Mali, sifa, historia, na matumizi ya Aluminium
Aluminium (pia inajulikana kama aluminium) ni kipengele cha chuma cha juu zaidi katika ukanda wa dunia. Na ni jambo jema, pia, kwa sababu tunatumia mengi. Kuhusu tani milioni 41 hupigwa kila mwaka na kuajiriwa katika mpango mpana wa maombi. Kutoka kwa miili ya moto kwa makopo ya bia, na kutoka kwa nyaya za umeme kwa ngozi za ndege, alumini ni sehemu kubwa sana ya maisha yetu ya kila siku .
Mali
- Athari ya atomiki: Al
- Nambari ya atomiki: 13
- Jamii ya kipengele: Mtaa wa mpito wa baada ya mpito
- Uzito wiani: 2.70 g / cm 3
- Kiwango Kiwango: 1220.58 ° F (660.32 ° C)
- Point ya kuchemsha: 4566 ° F (2519 ° C)
- Ugumu wa Moh: 2.75
Tabia
Aluminium ni chuma nyepesi, chenye conductive, reflective na isiyo sumu ambayo inaweza kwa urahisi machined. Uimarishaji wa chuma na mali nyingi za faida hufanya hivyo kuwa nyenzo bora kwa matumizi mengi ya viwanda.
Historia
Misombo ya aluminium ilitumiwa na Wamisri wa kale kama dyes, vipodozi, na dawa, lakini hakuwa hadi miaka 5000 baadaye kwamba wanadamu waligundua jinsi ya kugundua alumini safi ya metali. Haishangazi, maendeleo ya mbinu za kuzalisha chuma za alumini zilihusishwa na ujio wa umeme katika karne ya 19, kama smelting ya alumini inahitaji kiasi kikubwa cha umeme.
Ufanisi mkubwa katika uzalishaji wa alumini ulifika 1886 wakati Charles Martin Hall aligundua kuwa alumini inaweza kuzalishwa kwa kutumia kupunguza electrolytic.
Mpaka wakati huo, aluminium ilikuwa imara na gharama kubwa kuliko dhahabu. Hata hivyo, ndani ya miaka miwili ya ugunduzi wa Hall, kampuni za alumini zilianzishwa Ulaya na Amerika.
Katika karne ya 20, mahitaji ya alumini yalikua kwa kiasi kikubwa, hasa katika viwanda vya usafiri na ufungaji.
Ingawa mbinu za uzalishaji hazibadilika kwa kiasi kikubwa, zimekuwa zenye ufanisi zaidi. Zaidi ya miaka 100 iliyopita, kiasi cha nishati zinazotumiwa kuzalisha kitengo kimoja cha aluminium imepungua 70%.
Uzalishaji
Uzalishaji wa alumini kutoka kwenye madini hutegemea oksidi ya alumini (Al2O3), ambayo hutolewa kutoka kwa madini ya bauxite. Bauxite kawaida ina asidi 30-60% ya oksidi ya alumini (inayojulikana kama alumini) na inapatikana mara kwa mara karibu na uso wa dunia. Utaratibu huu unaweza kugawanywa katika sehemu mbili; (1) uchimbaji wa alumini kutoka kwa bauxite, na (2), smelting ya chuma alumini kutoka alumini.
Kugawanyika kwa alumini kwa kawaida kufanyika kwa kutumia kile kinachojulikana kama Mchakato wa Bayer. Hii inahusisha kusagwa bauxite katika unga, kuchanganya na maji ili kufanya slurry, inapokanzwa na kuongeza caustic soda (NaOH). Soda caustic hutenganisha alumini, ambayo inaruhusu kupitisha filters, na kuacha uchafu nyuma.
Suluhisho la aluminate linakimbiwa kwenye mizinga ya precipitator ambapo chembe za hydroxide ya alumini huongezwa kama 'mbegu'. Matokeo ya kupumua na ya baridi katika hidroksidi ya alumini inakataza kwenye mbegu za mbegu, ambazo zinawaka na zikauka kuzalisha alumini.
Seli za electrolytic hutumika kwa smelt alumini kutoka kwa alumini katika mchakato uliotambuliwa na Charles Martin Hall.
Alumina hulishwa ndani ya seli hupasuka katika umwagaji wa fluorinated wa cryolite iliyosafishwa katika 1742F ° (950C °).
Sasa moja kwa moja ya mahali popote kutoka 10,000-300,000A hutumwa kutoka anodes kaboni katika kiini kupitia mchanganyiko kwenye kamba ya cathode. Sasa umeme huu huvunja alumina ndani ya alumini na oksijeni. Osijeni hupuka na kaboni ili kuzalisha dioksidi kaboni, wakati alumini inakopwa na kitambaa cha seli cathode.
Alumini inaweza kisha kukusanywa na kuchukuliwa kwenye vifuniko ambapo nyenzo za alumini za recyclable zinaweza kuongezwa. Kuhusu moja ya tatu ya alumini yote zinazozalishwa leo hutoka kwa vifaa vya kuchapishwa. Kwa mujibu wa Utafiti wa Kijiolojia wa Marekani, nchi kubwa zaidi zinazozalisha aluminium mwaka 2010 zilikuwa China, Urusi na Canada.
Maombi
Maombi ya aluminium ni mengi sana ya kuorodhesha, na kwa sababu ya watafiti wa mali maalum wa tafuta wanapata maombi mapya mara kwa mara.
Kwa kawaida, aluminium na alloys zake nyingi hutumiwa katika viwanda vitatu vingi; usafiri, ufungaji, na ujenzi.
Aluminium, kwa aina mbalimbali na alloys, ni muhimu kwa vipengele vya miundo (muafaka na miili) ya ndege, magari, treni, na boti. Zaidi ya asilimia 70 ya ndege fulani ya kibiashara inajumuisha alloys alumini (kipimo kwa uzito). Kama sehemu inahitaji upinzani au upinzani wa kutu, au kuvumiliana na joto la juu, aina ya alloy kutumika hutegemea mahitaji ya kila sehemu ya sehemu.
Kuhusu 20% ya alumini yote zinazozalishwa hutumiwa katika vifaa vya ufungaji. Matofali ya aluminium ni vifaa vyenye kufaa kwa ajili ya chakula kwa sababu sio sumu, lakini pia ni salama inayofaa kwa bidhaa za kemikali kwa sababu ya reactivity yake ya chini na inawezekana kwa mwanga, maji na oksijeni. Nchini Marekani pekee, makopo ya alumini milioni 100 yanatumwa kila mwaka. Zaidi ya nusu ya hizi ni hatimaye kubadilishwa.
Kwa sababu ya muda mrefu na upinzani wa kutu, karibu 15% ya alumini zinazozalishwa kila mwaka hutumiwa katika matumizi ya ujenzi. Hii inajumuisha madirisha na madirisha ya mlango, dari, siding, na muundo wa miundo, pamoja na mabomba, shutters na milango ya karakana.
Uendeshaji umeme wa alumini pia unaruhusu kuajiriwa mistari ya conductor ndefu. Kuimarishwa kwa chuma, alloys alumini ni zaidi ya gharama nafuu kuliko shaba na kupunguza sagging kutokana na uzito wao.
Matumizi mengine ya alumini ni pamoja na maganda na shimo la joto kwa umeme wa matumizi, miti ya taa za barabara, miundo ya mafuta ya juu ya mafuta, madirisha yaliyotengenezwa na alumini, vifaa vya kupikia, popo za baseball, na vifaa vya usalama vya kutafakari.
Vyanzo:
Anwani, Arthur. & Alexander, WO 1944. Vyuma katika Utumishi wa Mtu . Toleo la 11 (1998).
USGS. Muda wa Bidhaa za Madini: Aluminium (2011). http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/aluminium/