کاربرد آلومینیوم

آلومینیوم یکی از مهمترین فلزات قابل بازیافت در جهان است. نزدیک به 75 درصد از کل آلومینیوم تولید شده هنوز در چرخه استفاده قرار دارد. آلومینیوم می تواند بدون از دست دادن کیفیت دوباره و دوباره بازیافت گردد.

آلومینیوم فراوان ترین فلز و سومین عنصر فراوان در پوسته ی زمین است که در طبیعت به صورت آزاد وجود ندارد. برای تهیه  فلز آلومینیوم باید از فرایند برقکافت استفاده کنیم. اما آلومینیوم را نمی توان از برقکافت محلول آبی نمک های آن به دست آورد زیرا مولکول های آب نسبت به یون های AL3+  اکسنده ی قوی تری هستند و در رقابت کاتدی برنده می شوند. در صنعت، آلومینیوم را از سنگ معدن آلومینیوم داری به نام بوکسیت (آلومینای ناخالص) (AL2O3) به دست می آورند. ناخالصی های بوکسیت را به طور عمده، Fe2O3 و SiO2 تشکیل می دهند.

بقیه ی مطلب در ادامه مطلب

ضایعات آلومینیوم

باوجود آنکه امروزه آلومینیوم پس از فولاد پر مصرف ترین فلز جهان محسوب می شود ،اما پیشینه وسابقه تولید این فلز حتی به دو قرن هم نمی رسد ودر مقایسه با فولاد و مس که از فلزات دیر آشنای صنعت هستند فلزی جوان محسوب می شود که توانسته است با عمری کوتاه ،جایگاه مصرفی وارزش بالایی را در صنایع مختلف به خود اختصاص دهد. دلیل عمرکوتاه وعدم استفاده از این فلز در سالهای پیشین، نوع سنگ معدن و نحوه استخراج آلومینیوم از آن می باشد. مشکل وهزینه بر بودن استخراج آلومینیوم از سنگ معدن اکسیدی آن (روش الکترولیز)باعث تاخیر حضور این فلز در توسعه صنعتی تا سالهای پس از آغاز قرن نوزدهم شد. همچنین جهت خرید ضایعات آلومینیوم به سایت خریدار ضایعات مراجعه فرمایید.

آنجا که نقطه ی ذوب آلومینای خالص بسیار بالا و در حدود 2045°c  است، تأمین این دما و برقکافت آن به حالت مذاب از نظر اقتصادی به صرفه نیست.

شرکت خرید و فروش ضایعات در کل ایران به مدیریت مهندس علی عبدی شماره تماس شرکت خریدار ضایعات  09125342693

کاربرد آلومینیوم

آلومینیوم کاربردی‌ترین فلز بعد ازآهن است و تقریبأ در تمامی بخش‌های صنعت دارای اهمیت می‌باشد. آلومینیوم خالص، نرم و ضعیف است، اما می‌تواند آلیاژهایی را با مقادیر کمی از مس، منیزیوم ،منگنز، سیلیکون و دیگر عناصر بوجود آورد که این آلیاژها ویژگی‌های مفید گوناگونی دارند. این آلیاژها اجزای مهم هواپیماها و راکتها را می‌سازند.

وقتی آلومینیوم را در خلاء تبخیر کنند، پوششی تشکیل می‌دهد که هم نور مرئی و هم گرمای تابشی را منعکس می‌کند. این پوششها لایه نازک اکسید آلومینیوم محافظ را بوجود می‌آورند که همانند پوششهای نقره خاصیت خود را از دست نمی‌دهند. یکی دیگر از موارد استفاده از این فلز در لایه آینه‌های تلسکوپ‌های نجومی است.

برخی از کاربرد های الومینیوم :

  • حمل و نقل (اتومبیل‌ها، هواپیماها، کامیون‌ها، کشتی‌ها، ناوگانهای دریایی، راه آهن )
  • بسته‌بندی (قوطی‌ها، فویل )
  • ساختمان (درب، پنجره، دیوار پوشها )
  • کالاهای با دوام مصرف کننده (وسایل برقی خانگی، وسایل آشپزخانه)

خصوصیات فیزیکی وشیمیایی فلز الومینیوم

خطوط انتقال الکتریکی (هدایت الکتریکی آلومینیوم از مس بیشتر واز طلا کمتر میباشد اما استحکام مکانیکی ان در برابر کشش از مس کمتر میباشد و لذا برای ساخت هادی های آلومینیوم به منظور استفاده در خطوط انتقال از هسته ای فولادی برای تقویت استحکام ان در برابر کشش استفاده میکنند معروف ترین هادی آلومینیومی با ویژگی های بالا که در 90 درصد خطوط انتقال استفاده میشود هادی ACSR میباشد.

ماشین آلات اکسید آلومینیوم (آلومینا) بطور طبیعی و بصورت کوراندوم، سنگ سنباده، یاقوت و یاقوت کبود یافت می‌شود که در صنعت شیشه‌سازی کاربرد دارد. یاقوت و یاقوت کبود مصنوعی در لیزر برای تولید نور هم‌نوسان بکار می‌روند. آلومینیوم با انرژی زیادی اکسیده می‌شود و در نتیجه در سوخت موشکهای با سوخت و دمازاها مورد استفاده واقع می‌شود.

مقرون به صرفه بودن و یا نبودن

کانی بوکسیت مهمترین سنگ معدنی حاوی این فلز است. رنگ قرمز آن به دلیل وجود مقداری عنصر آهن است.
آلومینیوم یک فلز واکنشگر است و نمی‌تواند از سنگ معدن خود بوکسیت (Al۲O۳)به ‌وسیله کاهش با کربن جدا شود. در عوض روش جداسازی این فلز از طریق برق‌کافت است. (این فلز در محلول اکسیده شده، سپس بصورت فلز خالص جدا می‌شود) لذا جهت این کار، سنگ معدن باید درون یک مایع قرار بگیرد. اما بوکسیت دارای نقطه ذوب بالایی است (۲۰۰۰ درجه سانتی‌گراد) که تأمین این مقدار انرژی از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست.

استخراج آلومینیوم از معادن سنگ

رای سالهای زیادی بوکسیت را در فلورید سدیم و آلومینیوم مذاب قرار می‌دادند و نقطه ذوب آن تا ۹۰۰درجه سانتی‌گراد کاهش می‌یافت. اما امروزه مخلوط مصنوعی ازآلومینیوم، سدیم و فلوئورید کلسیم، جایگزین فلورید سدیم و آلومینیوم شده‌است. این فرایند هنوز مستلزم انرژی بسیار زیاد است و کارخانجات آلومینیوم دارای ایستگاه‌های برق مخصوص خود در اطراف این کارخانه‌ها هستند.

الکترودهایی که در الکترولیز بوکسیت بکار می‌روند، هر دو کربن هستند. وقتی سنگ معدن در حالت مذاب است، یونهای آن آزادانه حرکت می‌کنند. واکنش در کاتد منفی اینگونه‌است:

A l < s u b > 3 < / s u b > + 3 e ⟶ A l

در اینجا یون آلومینیوم در حالت کاهش است (الکترونها اضافه می‌شوند). سپس فلز آلومینیوم به سمت پایین فرومی‌رود و خارج می‌شود.
آند مثبت، اکسیژن بوکسیت را اکسیده می‌کند که بعد از آن با الکترود کربنی واکنش کرده تا تولید دی‌اکسید کربن نماید.
این کاتد باید عوض شود، چون اغلب تبدیل به دی‌اکسید کربن می‌شود. بر خلاف هزینه الکترولیز، آلومینیوم فلزی، ارزان با کاربرد وسیع است. امروزه آلومینیوم را می‌توان از خاکه معدنی استخراج کرد، اما این فرایند، اقتصادی نیست.

استخراج آلومینیوم

آلومینیوم یک فلز واکنشگر است و نمی‌تواند از سنگ معدن خود بوکسیت (Al۲O۳) به‌وسیله کاهش با کربن جدا شود. در عوض روش جداسازی این فلز از طریق برق کافت است. (این فلز در محلول اکسیده شده، سپس بصورت فلز خالص جدا می‌شود.) لذا جهت این کار، سنگ معدن باید درون یک مایع قرار بگیرد. اما پوکسیت دارای نقطه ذوب بالایی است (۲۰۰۰ درجه سانتی‌گراد) که تامین این مقدار انرژی از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست.

برای سالهای زیادی بوکسیت را در فلورید سدیم و آلومینیوم مذاب قرار می‌دادند و نقطه ذوب آن تا ۹۰۰درجه سانتی‌گراد کاهش می‌یافت. اما امروزه مخلوط مصنوعی ازآلومینیوم، سدیم و فلوئورید کلسیم، جایگزین فلورید سدیم و آلومینیوم شده‌است. این فرایند هنوز مستلزم انرژی بسیار زیاد است و کارخانجات آلومینیوم دارای ایستگاههای برق مخصوص خود در اطراف این کارخانه‌ها هستند.

الکترودهایی که در الکترولیز بوکسیت بکار می‌روند، هر دو کربن هستند. وقتی سنگ معدن در حالت مذاب است، یونهای آن آزادانه حرکت می‌کنند.

در اینجا یون آلومینیوم در حالت کاهش است (الکترونها اضافه می‌شوند). سپس فلز آلومینیوم به سمت پایین فرو می‌رود و خارج می‌شود.

آند مثبت، اکسیژن بوکسیت را اکسیده می‌کند که بعد از آن با الکترود کربنی واکنش کرده تا تولید دی‌اکسید کربن نماید.

این کاتد باید عوض شود، چون اغلب تبدیل به دی‌اکسید کربن می‌شود. بر خلاف هزینه الکترولیز، آلومینیوم فلزی، ارزان با کاربرد وسیع است. امروزه آلومینیوم را می‌توان از خاکه معدنی استخراج کرد، اما این فرایند، اقتصادی نیست.

 

 

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *