Aprenda sobre o alumínio, o elemento mais abundante do planeta

O alumínio (também conhecido como alumínio) é o elemento metálico mais abundante na crosta terrestre. E também é bom, porque usamos muito disso. Cerca de 41 milhões de toneladas são fundidas a cada ano e empregadas em um amplo arranjo de aplicações. De corpos de automóveis para latas de cerveja, e de cabos elétricos para capas de aeronaves, o alumínio é uma parte muito importante da nossa vida diária.

Propriedades

• Símbolo Atômico: Al
• Número Atômico: 13

• Categoria do elemento: metal pós-transição
• Densidade: 2. 70 g / cm ³
• Ponto de fusão: 1220. 58 ° F (660. 32 ° C) < Ponto de ebulição: 2595 ° C
• Dureza de Moh: 2. 75
• Características

O alumínio é um metal leve, altamente condutor, reflexivo e não tóxico que pode ser facilmente usinado. A durabilidade do metal e inúmeras propriedades vantajosas tornam o material ideal para muitas aplicações industriais.

História

Os compostos de alumínio foram usados ​​por antigos egípcios como corantes, cosméticos e medicamentos, mas não foi até 5000 anos depois que os humanos descobriram como cheirar o alumínio metálico puro. Não surpreendentemente, o desenvolvimento de métodos para produzir alumínio metálico coincidiu com o advento da eletricidade no século 19, já que a fundição de alumínio exige quantidades significativas de eletricidade.

Um grande avanço na produção de alumínio ocorreu em 1886, quando Charles Martin Hall descobriu que o alumínio poderia ser produzido usando redução eletrolítica.

Até aquele momento, o alumínio tinha sido mais raro e mais caro que o ouro. No entanto, dentro de dois anos da descoberta de Hall, empresas de alumínio estavam sendo estabelecidas na Europa e América.

Durante o século XX, a demanda de alumínio cresceu substancialmente, particularmente nas indústrias de transporte e embalagem.

Embora as técnicas de produção não tenham mudado substancialmente, tornaram-se particularmente mais eficientes. Ao longo dos últimos 100 anos, a quantidade de energia consumida para produzir uma unidade de alumínio diminuiu 70%.

Produção

A produção de alumínio a partir do minério depende do óxido de alumínio (Al2O3), que é extraído do minério de bauxita. A bauxita normalmente contém 30-60% de óxido de alumínio (comumente referido como alumina) e é encontrada regularmente perto da superfície terrestre. Este processo pode ser dividido em duas partes; (1) extração de alumina de bauxita, e (2), a fundição de metal de alumínio a partir de alumina.

Separação de alumina normalmente feita usando o que é conhecido como o Processo Bayer. Isso envolve esmagar a bauxita em pó, misturando-a com água para fazer uma pasta, aquecer e adicionar soda cáustica (NaOH). O soda cáustica dissolve a alumina, o que lhe permite passar pelos filtros, deixando as impurezas para trás.

A solução de aluminato é então drenada em tanques precipitadores onde partículas de hidróxido de alumínio são adicionadas como "semente". Agitação e resfriamento resultam em hidróxido de alumínio precipitando sobre o material de semente, que é então aquecido e seco para produzir alumina.

As células eletrolíticas são usadas para cheirar alumínio da alumina no processo descoberto por Charles Martin Hall.

Alumina alimentada nas células é dissolvida num banho fluorado de criolite fundida a 1742 ° F (950 ° C).

Uma corrente contínua de qualquer lugar de 10, 000-300, 000A é enviada dos ânodos de carbono na célula através da mistura para um invólucro de cátodo. Esta corrente elétrica quebra a alumina em alumínio e oxigênio. O oxigênio reage com o carbono para produzir dióxido de carbono, enquanto o alumínio é atraído para o revestimento de células de cátodo de carbono.

O alumínio pode então ser coletado e levado para fornos onde material de alumínio reciclável pode ser adicionado. Cerca de um terço do total de alumínio produzido hoje vem de material reciclado. De acordo com o US Geological Survey, os maiores países produtores de alumínio em 2010 foram a China, a Rússia e o Canadá.

Aplicações

As aplicações de alumínio são muito numerosas para listar e, devido às propriedades especiais do metal, os pesquisadores estão encontrando novas aplicações regularmente.

De um modo geral, o alumínio e suas muitas ligas são usados ​​em três grandes indústrias; transporte, embalagem e construção.

O alumínio, em uma variedade de formas e ligas, é fundamental para os componentes estruturais (armações e corpos) de aeronaves, automóveis, trens e barcos. Tanto quanto 70% de algumas aeronaves comerciais consistem em ligas de alumínio (medidas em peso). Se a peça requer resistência ao estresse ou corrosão, ou tolerância a altas temperaturas, o tipo de liga usada depende dos requisitos de cada componente.

Cerca de 20% de todo o alumínio produzido é usado em materiais de embalagem. A folha de alumínio é um material de embalagem adequado para alimentos, por isso não é tóxico, enquanto que também é um selante adequado para produtos químicos devido à sua baixa reatividade e é impermeável à luz, à água e ao oxigênio. Somente nos EUA, cerca de 100 bilhões de latas de alumínio são enviadas todos os anos. Mais de metade destes são eventualmente reciclados.

Devido à sua durabilidade e resistência à corrosão, cerca de 15% de alumínio produzido a cada ano é utilizado em aplicações de construção. Isso inclui janelas e caixilhos de portas, telhados, revestimentos e molduras estruturais, bem como guindastes, persianas e portas de garagem.

A condutividade elétrica do alumínio também permite que ele seja empregado em linhas condutoras de longa distância. Reforçados com o aço, as ligas de alumínio são mais eficientes do que o cobre e reduzem a flacidez devido à sua leveza.

Outras aplicações para alumínio incluem conchas e dissipadores de calor para eletrônicos de consumo, postes de iluminação de rua, estruturas superiores de plataforma de óleo, janelas revestidas de alumínio, utensílios de cozinha, bastões de baseball e dispositivos de segurança reflexivos.

Fontes:

_{Rua, Arthur. & Alexander, W. O. 1944.}

_{Metais ao serviço do homem . 11ª edição (1998). USGS. Resumos de commodities minerais: alumínio (2011). // minerais. Usgs. gov / minerais / pubs / commodity / aluminium /
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