Aluminij (Al) je lahka, srebrno bela kovina, ki se uvršča na tretji najpogostejši element v Zemljini skorji, takoj za kisikom in silicijem. Vendar pa se zaradi visoke kemijske reaktivnosti v naravi nikoli ne pojavlja v čisti kovinski obliki. Namesto tega ga najdemo v spojinah, predvsem v boksitni rudi, mešanici hidriranih aluminijevih oksidov, vključno z gibsitom (Al(OH)₃), bemitom (AlO(OH)) in diasporom.
Postopek rafiniranja v dveh fazah
Pot od surovega boksita dovisoko čist aluminij vključujedva različna industrijska procesa.
Prva faza je Bayerjev postopek, razvit leta 1888. Zdrobljen boksit se pod pritiskom zmeša z vročo raztopino natrijevega hidroksida, pri čemer se raztopijo minerali, ki vsebujejo aluminij, hkrati pa ostanejo nečistoče, kot so železovi oksidi in silicijev dioksid. Nastala raztopina natrijevega aluminata se nato filtrira, da se odstranijo ostanki rdečega blata, semena s kristali aluminijevega hidroksida in kalcinira pri približno 1100 °C, da se dobi čisti bel aluminijev oksid ali aluminijev oksid (Al₂O₃). Več kot 90 % svetovnega aluminijevega oksida se danes proizvaja s to metodo.
Druga faza je Hall-Héroultov postopek. Aluminijev oksid ima tališče nad 2000 °C, zaradi česar je neposredna elektroliza nepraktična. Rešitev je v raztapljanju Al₂O₃ v staljenem kriolitu (Na₃AlF₆), kar zniža delovno temperaturo na približno 950–1000 °C. Skozi mešanico se nato spusti električni tok. Staljeni aluminij se zbira na dnu (katoda), kisik pa se veže na ogljikove anode in tvori CO₂. Ta elektrolitska metoda ostaja edini industrijski postopek za proizvodnjo primarnega aluminija, ki daje kovino s čistostjo 99,5–99,8 %.
Katere elemente vsebuje aluminij?
Čisti aluminij je sestavljen izključno iz elementa Al, z atomskim številom 13 in atomsko maso približno 26,98 g/mol. Komercialno čist aluminij (98,8–99,7 % Al) vsebuje manjše sledi železa in silicija kot naravni nečistoči. Vendar pa večinaaplikacije so odvisne od aluminijevih zlitin, kjer se namerno dodajajo specifični elementi za prilagoditev mehanskih lastnosti.
Za konstrukcijske aplikacije serija 6000 (npr. 6061) uporablja magnezij in silicij kot glavna legirna elementa, običajno 0,8–1,2 % Mg in 0,400–0,8 % Si. Ta zlitina ponuja odlično ravnovesje med zmerno trdnostjo, dobro varivostjo in vrhunsko obdelovalnostjo.
Za visoke zahteve glede trdnosti serija 7000 (npr. 7075) vključuje cink in baker kot glavna legirna elementa, s približno 5,16 do 0,1 % Zn in 1,2 do 2,0 % Cu. Stanje T6 jekla 7075 zagotavlja skoraj dvakrat večjo natezno trdnost kot 6061-T6, zaradi česar je to material izbire za vesoljsko industrijo in visokozmogljive konstrukcijske komponente.
V komercialnih zlitinah so pogosto prisotne tudi sledove kroma, mangana in titana, pri čemer vsak od njih igra vlogo pri prečiščevanju zrn in odpornosti proti koroziji. Razumevanje natančne elementarne sestave vsake zlitine je bistvenega pomena za izbiro pravega materiala za specifične zahteve glede obdelave ali izdelave.
Čas objave: 13. maj 2026