Aluminiul

Aluminiul

R?sp?ndire ?n natur?: Al este cel mai r?sp?ndit metal ?n natur?; el alc?tuie?te 7,4% din scoar?a p?m?ntului. Al nu exist? ?n stare nativ?. Dintre mineralele mai importante sunt: micele, feldspa?ii respectiv ?i produsele de alterare ale acestora: caolinul ?i argila, corindonul ?i variet??ile lui, bauxita apoi criobitul.

Preparare: Fabricarea Al comport? dou? etape: a) fabricarea oxidului de Al
b) ob?inerea Al din alumin?
a) Al , mai ales acela destinat construc?iilor de avioane nu trebuie s? con?in? nici fier nici siliciu. De aceea c?nd bauxitele con?in cantit??i mai mari de fier ?i de siliciu, ele trebuie supuse unor tratamente prealabile de purificare.
Procedeul Bayer este unul dintre cele mai r?sp?ndite procedee pentru fabricarea aluminei din bauxite s?race ?n fier ?i siliciu. ?n acest procedeu, bauxita, ?n prealabil calcinat? ?i m?cinat?, este tratat? cu hidroxid de sodiu, ?n autoclave, la 4 – 6 at ?i 160 – 180 C. Oxidul de Al din bauxit? trece ?n solu?ie sub form? de aluminat de sodiu Na[Al(OH)4]. Amestecul se filtreaz?, separ?ndu-se solu?ia de aluminat de sodiu de hidroxizii de fier ?i de combina?iile siliciului cu aluminatul de sodiu.
?n solu?ia cu aluminat de sodiu se introduce fie un curent de bioxid di carbon, c?nd precipit? hidroxidul de Al.

2Na[Al(OH)4] + CO2 = 2Al(OH)3 + Na2CO3 + H2O

fie cantit??i mici de Al(OH)3 care amorseaz? desc aluminatului av?nd rol de germen de cristalizare pentru separarea hidroxidului de Al:

Na[Al(OH)4] = Al(OH)3 + NaOH

Hidroxidul de Aluminiu ob?inut se calcineaz? ?n cuptoare rotative la 12000C c?nd trece ?n oxid de Al:

2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O

Noroaiele ro?ii r?mase de la separarea hidroxidului de Al con?in ?n afar? de oxizi de fier ?i siliciu, oxid de titan ?i oxid de vanadiu, a c?ror extragere este o problem? luat? ?n cercetare.

Un con?inut mai mare de siliciu ?n bauxit? este d?un?tor, deoarece siliciul trece ?n Al2O3, de unde poate p?trunde ?n Al metalic.

b)Oxidul de aluminiu nu poate fi redus cu c?rbune deoarece s-ar forma carbura de aluminiu, Al4C3. Cum ?ns? alumina are un punct de topire foarte ridicat(20500C) ?n topitur? se adaug? drept fondant criolit, care scade temperatura de topire la 9800C. Se lucreaz? la intensit??i de curent de peste 50000A.
Celula electrolitic? este format? dintr-o cuv? de o?el c?ptu?it? cu blocuri de grafit suspenda?i ?n topitur?. Prin trecerea curentului electric, Al se adun? ?n jurul catodului la fundul celulei, de unde este scos periodic, iar O este pus ?n libertate la anod, unde se une?te cu carbonul electrodului form?nd oxizi de carbon. Anodul fiind consumat, trebuie ?nlocuit din timp ?n timp.
Al ob?inut este impur ?i trebuie rafinat. Pentru ob?inerea aluminiu foarte pur, cu 99,90 – 99,99% Al se folose?te rafinarea electrolitic?.

Propriet??i fizice: Aluminiu este un metal alb – argintiu, care cristalizeaz? ?n sistemul cubic cu fe?e centrate. Este un metal u?or mai pu?in dur dec?t cuprul. Aluminiu este un foarte bun conduc?tor de c?ldur? ?i electricitate. Conductibilitatea electric? ?i cea termic? sunt aproximativ pe jum?tate c?t la cupru. Aluminiu este foarte plastic; poate fi laminat, b?tut ?n foi foarte sub?iri sau transformat ?n s?rm? fin?.

Propriet??i chimice: Aluminiul este un element activ din punct de vedere chimic. De?i are caracter puternic electropozitiv la temperatur? obi?nuit? aluminiul pur devine stabil ?n aer, deoarece este ap?rat de pelicula sub?ire de oxid de aluminiu format la suprafa?a lui. Tot a?a de stabil este fa??de ap?. Formarea peliculei de oxid de aluminiu care protejeaz? metale...