Alumínium alapanyag
Az alumínium az egyik legsokoldalúbban alkalmazott fém napjainkban, melyet világszerte előszeretettel használnak az ipar számos területén. Az alumínium felhasználása rendkívül széles körű: megtalálható az építőiparban, a járműgyártásban, a csomagolóanyagokban, de a háztartási eszközök és elektronikai termékek világában is alapanyagnak számít. Népszerűségét kiváló tulajdonságai indokolják, könnyű, mégis erős, korrózióálló, jól formázható és újrahasznosítható. A következő cikkben bemutatjuk az előállítási folyamatait, valamint azt is, hogy milyen területeken vált nélkülözhetetlenné ez a modern, innovatív fém.
Az alumínium tulajdonságai
Az AL a periódusos rendszer 13. eleme, egy könnyű, ezüstfehér színű fém, amelyet gyakran alkalmaznak az ipar különböző területein. Az előnyös tulajdonságai közé tartozik a kis sűrűség, a kiváló korrózióállóság, a jó hő- és elektromos vezetőképesség, valamint a kiváló alakíthatóság. Bár tiszta formában is hasznosítható, gyakran ötvözik más fémekkel a szilárdság növelése érdekében.
Az alumínium nem fordul elő szabad formában a természetben, hanem különböző ércekben, elsősorban bauxitban található meg, amely egy agyagszerű kőzet. Ennek fém sója, az alumínium-oxid (alumina) képezi az előállításának alapját. Nemcsak a repülőgépiparban és az építészetben használják, hanem a vegyipar is hasznosítja különböző katalizátorok és reagens anyagok formájában. Sokoldalúságát éppen ezen fizikai és kémiai jellemzőinek köszönheti.
Az alumínium előállítása
Az alumínium előállítására leggyakrabban a bauxitból kiinduló, több lépcsős ipari folyamatot alkalmazzák. A bauxit egy vörösesbarna, alumínium-oxidban gazdag érctípus, amely nagy mennyiségben tartalmaz oxigén és szilícium vegyületeket is. Az első lépésben az ércből kioldják az alumínium-oxidot, amelyet ezt követően elektrolízissel bontanak le tiszta alumíniummá. Ezt a folyamatot rendkívül nagy energia szükséges kíséri, ami az alumíniumgyártást energiaigényes iparággá teszi.
Az ipari eljárás során az olvadt alumínium-oxidot olvadékban elektrolizálják, ahol anódként általában grafit szolgál, amely a reakció során fokozatosan elhasználódik. A katódon tiszta alumínium válik le, míg az anódon oxigén fejlődik. Az olvadék hőmérséklete és a szénnel történő segédreakciók miatt időnként hidrogéngáz is keletkezhet melléktermékként.
Az alumíniumot először 1825-ben állították elő laboratóriumi körülmények között, és azóta fokozatosan vált iparilag jelentős fémmé. A frissen előállított alumínium fényes, vágható, jól formázható, és bár ez az anyag puha fémnek számít, felületén gyorsan kialakul egy vékony oxidréteg, amely megvédi a korróziótól. Az alumínium-oxid egyébként a timsó egyik alkotóeleme is, amelyet a világ első alumíniumtartalmú vegyületei között használtak széles körben. Az alumíniumgyártás napjainkban már kulcsszereplője a modern iparnak az építőipartól a repülőgépgyártásig.
Az alumínium felhasználási területei
A leggyakoribb eleme a Földkéregnek, főként agyagásványoknak és timföldet tartalmazó érceknek köszönhetően. Könnyűsége, kiváló szakítószilárdsága, korrózióállósága és jó hővezető képessége miatt az alumínium az ipar egyik legsokoldalúbb anyaga. Tulajdonságai miatt előszeretettel alkalmazzák olyan területeken, ahol a tömeg csökkentése kulcsfontosságú – például a közlekedésben, a repülőgépgyártásban vagy az autóiparban, ahol gyakran teljes alumíniumtömbjét dolgozzák fel.
A villamosipar is jelentős felhasználója, hiszen ez az anyag jó elektromos vezető, és sokkal könnyebb, mint a réz. Képlékeny, jól megmunkálható, emiatt bonyolultabb alkatrészek, burkolatok és vezetékek gyártására is kiválóan alkalmas. A műszeripar és a csomagolóipar – például italos dobozok, fóliák előállítása – szintén fontos terület az alumínium számára.
Annak ellenére, hogy az anyag nem nemesfém, mégis stabil, mivel felületén természetes oxidréteg képződik, amely nem lép reakcióba könnyen más anyagokkal – ez tovább növeli tartósságát. A könnyűfém kategóriájába tartozó alumínium tehát sokrétű felhasználásával nélkülözhetetlenné vált a modern ipar és a mindennapi élet számára.
Az egészségre gyakorolt hatása
Az alumínium a Földön található harmadik leggyakoribb kémiai elem, és bár rendkívül elterjedt a természetben és az iparban, az egészségre gyakorolt hatása viták tárgya. Levegő hatására a felszínén gyorsan oxidréteg alakul ki, amely megvédi a további korróziótól, és általában nem lép reakcióba a környezettel. Ez az egyik oka annak, hogy élelmiszer-csomagolásra, edényekhez és fóliákhoz is biztonságosan használható.
Ugyanakkor felmerült a gyanú, hogy az anyag bizonyos formái, például kozmetikai termékekben, izzadásgátlókban hosszú távon hozzájárulhatnak neurológiai problémákhoz, így az alzheimer-kór kialakulásához. Bár ezt a tudomány mai állása szerint nem sikerült egyértelműen igazolni. Másrészt, vérzéscsillapításra is alkalmazták az alumínium-származékokat orvosi készítményekben, például púderekben és spray-kben.
Az alumínium festékekben is megjelenik, különösen fémes fényű színek elérésére, illetve szén-tartalmú keverékekkel együtt különleges hatások előállítására. Érdekesség, hogy az anyagot először egy párizsi világkiállításon mutatták be a nagyközönségnek, ahol értékesebbnek tartották az aranynál. Mára viszont mindennapjaink egyik legismertebb és leggyakrabban használt anyagává vált. Az egészség szempontjából tehát a használat formája és mennyisége a döntő. A megfelelő alkalmazás mellett az anyag nem jelent közvetlen veszélyt a szervezetre.
