تاريخچه کشف آلومينيم :
 

" فردريک وهلر " بطور کلي به آلومينيوم خالص اعتقاد داشت اما اين فلز دو سال پيشتر بوسيله " هانس کريستين ارستد " شيميدان و فيزيکدان دانمارکي بدست آمد. در روم و يونان باستان اين فلز را بعنوان ثابت کننده رنگ در رنگرزي و نيز بعنوان بند آورنده خون در زخمها بکار مي‌بردند و هنوز هم بعنوان داروي بند آورنده خون مورد استفاده است. در سال 1761 ، " گويتون دموروو " پيشنهاد کرد تا alum را آلومين (alumin) بنامند .

پيدايش و منابع :
 

اگر چه Al ، يک عنصر فراوان در پوسته زمين است(18%) ، اين عنصر در حالت آزاد خود بسيار نادر است و زماني يک فلز گرانبها و ارزشمندتر از طلا به حساب مي‌آمد. بنابراين ، بعنوان فلزي صنعتي اخيرأ مورد توجه قرار گرفته و در مقياسهاي تجاري تنها بيش از 100 سال است که مورد استفاده است. در ابتدا که اين فلز کشف شد، جدا کردن آن از سنگها بسيار مشکل بود و چون کل آلومينيوم زمين بصورت ترکيب بود، مشکل‌ترين فلز از نظر تهيه به شمار مي‌آمد .
آلومينيوم براي مدتي از طلا با ارزش‌تر بود، اما بعد از ابداع يک روش آسان براي استخراج آن در سال 1889 ، قيمت آن رو به کاهش گذاشت و سقوط کرد. تهيه مجدد اين فلز از قطعات اسقاط (از طريق بازيافت) تبديل به بخش مهمي از صنعت آلومينيوم شد. بازيافت آلومينيوم موضوع تازه اي نيست، بلکه از قرن نوزدهم يک روش رايج براي اين کار وجود داشت. با اينهمه تا اواخر دهه 60 اين يک کار کم منفعتي بود تا زمانيکه بازيافت قوطيهاي آلومينيومي آشاميدنيها بالاخره بازيافـت اين فلز را مورد توجه قرار داد. منابع بازيافت آلومينيوم عبارتند از: اتومبيلها ، پنجره ها ، درها ، لوازم منزل ، کانتينرها و ساير محصولات ... .

معرفي :
 

آلومينيوم ، عنصر شيميايي است که در جدول تناوبي داراي علامت Al و عدد اتمي 13 مي‌باشد. آلومينيوم که عنصري نقره‌اي و انعطاف‌پذير است، عمدتأ به صورت سنگ معدن بوکسيت يافت مي‌شود و از نظر مقاومتي که در برابر اکسيداسيون دارد، همچنين وزن و قدرت آن ، قابل توجه است. آلومينيوم در صنعت براي توليد ميليونها محصول مختلف بکار مي‌رود و در جهان اقتصاد ، عنصر بسيار مهمي است . اجزاي سازه‌هايي که از آلومينيوم ساخته مي‌شوند، در صنعت هوانوردي و ساير مراحل حمل و نقل بسيار مهم هستند. همچنين در سازه‌هايي که در آنها وزن پايداري و مقاومت لازم هستند، وجود اين عنصر اهميت زيادي دارد .

ويژگي‌هاي قابل توجه
 

آلومينيوم ، فلزي نرم و سبک ، اما قوي است، با ظاهري نقره‌اي - خاکستري مات و لايه نازک اکسيداسيون که در اثر برخورد با هوا در سطح آن تشکيل مي‌شود، از زنگ خوردگي بيشتر جلوگيري مي‌کند. وزن آلومينيوم تقريبأ يک سوم فولاد يا مس است.ِ چکش خوار ، انعطاف پذير و به راحتي خم مي‌شود. همچنين بسيار بادَوام و مقاوم در برابر زنگ خوردگي است. بعلاوه ، اين عنصر غير مغناطيسي ، بدون جرقه ، دومين فلز چکش خوار و ششمين فلز انعطاف‌پذير است .

کاربردها
 

چه از نظر کيفيت و چه از نظر ارزش ، آلومينيوم کاربردي‌ترين فلز بعد از آهن است و تقريبأ در تمامي بخشهاي صنعت داراي اهميت مي‌باشد. آلومينيوم خالص ، نرم و ضعيف است، اما مي‌تواند آلياژهايي را با مقادير کمي از مس ، منيزيوم ، منگنز ، سيليکون و ديگر عناصر بوجود آورد که اين آلياژها ويژگي‌هاي مفيد گوناگوني دارند. اين آلياژها اجزاي مهم هواپيماها و راکتها را مي‌سازند . وقتي آلومينيوم را در خلاء تبخير کنند، پوششي تشکيل مي‌دهد که هم نور مرئي و هم گرماي تابشي را منعکس مي‌کند. اين پوششها لايه نازک اکسيد آلومينيوم محافظ را بوجود مي‌آورند که همانند پوششهاي نقره خاصيت خود را از دست نمي‌دهند. يکي ديگر از موارد استفاده از اين فلز در لايه آينه‌هاي تلسکوپ‌هاي نجومي است .
برخي از کاربردهاي فراوان آلومينيوم عبارتند از :
حمل و نقل اتومبيل‌ها ، هواپيماها ، کاميون‌ها ، کشتي‌ها ، ناوگانهاي دريايي ، راه آهن و بسته‌بندي قوطي‌ها ، فويل و ساختمان درب ، پنجره ، ديوار پوشها و ... کالاهاي با دوام مصرف کننده ( وسايل برقي خانگي ، وسايل آشپزخانه ، ... )خطوط انتقال الکتريکي به‌علت وزن سبک اگرچه هدايت الکترِکي آن تنها 60% هدايت الکتريکي مس مي‌باشد ماشين آلات اکسيد آلومينيوم (آلومينا) بطور طبيعي و بصورت کوراندوم ، سنگ سمباده (emery) ، ياقوت (ruby) و ياقوت کبود (sapphire) يافت مي‌شود که در صنعت شيشه‌سازي کاربرد دارد. ياقوت و ياقوت کبود مصنوعي در ليزر براي توليد نور هم‌نوسان بکار مي‌روند . آلومينيوم با انرژي زيادي اکسيده مي‌شود و در نتيجه در سوخت موشکهاي با سوخت و دمازاها مورد استفاده واقع مي‌شود .

استخراج آلومينيوم
 

آلومينيوم يک فلز واکنشگر است و نمي‌تواند از سنگ معدن خود بوکسيت (Al2O ) بوسيله کاهش با کربن جدا شود. در عوض روش جداسازي اين فلز از طريق الکتروليز است. (اين فلز در محلول اکسيده شده ، سپس بصورت فلز خالص جدا مي‌شود.) لذا جهت اين کار ، سنگ معدن بايد درون يک مايع قرار بگيرد. اما بوکسيت داراي نقطه ذوب بالايي است (2000 درجه سانتي‌گراد) که تامين اين مقدار انرژي از نظر اقتصادي مقرون به صرفه نيست . براي سالهاي زيادي بوکسيت را در فلوريد سديم و آلومينيوم مذاب قرارمي‌دادند و نقطه ذوب آن تا 900درجه سانتي‌گراد کاهش مي‌يافت. اما امروزه مخلوط مصنوعي ازآلومينيوم ، سديم و فلوئوريد کلسيم ، جايگزين فلوريد سديم و آلومينيوم شده است. اين فرايند هنوز مستلزم انرژي بسيار زياد است و کارخانجات آلومينيوم داراي ايستگاههاي برق مخصوص خود در اطراف اين کارخانه‌ها هستند . الکترودهايي که در الکتروليز بوکسيت بکار مي‌روند، هر دو کربن هستند. وقتي سنگ معدن در حالت مذاب است، يونهاي آن آزادانه حرکت مي‌کنند.
واکنش در کاتد منفي اينگونه است:
Al3+ + 3e ----> Al
در اينجا يون آلومينيوم در حالت کاهش است(الکترونها اضافه مي‌شوند). سپس فلز آلومينيوم به سمت پايين فرو مي‌رود و خارج مي‌شود . آند مثبت ، اکسيژن بوکسيت را اکسيده مي‌کند که بعد از آن با الکترود کربني واکنش کرده تا توليد دي‌اکسيد کربن نمايد . اين کاتد بايد عوض شود، چون اغلب تبديل به دي‌اکسيد کربن مي‌شود. بر خلاف هزينه الکتروليز ، آلومينيوم فلزي ، ارزان با کاربرد وسيع است. امروزه آلومينيوم را مي‌توان از خاکه معدني (clay) استخراج کرد، اما اين فرايند ، اقتصادي نيست .

املاء
 

املاء رسمي اين عنصر ، IUPAK (Aluminium) است، گرچه عموما آمريکايي‌ها و کانادايي‌ها آنرا بصورت Aluminum نوشته و تلفظ مي‌کنند . "همفريديوي" در سال 1807 Aluminum را براي عنصر کشف شده در آن زمان ارائه کرد، اما بعدا تصميم گرفت تا اين نام را به Aluminium تغيير دهد که با وجود ium در نام بيشتر عناصر تطبيق کند. بعدها املا Aluminium در بريتانيا و آمريکا متداول شد، اما بعد بتدريج آمريکايي‌ها براي اهداف غيرتخصصي اين نام را به Aluminum برگرداندند. نام رسمي اين عنصر در آمريکا و در رشته شيمي تا سال 1926 بصورت Aluminium بکار رفت. از اين تاريخ به بعد انجمن شيمي آمريکا تصميم به استفاده از املاء Aluminum در نشرِات خود گرفت .

آلومنيم خالص(99%)
 

آلومينيوم فراوان ترين فلز و سومين عنصر ِفلزّي است که به مقدار زياد ، در پوسته ي زمين يافت مي شود . آلومينيوم در طبيعت به صورت «آلومينيوم سيليکات» پايدار Al(SiO3)3 و آلمينيوم هيدرواکسيد Al(OH)3 وجود دارد . در دوران باستان يوناني ها زاج که يکي از فراوان ترين کاني هاي آلومينيوم است را مي شناختند و از آن به عنوان داروي قابض در پزشکي و به عنوان ثابت کننده ي رنگ در رنگرزي استفاده مي کردند . با اين همه از شناخت آلومينيوم ، يکصد و هفتاد سال (1827)نمي گذرد .
آلومينيوم هيدرواکسيد (Bauxite) يک نوع خاک اوره است که در آن عنصر هاي آلومينيوم بسيار غني اي وجود دارد . (حدود 50درصد اين فلز تشکيل شده است .) البته در اين خاک ناخالصي هايي مانند : سيليس (SiO2) ، اکسيد هاي آهن و اکسيد تيتانيوم (TiO2) وجود دارد .
آلومينيوم کشف شده «آلومين» ناميده مي شود . آلومين يک ماده ي سخت ، شامل آلومينيوم و اکسيژن است . چون دماي ذوب آلومين زياد است ، (در حدود 2050 درجه سلسيوس) الکتروليز آن در حالت مذاب بسيار دشوار است ؛ به اين دليل آن را در کريوليت (Na3AlF6) نمکِ مذاب حل مي کنند و به اين ترتيب مخلوطي به دست مي آيد که دماي ذوب (بين 960 تا 980 ) پايين تري دارد . سپس آن را از يک جريان الکتريکي قوي عبور مي دهند تا اکسيژن آن کاملاً جدا شود . البته لازم به ذکر است که کريوليت در الکتروليز شرکت نمي کند و فقط دماي ذوب را پايين مي آورد همچنين در اين مرحله انرژي زيادي صرف مي شود براي توليد Kg 1 آلومينيوم ، Kg 6 بوکسيت (Bauxite) ، Kg 4 محصولات شيميايي و KW 14 برق نياز است . در حالي که براي بازيافت آن 5% انرژي لازم است و فقط 5% دي اکسيد کربن توليد مي کند . جالب است اگر بدانيد که مقدار انرژي که از بازيافت يک قوطي کنسرو ذخيره سازي مي شود ، مي تواند يک تلويزيون را به مدت سه ساعت روشن نگه دارد .
محصولات اپتدايي آلومينيوم در دنيا سالانه برا بر با 24000000 تن مي باشد . کشوري که در جهان بيشترين مقدار آلومينيوم را توليد مي کند ، استراليا است . البته کشور هايي مانند : جامايکا ، برزيل ، گينه ، چين و قسمت هايي از اروپا در توليد اين محصول نقش مهمي را ايفا مي کنند .
شرکت هاي بازيافتي اغلب آلومينيوم را از شرکت هاي صنعتي ، مسقيم خريداري مي کنند . بسياري از کارخانه ها اين فلزّات را ذوب مي کنند و نا خالصي هاي آن را جدا کرده و در قالب هاي مختلف ريخته گري مي کنند .
حجم بيشتري از اين قطعات ريخته گري شده توسط کارخانه هاي خودرو سازي و هواپيما سازي مصرف مي شود وبراي ساخت سر سيلند و مواردي از اين قبيل کاربرد دارد .
در ايالات متحده ي آمريکا بازيافت آلومينيوم از قطعات خريداري شده در مقايسه سال 2001 با2000 تا 14% کاهش پيدا کرده است . 98/2 تن از فلزات بازيافتي را ، 60% از قطعات کارخانه اي و 40% از محصولات آلومينيومي کم ارزش تشکيل مي دهد . اين موضوع نشان دهنده اين است که در سال هاي اخير به بازيافت زباله هاي خانگي توجه بيشتري شده است .
بسياري ديگر از شرکت ها ، بازيافت قوطي ها را انجام مي دهند . بسياري از اين قوطي ها به صورت ورقه هاي آلومينيومي بازيافت مي شوند و دوباره به صورت قوطي هاي نوشابه در مي آيند . گزارشات نشان مي دهد که آمريکا حدود 55600000 تن ، قوطي آلومينيومي را بازيابي کرده است و اين مقدار باعث صرفه جويي هاي بسياري در هزينه ها شده است .
آلومينيوم داراي خواصّي است که موجب شده ، بيش از اندازه مورد توجه قرار گيرد . اين خواصّ عبارت اند از:
1- کاهندگي آلومينيوم
2- چگالي کم
3- رسانش گرمايي بالا و مقاومت حرارتي بالا
4- سازش پذيري با مواد غذايي
ارسالي از طرف کاربر محترم : the_holl_virus