Alüminyum Nerelerde Kullanılır? Alüminyum Nedir?

0 1

Alüminyum Nedir?

Alüminyum, periyodik tablonun bor grubu olarak da bilinen III A grubunun bordan sonra ikinci elementidir. Alüminyum nerelerde kullanılır konusuna geçmeden önce alüminyum özellikleri hakkında bilgi verelim.

Alüminyum Özellikleri

Alüminyum özellikleri şunlardır:

  • Yer kabuğunda en çok bulunan ve demirden sonra en çok kullanılan metaldir.

 

  • Atom numarası 13’tür. Alüminyum erime noktası 660 santigrat derecedir. Alüminyum kaynama noktası 2467 santigrat derecedir.

 

  • Yüksek kimyasal etkinliğinden dolayı doğada serbest halde bulunmaz. Değişik oranlarda hemen hemen bütün kayaçlarda, bitkilerde ve hayvanlarda bulunur.

 

  • Katışıksız alüminyum oldukça yumuşak ve dayanıksız, az miktarda silisyum ve demir içeren ticari alüminyum sert ve dayanıklıdır.

 

  • Demirin yoğunluğunun üçte biri kadar yoğunluğa sahiptir.

 

  • Alüminyum 3 elektronunu kolayca serbest bırakır. Bu yüzden indirgeyici özelliği yüksektir.

 

Alüminyum Nerelerde Kullanılır?

Alüminyum nerelerde kullanılır sorusunun cevabı şöyledir:

  • Saf alüminyum ya da alaşımları çeşitli alanlarda kullanılır. Yüzde 99,99 oranındaki arı metalden nükleer reaktörlerde tüketilen uranyum çubuklarının kılıfları üretilir.

 

  • Yüzde 99,5 oranındaki alüminyumdan derişik sülfirik ve nitrik asitlerin kapları yapılır.  Mutfaktaki kaplar ve elektrik iletkenleri için ambalaj malzemesi üretiminde kullanılır.

 

  • Alüminyum ve alaşımları uçak yapımında, inşaat malzemelerinde, dayanıklı tüketim mallarında elektrik iletkenlerinde ve çeşitli kimyasal madde ve besin işleme donanımlarında kullanılır.

 

  • Alüminyum bileşiği olan alüminyum sülfat, kağıt yapımında boya tutkalı ve yüzey astarı olarak kullanılır.

 

  • Alüminyum bileşiği olan alüminyum klorür, derideki gözenekleri sıkıştırma özelliğinden dolayı lokalter önleyici ve deodorant olarak yararlanılır.

 

  • Alüminyum bileşiği olan alüminyum hidroksit, su geçirmez kumaş yapımında kullanılır.

 

Alüminyum Nerelerde Bulunur?

Alüminyum, Alüminyum silikat halinde,

  • Korkayaçlarda,
  • Feldispatlarda,
  • Feldispatoitlerde,
  • Mikalarda bulunur.
  • Bunların bozulmasıyla oluşan topraklarda,
  • Bunların dış etkilerle bozulmasıyla oluşan boksitte,
  • Demirce zengin lateritte bulunur.

En önemli alüminyum cevheri boksittir. Boksit yüzde 52 oranında alüminyum oksit içeren demirli bir kayaçtır. Fiziksel görünüm açısından bileşimine ve içindeki maddelere göre büyük farklılıklar gösterir. Sarımsı beyazdan griye, pembeden koyu kırmızıya kadar değişen renklerde olabilir. Antarktika dışında tüm kıtalarda boksit bulunmuştur.

Boksit, en yaygın tropikal iklimlerde geçirmiş bölgelerde bulunur. Bu iklimlere özgü,

  • Yoğun yağış,
  • Sürekli yüksek sıcaklık,
  • İyi akaçlama

boksitin oluşumu için en uygun koşullardır.

Boksit şu ülkelerde yoğun olarak bulunur:

  • ABD,
  • Karayipler,
  • Hawaii,
  • Avustralya,
  • Hindistan,
  • Endonezya,
  • Malezya,
  • Çin,
  • Gana,
  • Yunanistan,
  • Macaristan,
  • İtalya,
  • Fransa

Boksit dışında başka alüminyum kaynakları da mevcuttur. Bu kaynakların başlıcaları şunlardır:

  • Alümina killeri,
  • Davsonit,
  • Alünit,
  • Kiltaşları,
  • Saprolit minerali

Alüminyum Nasıl Elde Edildi?

  • 1809 yılında Sir Humphry Davy eritilmiş alüminyum oksit elektrolizi ile bir demir alüminyum alaşımı hazırlamış ve buna alüminyum adını vermişti.

 

  • İlk kez 1825 yılında Hans Christian Qrsted alüminyum klorürü potasyum amalgamıyla indirgeyerek saf alüminyum elde etmeyi başardı.

 

  • 1827 yılında Alman Friedrich Wöhler, indirgen olarak potasyum kullanarak toz, 1845’te de küçük yumrular halinde alüminyum elde etti. Aynı zamanda bazı özelliklerini saptadı.

 

  • Alüminyum, 1855 yılında 1. Paris Dünya Sergisi’nde halka tanıtıldı. Daha sonra elektrik enerjisinin bollaştığı ve ucuzladığı dönemde alüminyumun bugün hale uygulanan elektroliz yöntemiyle ticari üretimi gerçekleştirildi.

 

  • 1960 yıllarında alüminyum üretimi demirden sonra metal üretiminde bakırı geçerek ikinci sırayı aldı.

[adinserter name=”Block 3″]

Saf Alüminyum Nasıl Elde Edilir?

İki yöntemle Alüminyum elde edilir. Bunlar:

  • Bayer İşlemi,
  • Hall-Heroult işlemi

Bayer İşlemi

Bu işlem dört aşamada gerçekleştirilir. Bunlar:

  • Pişirme,
  • Durultma,
  • Çökeltme,
  • Yakma.

Pişirme

Boksit öğütülür. Sodyum hidroksit karıştırılır ve basınçlı tanklara pompalanır. Cevher bu tanklarda buhar ısısının ve basıncının  etkisiyle çözülür. Sodyum hidroksit, boksitteki hidratlı alüminyum oksitle tepkimeye girerek doymuş bir sodyum alüminat çözeltisi oluşturur. İçerdiği demir oksit yüzünden kızıl çamur olarak adlandırılan çözünmez katkılar ise çökelir.

Durultma

Bir dizi basınç düşürücü tanktan ve filtreden geçirilen karışımın içerdiği kızıl çamur, bez filtrelerde toplanır. Elde edilen yeşil renkteki sıvı karışım filtrelerden geçirilerek soğutma kulelerine pompalanır.

Çökeltme

Karışım, uzun çökeltme tanklarına geçer.  Daha sonra bu karışıma kristal oluşumunu hızlandırmak amacıyla hidratlanmış alümina kristalleri eklenir. Bu kristallerin çevresinde birikerek çökecek bir ağırlığa ulaşan alüminyum hidrat kristalleri filtreler aracılığıyla çözeltiden ayrılır.

Yakma

Ayrılan alüminyum hidrat kristalleri yıkanarak istenmeyen ögelerden arındırılır. Uzun döner fırınlarda 980 santigrat dereceye kadar ısıtılır. Serbest durumdaki suyun yanı sıra alüminyum hidratın bileşimine katılmış olan suyun da giderilmesini sağlayan bu işlem sonucunda görünümü ve kararlılığın açısından toz şekere benzeyen, kuru ince bir toz halinde alümina elde edilir.

Hall-Heroult İşlemi

Bu işlemde, içine karbon döşenmiş çelik gözlerden oluşan modern eritme ocakları, karbon elektrotlar ve çözücü olarak bir alüminyum bileşiği olan kriyolit kullanılır. Karbon elektrotlarla ocağın tabanındaki karbon döşeme arasından elektrolitin yüzeyinde bir kabuk oluşmasını sağlayan doğru akım geçirilir.

Kazana atılan alümina bir süre bu kabuğun üstünde kalır. Bu aşamada 950 santigrat dereceye kadar ısınır. Aynı zamanda absorbe ettiği suyu yitirir. Zaman zaman kabuk kırılarak aluminanın çözeltiye karışması ve çözeltideki alümina derişikliğinin istenen düzeyde tutulmasını sağlanır.

Bu işlemde alüminanın çözünmesi ve ayrışmasıyla ilgili süreçlerin niteliği tartışma konusudur. Fakat son ürünlerin gözenin dibinde biriken metal alüminyum ve ortamdan ayrılan karbon dioksit olduğu bilinmektedir.

Eritme aralıksız olarak sürdürülür. İndirgenme nedeniyle tüketilen alümina ve kriyolitin bileşimindeki aluminyum florür kayıpları sık sık giderilerek banyonun bileşimi sabit tutulur. Zaman zaman da eriyik durumdaki alüminyum dışarı alınır. Elde edilen alüminyumun saflığı yüzde 99,80 dolayındadır.

Cevap bırakın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.