diamant, boornitride en carborundum. Bijna onoplosbaar in water.
  • Aluminiumhydroxide kan worden verkregen als een gelatineus neerslag door ammoniak toe te voegen aan een waterige oplossing van een aluminiumzout. Het is amfoteer; Het is zowel een zeer zwak zuur en maakt aluminaten met alkaliën. Het bestaat in verschillende kristalvormen.
  • Aluminiumsulfide (Al₂S₃) kan worden geproduceerd door waterstofsulfide over aluminiumpoeder te leiden. Het is polymorf.
  • Aluminiumfluoride (AlF₃) wordt geproduceerd uit of elementen door het hydroxide ervan te behandelen met HF. Het heeft een gigantische moleculaire structuur die overgaat in de gasfase zonder te smelten bij 1291 ° C. Het is erg inert. Andere trivalenten zijn dimeer en brugachtig.

Er zijn organo-metaalverbindingen met

• empirische formule AlR₃ en die zijn op zijn minst dimere of trimere, zo niet gigantische moleculen. Ze worden gebruikt op het gebied van organische synthese (bijvoorbeeld trimethylaluminium).
• Aluminohydriden zijn de meest elektro-positieve structuren die bekend zijn. De meest bruikbare daarvan is lithiumaluminiumhydride (Li[AlH₄]). Bij verhitting ontleedt lithiumhydride in aluminium en waterstof en hydrolyseert het met water. Het heeft veel toepassingen in de organische chemie. De alumino-halogeniden hebben ook een vergelijkbare structuur.

Gebruik velden

Omdat aluminium een ​​metaal is dat gemakkelijk afkoelt en warmte opneemt, vindt het een grote plaats in de koeltechnische industrie. Het is een metaal dat in veel sectoren wordt gebruikt omdat het goedkoper en beter beschikbaar is dan koper, makkelijk te verwerken en zacht.

Aluminium wordt over het algemeen gebruikt bij de productie van koelers, schijnwerpers, keukengerei en lichtgewicht voertuigen (vliegtuigen, fietsen, automotoren, motorfietsen, enz.). Daarnaast is aluminium, een belangrijk materiaal in de industrie, een metaal dat we in het dagelijks leven altijd tegenkomen.

Een ander toepassingsgebied van aluminium zijn asynchrone motoren. Zuiver aluminium (~ 99,7% Al) wordt gebruikt bij de rotorproductie van asynchrone motoren door middel van een drukgietmethode. Het lichte gewicht, de lage prijs en de relatief goede elektrische geleidbaarheid (~59-60% IACS) in vergelijking met koper zorgen ervoor dat aluminium een ​​grote plaats inneemt in de inductiemotorindustrie.^{< /sup>}

Aluminium naam

In Engelssprekende landen is het gebruikelijk dat de naam wordt gespeld en uitgesproken als zowel aluminium als aluminium. aluminium is niet erg bekend in de VS, en het is meestal aluminium. In andere landen buiten de VS is de situatie omgekeerd en is de spelling van aluminium beter bekend. Beide spellingsstijlen komen echter veel voor in Canada.

In andere landen dan het Engels komt de spelling van “ium” vaker voor. Zowel in het Duits als in het Frans is het woord aluminium.

De organisatie “International Union of Pure and Applied Chemistry” (IUPAC) keurde het gebruik van aluminium goed als wereldstandaard in 1990. Drie jaar later onderschreef het echter het woord aluminium als een acceptabele term.

Citaat van Mla: <http://www.chemicalelements.com/elements/al.html>.

Voor meer informatie Wikipadia

 

 

Aluminium Geschiedenis

 

De oude Grieken en Romeinen gebruikten de zouten van aluminium (æljʊˈmɪniəm) om de kleuren van verf te fixeren en als bloedstopper. Aluin wordt nog steeds gebruikt als bloedstopper en vasoconstrictor in de hedendaagse geneeskunde.

Hoewel bekend is dat Friedrich Wöhler in 1827 de eerste persoon was die aluminium ontleedde door watervrij aluminiumchloride te mengen met kalium, werd het metaal twee jaar geleden in een onzuivere vorm geproduceerd door een Deense natuurkundige en scheikundige, Hans Christian Ørsted. Daarom wordt in de almanakken en de scheikundeliteratuur de naam van Øersted genoemd als de persoon die aluminium heeft ontdekt. Frans Henri Saint-Claire Deville, in 1846, Wöhler’s methode, in plaats van de duurdereontwikkeld met behulp van odium.

In 1886 vroeg de Amerikaan Charles Martin Hall patent aan (patentnummer: 400655) op de productie van aluminium door middel van een elektrolytisch proces, en in hetzelfde jaar ontwikkelde de Fransman Paul Héroult dezelfde techniek in Europa, helemaal niet op de hoogte van Halls uitvinding. Om deze reden is het Hall-Heroult-proces, genoemd naar twee wetenschappers, de basismethode die tegenwoordig over de hele wereld wordt gebruikt bij de winning van aluminium uit zijn erts.

Er werd besloten om aluminium te gebruiken bij de constructie van de top van het Washington Monument in de VS, en de kosten van ongeveer 30 gram aluminium waren op dat moment gelijk aan tweemaal het dagloon van een werknemer die aan dit project werkte.

In de jaren direct nadat Adolf Hitler aan de macht kwam, werd Duitsland de wereldleider op het gebied van aluminiumproductie. De ingebruikname van nieuwe projecten voor waterkrachtcentrales in de VS (bijvoorbeeld de Grand Coulee Dam) in 1942 gaf de VS echter een voordeel dat nazi-Duitsland niet aankon. Deze superioriteit is naar voren gekomen in de vorm van aluminiumproductie die voldoende is om in vier jaar 60.000 gevechtsvliegtuigen te maken.

 

Aluminiumprijzen

Tegenwoordig is aluminium in veel opzichten een edel metaal, en dankzij de technische kenmerken ervan behoort het tot de edelmetalen en is het direct geprijsd op London Metal Exchange.

 

Hoe bereken je aluminiumprijzen

De meest gebruikelijke berekeningsmethode die wereldwijd wordt gebruikt om aluminiumprijzen te berekenen, is als volgt;

LME (de waarde op de London Metal Exchange) x wisselkoers + arbeid + verzending wordt meestal berekend en verkocht.

Daarnaast worden andere elementen, zoals warmtebehandeling (Thermisch), oppervlaktepolijstproces, chemisch kleurproces en ovenverf die zijn aangebracht om de duurzaamheid te verhogen in overeenstemming met de kwaliteit van het gewenste product, toegevoegd aan de hoofdprijs van het product.

Afgezien hiervan worden ook de lakeigenschappen en andere mechanische processen (boren, snijden, enz.) die naar gelang van het gebruiksgebied de voorkeur hebben, toegevoegd aan de arbeidskosten.