Paano Pinino ang Aluminyo at Anu-anong mga Elemento ang Nilalaman Nito?

Ang Aluminum (Al) ay isang magaan, kulay-pilak na puting metal na pangatlo sa pinakamaraming elemento sa crust ng Daigdig, kasunod lamang ng oxygen at silicon. Gayunpaman, dahil sa mataas na reaktibiti ng kemikal nito, hindi ito natural na lumilitaw sa purong metal na anyo nito. Sa halip, ito ay matatagpuan sa mga compound, pangunahin na sa loob ng bauxite ore, isang halo ng mga hydrated aluminum oxide kabilang ang gibbsite (Al(OH)3), boehmite (AlO(OH)), at diaspore.

Ang Proseso ng Pagpino sa Dalawang Yugto

Ang paglalakbay mula sa hilaw na bauxite patungo sakinabibilangan ng mataas na kadalisayan na aluminyodalawang magkaibang prosesong industriyal.

Ang unang yugto ay ang prosesong Bayer, na binuo noong 1888. Ang dinurog na bauxite ay hinahalo sa isang mainit na solusyon ng sodium hydroxide sa ilalim ng presyon, tinutunaw ang mga mineral na may aluminum habang nag-iiwan ng mga dumi tulad ng mga iron oxide at silica. Ang nagresultang solusyon ng sodium aluminate ay sinasala upang alisin ang pulang residue ng putik, tinapunan ng mga kristal ng aluminum hydroxide, at kinakalsina sa humigit-kumulang 1,100°C upang makagawa ng purong puting alumina, o aluminum oxide (Al₂O₃). Mahigit 90% ng alumina sa mundo ay nalilikha na ngayon sa pamamagitan ng pamamaraang ito.

Ang ikalawang yugto ay ang prosesong Hall Héroult. Ang alumina ay may melting point na higit sa 2,000°C, kaya hindi praktikal ang direktang electrolysis. Ang solusyon ay nakasalalay sa pagtunaw ng Al₂O₃ sa tinunaw na cryolite (Na₃AlF₆), na nagpapababa sa temperatura ng pagpapatakbo sa humigit-kumulang 950~1,000°C. Pagkatapos ay isang kuryente ang dumadaan sa pinaghalong ito. Ang tinunaw na aluminyo ay naipon sa ilalim (ang cathode), habang ang oxygen ay sumasama sa mga carbon anode upang bumuo ng CO₂. Ang pamamaraang electrolytic na ito ay nananatiling tanging prosesong pang-industriya para sa paggawa ng pangunahing aluminyo, na nagbubunga ng metal na may 99.5~99.8% na kadalisayan.

Anu-anong mga Elemento ang Nilalaman ng Aluminyo?

Ang purong aluminyo mismo ay binubuo lamang ng elementong Al, na may atomic number na 13 at atomic weight na humigit-kumulang 26.98 g/mol. Ang komersyal na purity aluminum (98.8–99.7% Al) ay naglalaman ng maliliit na bakas ng iron at silicon bilang natural na mga dumi. Gayunpaman, karamihanang mga aplikasyon ay umaasa sa mga haluang metal na aluminyo, kung saan ang mga partikular na elemento ay sadyang idinaragdag upang iayon ang mga mekanikal na katangian.

Para sa mga aplikasyong istruktural, ang seryeng 6000 (hal., 6061) ay gumagamit ng magnesium at silicon bilang pangunahing elemento ng haluang metal, karaniwang 0.8~1.2% Mg at 0.400~.8% Si. Ang haluang metal na ito ay nag-aalok ng mahusay na balanse ng katamtamang lakas, mahusay na kakayahang i-weld, at superior na kakayahang makinahin.

Para sa mga pangangailangang may mataas na lakas, ang seryeng 7000 (hal., 7075) ay gumagamit ng zinc at copper bilang pangunahing elemento ng haluang metal, na may humigit-kumulang 5.16~.1% Zn at 1.2~2.0% Cu. Ang T6 temper ng 7075 ay naghahatid ng halos doble ng tensile strength ng 6061-T6, kaya ito ang materyal na pinipili para sa aerospace at mga high performance structural component.

Ang kaunting dami ng chromium, manganese, at titanium ay karaniwang makikita rin sa mga komersyal na haluang metal, na bawat isa ay may papel sa pagpipino ng butil at paglaban sa kalawang. Ang pag-unawa sa tumpak na komposisyon ng bawat haluang metal ay mahalaga para sa pagpili ng tamang materyal para sa mga partikular na kinakailangan sa machining o paggawa.