አሉሚኒየም እንዴት ይጣራል እና ምን ንጥረ ነገሮች አሉት?

አልሙኒየም (አል) ቀላል ክብደት ያለው፣ ብርማ ነጭ ብረት ሲሆን ኦክስጅንና ሲሊከንን ብቻ ተከትሎ በምድር ቅርፊት ውስጥ በሦስተኛው በብዛት የሚገኝ ንጥረ ነገር ሆኖ ይገኛል። ሆኖም፣ በከፍተኛ የኬሚካል ምላሽ ምክንያት፣ በንጹህ የብረት ቅርፁ በተፈጥሮ ፈጽሞ አይከሰትም። በምትኩ፣ በዋናነት በቦክሳይት ማዕድን ውስጥ፣ ጊብስሳይት (Al(OH)₃)፣ ቦህማይት (AlO(OH)) እና ዲያስፖሬ ባሉ ውህዶች ውስጥ ይገኛል።

የማጣራት ሂደት በሁለት ደረጃዎች

ከጥሬ ባክሳይት ወደከፍተኛ ንፁህ አሉሚኒየም የሚከተሉትን ያጠቃልላልሁለት የተለያዩ የኢንዱስትሪ ሂደቶች።

የመጀመሪያው ደረጃ የባየር ሂደት ሲሆን በ1888 የተገነባ ነው። የተፈጨ ባክሳይት ከሞቃት ሶዲየም ሃይድሮክሳይድ መፍትሄ ጋር ግፊት ስር ይቀላቀላል፣ የአሉሚኒየም ተሸካሚ ማዕድናትን በማሟሟት እንደ ብረት ኦክሳይድ እና ሲሊካ ያሉ ቆሻሻዎችን ይተዋል። የተገኘው የሶዲየም አሉሚኔት መፍትሄ ከዚያም ቀይ የጭቃ ቅሪትን ለማስወገድ ተጣርቶ በአሉሚኒየም ሃይድሮክሳይድ ክሪስታሎች ተዘርቶ በ1,100°ሴ አካባቢ በካልሲየም ይቀባል እና ንፁህ ነጭ አሉሚና ወይም የአሉሚኒየም ኦክሳይድ (Al₂O₃) ያመርታል። ከ90% በላይ የሚሆነው የዓለማችን አሉሚና አሁን በዚህ ዘዴ ይመረታል።

ደረጃ ሁለት የሆል ሄሮልት ሂደት ነው። አሉሚና ከ2,000°ሴ በላይ የመቅለጥ ነጥብ ስላላት ቀጥተኛ ኤሌክትሮላይዝስ ተግባራዊ አይሆንም። መፍትሄው በቀለጠ ክሪዮላይት (Na₃AlF₆) ውስጥ ያለውን Al₂O₃ በመሟሟት ላይ ይገኛል፣ ይህም የአሠራር ሙቀቱን ወደ 950~1,000°ሴ አካባቢ ዝቅ ያደርገዋል። ከዚያም የኤሌክትሪክ ፍሰት በድብልቁ ውስጥ ያልፋል። የቀለጠ አልሙኒየም ከታች (ካቶድ) ይሰበሰባል፣ ኦክስጅን ደግሞ ከካርቦን አኖዶች ጋር ይዋሃዳል እና CO₂ ይፈጥራል። ይህ ኤሌክትሮላይቲክ ዘዴ ዋናውን አልሙኒየም ለማምረት ብቸኛው የኢንዱስትሪ ሂደት ሆኖ ይቀጥላል፣ ይህም 99.5~99.8% ንፅህና ያለው ብረት ይሰጣል።

አሉሚኒየም ምን ንጥረ ነገሮችን ይይዛል?

ንፁህ አልሙኒየም ራሱ የአቶሚክ ቁጥር 13 እና የአቶሚክ ክብደት 26.98 ግ/ሞል የሆነ የአል ንጥረ ነገር ብቻ ያካትታል። የንግድ ንፅህና አልሙኒየም (98.8–99.7% አል) እንደ ተፈጥሯዊ ቆሻሻ ጥቃቅን የብረት እና የሲሊከን ዱካዎችን ይዟል። ሆኖም ግን፣ አብዛኛዎቹአፕሊኬሽኖች በአሉሚኒየም alloys ላይ የተመሰረቱ ናቸው, የተወሰኑ ንጥረ ነገሮች ሆን ተብሎ የሚጨመሩበት ቦታ፣ ሜካኒካል ባህሪያትን ለማበጀት ነው።

ለመዋቅራዊ አፕሊኬሽኖች፣ የ6000 ተከታታይ (ለምሳሌ፣ 6061) ማግኒዚየም እና ሲሊከንን እንደ ዋና ቅይጥ አባሎቹ ይጠቀማል፣ በተለይም 0.8~1.2% Mg እና 0.400~.8% Si። ይህ ቅይጥ መካከለኛ ጥንካሬ፣ ጥሩ የመገጣጠም ችሎታ እና የላቀ የማሽን ብቃትን በጣም ጥሩ ሚዛን ይሰጣል።

ለከፍተኛ ጥንካሬ ፍላጎቶች፣ የ7000 ተከታታይ (ለምሳሌ፣ 7075) ዚንክ እና መዳብን እንደ ዋና ቅይጥ ንጥረ ነገሮች ያካትታል፣ በግምት 5.16~.1% Zn እና 1.2~2.0% Cu። የ7075 የT6 ሙቀት ከ6061-T6 እጥፍ የሚበልጥ የመሸከም ጥንካሬን ይሰጣል፣ ይህም ለአየር ወለድ እና ለከፍተኛ አፈጻጸም መዋቅራዊ ክፍሎች ተመራጭ ቁሳቁስ ያደርገዋል።

የክሮሚየም፣ የማንጋኒዝ እና የቲታኒየም ዱካዎች በንግድ ቅይጥ ውስጥም በብዛት ይገኛሉ፣ እያንዳንዳቸው በእህል ማጣሪያ እና በዝገት መቋቋም ላይ ሚና ይጫወታሉ። ለተወሰኑ የማሽን ወይም የማምረቻ መስፈርቶች ትክክለኛውን ቁሳቁስ ለመምረጥ የእያንዳንዱን ቅይጥ ትክክለኛ የንጥረ ነገር ስብጥር መረዳት አስፈላጊ ነው።