In molti modi, l’alluminio è il metallo perfetto. È forte, leggero, resistente al calore e alla corrosione e un buon conduttore di elettricità. In cima a quello è abbondante e poco costoso.

L’alluminio è anche il metallo più abbondante nella crosta terrestre e il terzo elemento più abbondante dopo l’ossigeno e il silicio. Tuttavia, fu solo nel 1809 che il chimico inglese Sir Humphry Davy lo identificò formalmente e lo chiamò.

Oggi, l’alluminio è il metallo più comunemente usato al mondo dopo il ferro e l’acciaio. L’alluminio è una componente vitale di quasi ogni parte della nostra vita, dai veicoli che guidiamo al confezionamento del nostro cibo.

L’alluminio è al suo più versatile quando è combinato con altri metalli per formare leghe di alluminio. Il processo di lega conferisce all’alluminio proprietà migliorate per adattarsi a una gamma di applicazioni.

Come è fatto l’alluminio

L’alluminio è fatto nelle seguenti fasi:

• Trovare il minerale di alluminio
• Estrazione di alluminio
• Raffinazione della bauxite
• Fusione di alluminio

Trovare il minerale di alluminio

L’alluminio tende a combinarsi con altri elementi e raramente esiste in natura nella sua forma metallica pura. I composti di alluminio si trovano nei tipi di roccia più comuni tra cui argilla, ardesia, scisto, granito e anortosite.

Il minerale di alluminio più importante è la bauxite, una roccia contenente circa il 52% di ossido di alluminio con impurità di ossido di ferro, silice e titania. La bauxite si trova comunemente in depositi su o vicino alla superficie terrestre in molte parti del mondo, tra cui Europa, Asia, Australia e Sud America.

Alluminio minerario

I geologi localizzano i depositi di bauxite prelevando campioni e conducendo perforazioni investigative. Quando vengono trovati depositi, vengono estratti in fosse aperte. La terra viene fatta saltare e la bauxite viene estratta usando pale elettriche o dragline.

Il 90% di tutta la bauxite estratta viene trasformato in allumina per essere fuso in alluminio. Il restante 10% viene utilizzato per altri scopi, tra cui la produzione di abrasivi, rivestimenti di forni e proppants per l’industria petrolifera. Ci vogliono 4 tonnellate di bauxite di alta qualità per produrre 2 tonnellate di allumina, da cui può essere prodotta 1 tonnellata di alluminio.

Raffinazione della Bauxite

La bauxite viene raffinata utilizzando il processo Bayer che è stato sviluppato per la prima volta da Karl Joseph Bayer nel 1888. Il processo Bayer ha quattro fasi: digestione, chiarificazione, precipitazione e calcinazione.

Digestione

La bauxite viene macinata, mescolata con soda caustica e pompata in serbatoi a pressione dove viene applicato calore e pressione del vapore. Questo fa sì che la soda caustica reagisca con i composti di alluminio nella bauxite per formare una soluzione di alluminato di sodio. Le impurità indesiderate sono lasciati alle spalle in quello che è noto come fango rosso.

Chiarificazione

Successivamente, la soluzione di alluminato di sodio viene fatta passare attraverso serbatoi di scarico dove la pressione viene ridotta alla pressione atmosferica. Il fango rosso viene rimosso con l’uso di agenti chiarificanti e filtri di stoffa. La soluzione chiarificata viene quindi raffreddata in scambiatori di calore e pompata in silos alti.

Precipitazione

I cristalli di semi di idrossido di alluminio vengono aggiunti alla soluzione di alluminato di sodio per causare precipitazioni. Durante questo processo, l’alluminio diventa solido. Ciò si traduce in grandi cristalli di alluminio che vengono filtrati e lavati per rimuovere l’acqua e altre impurità.

Calcinazione

Ora i cristalli di idrossido di alluminio sono sottoposti a calcinazione, un processo di trattamento termico in cui viene controllata la fornitura di aria. I forni rotanti sono utilizzati per riscaldare i cristalli a temperature superiori a 960 ° C che rimuovono le impurità rimanenti, lasciando una polvere bianca fine nota come allumina o ossido di alluminio.

Fusione di alluminio

La fusione è il processo durante il quale l’alluminio viene estratto dall’allumina. Questo viene eseguito dal processo Hall-Héroult, inventato nel 1886 da Charles Martin Hall e Paul Héroult.

La fusione avviene in vasi di riduzione in acciaio riempiti con elettrolita fuso, dove vengono utilizzati anodi di carbonio per far passare una corrente elettrica attraverso l’elettrolita. L’allumina viene quindi aggiunta alla superficie fusa. La corrente elettrica deposita l’alluminio fuso che può essere raccolto e sifonato.

L’alluminio fuso viene poi versato in stampi per formare lingotti di fonderia. In questa fase è puro al 99,8%. Ora può essere ulteriormente raffinato per produrre alluminio superpure o utilizzato per la lega con altri metalli.

Alluminio Superpure

L’alluminio Superpure di elevata purezza (99,99%) è morbido e privo di resistenza alla trazione. Tuttavia, è resistente alla corrosione e un eccellente conduttore di elettricità. L’alluminio superpure viene utilizzato in apparecchiature chimiche, componenti elettronici e per produrre benzina.

Leghe di alluminio

La maggior parte dell’alluminio è legato con altri elementi. Legando l’alluminio, la sua durezza e resistenza possono essere notevolmente migliorate. Le leghe di alluminio comuni sono alluminio-manganese (utilizzato in contenitori per bevande), alluminio-magnesio (utilizzato in elettrodomestici e utensili), alluminio-magnesio-silicio (utilizzato in edifici e veicoli) e alluminio-rame (utilizzato in aeromobili).

Riciclaggio dell’alluminio

L’alluminio può essere riciclato all’infinito senza perdere la sua qualità. Questo lo rende uno dei metalli più ecologici del pianeta. Incredibilmente, la maggior parte dell’alluminio mai prodotto è ancora in uso oggi.

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